Calcular impedância

A impedância é a resistência de um circuito a uma mudança na corrente elétrica (corrente alternada). É medido em ohms. Para calcular a impedância, você precisa saber o valor de todos os resistores e a impedância de todas as bobinas e capacitores, que resistem à corrente em graus variados, dependendo de como a corrente muda. Você pode calcular a impedância com uma fórmula matemática simples.

Folha de fórmulas

  1. Impedância Z = R ou Xeuou XC(somente se estiver presente)
  2. Impedância em série Z = √(R + X) (se R e um tipo X estiverem presentes)
  3. Impedância em série Z = √(R + (|Xeu - XC|)) (se R, Xeu e XC estão todos presentes)
  4. Impedância em cada circuito = R + jX (j é o número imaginário √(-1))
  5. Resistência R = ΔV/I
  6. Reatância indutiva Xeu = 2πƒL = ωL
  7. Reatância capacitiva XC =/ 2πƒC =/ C

Degraus

Parte 1 de 2: Calculando a reatância de resistência

Imagem intitulada Calcular Impedância Etapa 1
1. Definir impedância. A impedância é representada pelo símbolo Z e medida em Ohms (Ω). Você pode medir a impedância de qualquer circuito ou componente eletrônico. O resultado indica até que ponto o circuito oferece resistência ao fluxo de elétrons (corrente elétrica). Existem dois efeitos diferentes que diminuem a corrente, ambos contribuem para a impedância:
  • A resistência (R) é o retardamento da corrente devido aos efeitos do material e da forma do componente. Este efeito é maior em resistores, mas todas as peças têm pelo menos alguma resistência.
  • Reatância (impedância) (X) é o retardo da corrente devido a campos elétricos e magnéticos que se opõem a mudanças na corrente ou tensão. Isso é mais importante para capacitores e enxaguar.
Imagem intitulada Calcular Impedância Etapa 2
2. Saiba o que é resistência. A resistência é um conceito fundamental no estudo da eletricidade. Você vai encontrar isso com mais frequência no lei de Ohm: ΔV = I * R. Com esta equação você pode calcular cada um desses valores se souber os outros dois. Por exemplo, para calcular a resistência, escreva a fórmula como R = ΔV/I. Você também pode usar o medir a resistência usando um multímetro.
  • ΔV é a tensão, medida em volts (V). Também é conhecida como diferença de potencial.
  • I é a corrente, medida em amperes (A).
  • R é a resistência, medida em ohms (Ω).
  • Imagem intitulada Calcular Impedância Etapa 3
    3. Saiba que tipo de reatância calcular. A reatância ocorre apenas em circuitos CA (corrente alternada). Como a resistência, é medida em ohms (Ω). Existem dois tipos de reatância que ocorrem em diferentes partes elétricas:
  • Reatância indutiva Xeu é produzido por bobinas, também chamado de indutor ou reator. Esses componentes criam um campo magnético que neutraliza as mudanças de direção em um circuito CA. Quanto mais rápido a direção muda, maior a reatância indutiva.
  • Reatância capacitiva XC é produzido por capacitores, que armazenam uma carga elétrica. À medida que a direção da corrente em um circuito CA muda, o capacitor carrega e descarrega repetidamente. Quanto mais tempo o capacitor tem para carregar, mais ele resiste à corrente. Portanto, quanto mais rápido a direção muda, menor a reatância capacitiva.
  • Imagem intitulada Calcular Impedância Etapa 4
    4. Calcule a reatância indutiva. Como descrito acima, a reatância indutiva aumenta com a taxa de mudança na direção da corrente ou do frequência da pista. Esta frequência é representada pelo símbolo ƒ, e é medida em Hertz (Hz). A fórmula completa para calcular a reatância indutiva é Xeu = 2πƒL, onde L de indutância é (reatância indutiva), medida em Henry (H).
  • A indutância L depende das características da bobina, como o número de voltas. Também é possível medir a indutância indiretamente.
  • Se você estiver familiarizado com o círculo unitário, imagine uma corrente AC dentro desse círculo, onde uma revolução completa de 2π radianos é um ciclo. Se você multiplicar isso por ƒ, medido em Hertz (unidades por segundo), você obtém um resultado em radianos por segundo. Isto é o velocidade angular do circuito, e pode ser escrito como o ômega minúsculo ω. Você encontrará a fórmula para reatância indutiva escrita como Xeu=ωL
  • Imagem intitulada Calcular Impedância Etapa 5
    5. Calcule a reatância capacitiva. Esta fórmula é semelhante à fórmula da reatância indutiva, exceto que a reatância capacitiva ao contrário é proporcional à frequência. Reatância capacitiva XC =/ 2πƒC. C é a capacitância (reatância capacitiva) do capacitor, medida em Farad (F).
  • Você pode medir a capacitância usando um multímetro e alguns cálculos simples.
  • Como explicado acima, isso pode ser escrito como/ C.
  • Parte 2 de 2: Cálculo de impedância total

    Imagem intitulada Calcular Impedância Etapa 6
    1. Adicione resistores no mesmo circuito. A impedância total é fácil de calcular se o circuito tiver vários resistores, mas nenhum indutor ou capacitor. Primeiro, meça a resistência em cada resistor (ou qualquer componente com resistência) ou olhe no circuito para o resistor rotulado em ohms (Ω). Combine-os à medida que as partes estão conectadas:
    • Resistores em série (conectados um após o outro ao longo de um fio) podem ser adicionados juntos. A resistência total R = R1 + R2 + R3...
    • Resistores em paralelo (cada um em um fio diferente conectado ao mesmo circuito) são adicionados como seus valores recíprocos. Para a resistência total R, resolva a seguinte equação: /R =/ R1 +/ R2 +/ R3 ...
    Imagem intitulada Calcular Impedância Etapa 7
    2. Adicione valores de reatância semelhantes dentro do mesmo circuito. Se houver apenas indutores no circuito ou apenas capacitores, a impedância total será a mesma que a reatância total. Calcule da seguinte forma:
  • Bobinas em série: Xtotal = XL1 + XL2 + ...
  • Capacitores em série: Ctotal = XC1 + XC2 + ...
  • Bobinas em paralelo: Xtotal = 1 / (1/XL1 + 1/XL2 ...)
  • Capacitores em paralelo: Ctotal = 1 / (1/XC1 + 1/XC2 ...)
  • Imagem intitulada Calcular Impedância Etapa 8
    3. Subtraia a reatância indutiva e capacitiva para a reatância total. Como um desses efeitos aumenta à medida que o outro diminui, eles tendem a se anular. Para encontrar o efeito total, subtraia o menor do maior.
  • Você obtém o mesmo resultado com a fórmula Xtotal = |XC - Xeu|
  • Imagem intitulada Calcular Impedância Etapa 9
    4. Calcule a impedância da resistência e reatância em um circuito em série. Você pode apenas somá-los, porque os dois valores "estar fora de fase." Isso significa que ambos os valores mudam ao longo do tempo como parte do ciclo AC, mas atingem o pico em momentos diferentes. Felizmente, se todos os componentes estiverem conectados em série (por exemplo,. se houver apenas um fio), use a seguinte fórmula simples: Z = √(R + X).
  • A matemática por trás desta fórmula envolve o uso de "fasores", mas também pode ser conhecido da geometria. Acontece que podemos representar os dois componentes R e X como os catetos de um triângulo retângulo, com a impedância Z como hipotenusa.
  • Imagem intitulada Calcular Impedância Passo 10
    5. Calcule a impedância da resistência e reatância em um circuito paralelo. Esta é realmente a maneira geral de expressar impedância, mas requer uma compreensão de números complexos. Esta é a única maneira de calcular a impedância total de um circuito paralelo, que inclui resistência e reatância.
  • Z = R + jX, onde j é o componente imaginário: √(-1). Use j em vez de i para evitar confusão com I maiúsculo para corrente.
  • Você não pode combinar os dois números. Por exemplo, a impedância pode ser expressa como 60 + j120 Ω.
  • Se você tiver dois desses circuitos conectados em série, poderá adicionar os componentes real e imaginário separadamente. Por exemplo, é Z1 = 60 Ω + j120 Ω conectado em série com um resistor com Z2 = 20 Ω, então Ztotal = 80 + j120 Ω.
  • Pontas

    • A impedância total (resistência e reatância) também pode ser expressa como um número complexo

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