Što je električna impedancija?

U istosmjernim krugovima otpor R igra važnu ulogu. Što se tiče sinusoidnih izmjeničnih krugova, to se ne može učiniti samo s jednim aktivnim otporom. Zapravo, ako su u krugovima istosmjerne struje kapaciteti i induktivnosti vidljivi samo tijekom prijelaznih procesa, tada se u krugovima izmjenične struje ove komponente očituju mnogo značajnije.

Stoga se za adekvatan proračun krugova izmjenične struje uvodi pojam «električna impedancija» - Z ili kompleksni (ukupni) otpor dvostrane mreže na harmonijski signal. Ponekad samo kažu "impedancija", izostavljajući riječ "električni".

Koncept impedancije omogućuje vam primjenu Ohmov zakon za dijelove krugova sinusne struje izmjenične struje... Manifestacija dvostrane (opterećenja) induktivne komponente dovodi do zaostajanja struje od napona na danoj frekvenciji, a manifestacija kapacitivne komponente - do zaostajanja napona od struje. Aktivna komponenta ne uzrokuje kašnjenje između struje i napona, djelujući u biti na isti način kao u istosmjernom krugu.

Komponenta impedancije koja sadrži kapacitivnu i induktivnu komponentu naziva se reaktivna komponenta X. Grafički se aktivna komponenta impedancije R može nacrtati na osi oX, a reaktivna komponenta na osi oY, tada će impedancija kao cjelina biti predstavljen u obliku kompleksnog broja gdje je j imaginarna jedinica (imaginarna jedinica na kvadrat je minus 1).

U ovom slučaju jasno je vidljivo da se reaktivna komponenta X može rastaviti na kapacitivnu i induktivnu komponentu, koje imaju suprotan smjer, odnosno imaju suprotan učinak na strujnu fazu: uz prevlast induktivne komponente, impedancija kruga u cjelini će biti pozitivan, to jest struja u krugu će zaostajati za naponom, ali ako prevladava kapacitivna komponenta, tada će napon zaostajati za strujom.

Shematski je ova dvoterminalna mreža u datom obliku prikazana na sljedeći način:

U principu, svaki linearni mrežni dijagram s dva priključka može se svesti na sličan oblik. Ovdje možete odrediti aktivnu komponentu R, koja ne ovisi o trenutnoj frekvenciji, i jalovu komponentu X, koja uključuje kapacitivnu i induktivnu komponentu.

Iz grafičkog modela, gdje su otpori predstavljeni vektorima, jasno je da se modul impedancije za zadanu frekvenciju sinusne struje izračunava kao duljina vektora, koji je zbroj vektora X i R. Impedancija mjeri se u omima.

Praktično, u opisima sinusoidnih izmjeničnih krugova u smislu impedancije, možete pronaći izraze kao što su «aktivno-induktivna priroda opterećenja» ili «aktivno-kapacitivno opterećenje» ili «čisto aktivno opterećenje». To znači sljedeće:

• Ako u krugu prevladava utjecaj induktiviteta L, tada je reaktivna komponenta X pozitivna, dok je aktivna komponenta R mala - to je induktivno opterećenje. Primjer induktivnog opterećenja je induktor.

• Ako u krugu prevladava utjecaj kapaciteta C, tada je reaktivna komponenta X negativna, dok je aktivna komponenta R mala - to je kapacitivno opterećenje. Primjer kapacitivnog opterećenja je kondenzator.

• Ako u strujnom krugu prevladava aktivni otpor R, a jalova komponenta X mala, radi se o aktivnom opterećenju. Primjer aktivnog opterećenja je žarulja sa žarnom niti.

• Ako je aktivna komponenta R u krugu značajna, ali induktivna komponenta prevladava nad kapacitivnom komponentom, odnosno jalova komponenta X je pozitivna, opterećenje se naziva aktivno-induktivno. Primjer aktivno-induktivnog opterećenja je asinkroni motor.

• Ako je aktivna komponenta R u krugu značajna, a kapacitivna komponenta prevladava nad induktivnom komponentom, odnosno reaktivna komponenta X je negativna, opterećenje se naziva aktivno-kapacitivnim. Primjer aktivno-kapacitivnog opterećenja je napajanje fluorescentne svjetiljke.

Vidi također:Što je faktor snage (kosinus Phi)