Generalizar la impedancia de ampliar la ley de ohm para condensadores e inductores
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Utilizar el concepto de impedancia a gernalize la ley de Ohm en forma de fasores para que pueda aplicar y extender la ley de condensadores e inductores. Después de describir la impedancia, se utiliza diagramas vectoriales para mostrar la diferencia de fase entre el voltaje y la corriente. Estos diagramas muestran cómo la relación de fase entre el voltaje y la corriente se diferencia de resistencias, condensadores e inductores.
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la ley y la impedancia de Ohm
Para un circuito con sólo resistencias, la ley de Ohm dice que la tensión es igual a la resistencia a los tiempos actuales, o V = IR. Pero cuando se añaden dispositivos de almacenamiento del circuito y la i-v relación es un poco más, así, compleja. Resistencias deshacerse de la energía en forma de calor, mientras que los condensadores e inductores almacenan energía.
Los condensadores se resisten a los cambios de voltaje, mientras que los inductores se resisten a los cambios en curso. Impedancia proporciona una relación directa entre el voltaje y la corriente de resistencias, condensadores, inductores y cuando se está analizando circuitos con tensiones o corrientes fasoriales.
Al igual que la resistencia, se puede pensar de la impedancia como una constante de proporcionalidad que relaciona el voltaje fasorial V y la corriente fasorial yo en un dispositivo eléctrico. Dicho en términos de la ley de Ohm, se puede relacionar V, yo, y la impedancia Z como sigue:
V = yoZ
La impedancia Z es un número complejo:
Z = R + jX
Esto es lo que las partes real e imaginaria de Z media:
La parte real R es la resistencia de las resistencias. Nunca se consigue recuperar la energía perdida cuando la corriente fluye a través de la resistencia. Cuando se tiene una resistencia conectada en serie con un condensador, el voltaje inicial del condensador disminuye gradualmente a 0 si no hay batería está conectada al circuito.
¿Por qué? Debido a que el resistor utiliza hasta energía almacenada inicial del condensador en forma de calor cuando la corriente fluye a través del circuito. Del mismo modo, las resistencias causan corriente inicial de la bobina a decaer gradualmente a 0.
La parte imaginaria X es el resistencia reactiva, que proviene de los efectos de condensadores o inductores. Cada vez que vea un número imaginario de la impedancia, se trata de dispositivos de almacenamiento. Si la parte imaginaria de la impedancia es negativo, entonces la pieza imaginaria de la impedancia está dominado por los condensadores. Si es positivo, la impedancia está dominado por los inductores.
Cuando se tiene condensadores e inductores, la impedancia cambia con frecuencia. ¡Este es un gran problema! ¿Por qué? Usted puede diseñar circuitos de aceptar o rechazar rangos específicos de frecuencias para diversas aplicaciones. Cuando se utilizan condensadores o inductores en este contexto, los circuitos se llaman filtros. Puede utilizar estos filtros para cosas como la creación de pantallas de Navidad de lujo con luces multicolores parpadear y bailando con la música.
El recíproco de la impedancia Z que se llama el admitancia Y:
La parte real G se llama el conductancia, y la parte imaginaria segundo se llama susceptancia.
diagramas vectoriales y resistencias, condensadores e inductores
diagramas vectoriales explican las diferencias entre las resistencias, condensadores, inductores, y en el que el voltaje y la corriente se encuentren en fase o fuera de fase 90o. tensión y corriente de un resistor están en fase, porque un cambio instantáneo de la corriente corresponde a un cambio instantáneo de la tensión.
Pero para los condensadores, el voltaje no cambia de forma instantánea, por lo que incluso si la corriente cambia de forma instantánea, la tensión se retrasará la corriente. Para los inductores, la corriente no cambia de forma instantánea, por lo que cuando hay un cambio instantáneo en el voltaje, los rezagos actuales detrás de la tensión.
Aquí son diagramas vectoriales para estos tres dispositivos. Para una resistencia, la corriente y la tensión están en fase porque la descripción fasor de una resistencia es VR = yoRR. La tensión del condensador se retrasa la corriente por 90o debido a -j/ (ΩDO), y el voltaje del inductor conduce la corriente en un 90o debido a jωL.
Ponga la ley de Ohm para los condensadores en forma de fasores
Para un condensador con capacitancia do, usted tiene la corriente siguiente:
Debido a que el derivado de un fasor simplemente multiplica el fasor por jω, la descripción de fasores para un condensador es
La descripción de fasores para un condensador tiene una forma similar a la ley de Ohm, demostrando que la impedancia de un condensador es
Más temprano, que viste un diagrama vectorial de un condensador. La tensión del condensador se retrasa la corriente por 90o, como se puede ver a partir de la fórmula de Euler:
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Piense en el número imaginario j como un operador que hace girar un vector por 90o en el sentido antihorario. UN -j gira un vector en la dirección hacia la derecha. También debe tener en cuenta j2 gira el fasor por 180o y es igual a -1.
El componente imaginario para un condensador es negativo. A medida que la frecuencia en radianes ω aumenta, la impedancia del condensador disminuye. Debido a la frecuencia para una batería es 0 y una batería tiene una tensión constante, la impedancia de un condensador es infinito. El condensador actúa como un circuito abierto para una fuente de tensión constante.
Ponga la ley de Ohm para los inductores en forma de fasores
Para un inductor con inductancia L, la tensión es
La descripción fasor correspondiente para un inductor es
Video: Ley de Ohm, para qué sirve, cómo se utiliza, casos prácticos
La impedancia de un inductor es
ZL = jωL
Más temprano, que viste un diagrama vectorial de un inductor. La tensión de inductor conduce la corriente por 90o debido a la fórmula de Euler:
El componente imaginario es positivo para los inductores. A medida que la frecuencia en radianes ω aumenta, la impedancia del inductor sube. Debido a que la frecuencia en radianes para una batería es 0 y una batería tiene una tensión constante, la impedancia es 0. El inductor actúa como un corto circuito para una fuente de tensión constante.