Чему равно полное сопротивление цепи, состоящей из четырех последовательно соединенных

Для измерения температуры воды массой 20 г в неё погрузили термометр, который показал 32,4 ̊С. Какова действительная температура воды, если теплоёмко … сть термометра 2,1 Дж/К и перед погружением в воду он показывал температуру помещения 8,4 ̊С? Вода находится в стеклянном стакане массой 30 г. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг*К. Ответ представить в буквенном виде и числовом. Численное значение температуры представить в градусах Цельсия и Кельвинах.

Задача із фізики. Відстань від найближчої зірки ( Альфа Центавра ) до Сонця світло проходить 4,3 роки, виразіть відстань від Сонця до Альфа Центавра в … метрах. Допоможіть будь ласка, даю 50 балів

пжпжпж помогитеее тжб го физика ал братскиии ❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️​

Разработка туристического маршрута. Название Описание Маршрута 1 Запад Калининград, Гвардейск, Талпаки, Большаково, Советск, Неман Задание. Разработат … ь маршрут для авто путешественников. Условия. Отъезд из Калининграда (площадь у Дома Советов) в 10.00 На осмотр достопримечательностей в каждом пункте отводится 1,3 часа В стоимость маршрута включено горячее питание (обед) в одном из промежуточных пунктов. Обед должен быть с 14.00 до 16.00. Обратный путь по тому же маршруту, но без остановок. Возвращение в Калининград не позднее 22.00 Скорость движения по маршруту не должна превышать скорость, установленную дорожными знаками на дороге. Что нужно сделать? Обозначить пункт, где будет обед. Рассчитать среднюю скорость движения по маршруту в прямом и обратном направлении. Построить график движения по маршруту, с указанием пути, времени и населенных пунктов.ПОМОГИТЕ ПЛИЗ СРОЧНО​

Определи, на сколько градусов можно нагреть воду массой 560 кг при сжигании керосина массой 0,7 кг, если считать, что теплота, выделившаяся при полном … сгорании керосина, целиком пошла на нагревание воды. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°С), удельная теплота сгорания керосина — 43 МДж/кг. (Ответ округли до десятых). Шаг 1. Запиши формулу для нахождения количества теплоты, необходимого для нагревания вещества (воды) массой m на Δt°С, и заполни пропуски в пояснении к данной формуле:

4. Цинк массой 50г взятого при температуре 20 °С полностью расплавили. Какое количество теплоты при этом потребовалось? (Удельная теплоемкость цинка 3 … 80 Дж/(кг: °С), удельная теплота плавления цинка 12*104 Дж/кг, температура плавления Цинка 420 °С.) 40баллов даю пожалуйстаааа​

Мальчик который обуздал ветер кто знает этот фильм??? ​

Помогите пожалуйста

Трактор рухався рівномірно зі швидкістю 45 м/с пройшов шлях 4км. Визначити час його руху.

В таблице указана температура плавления некоторых веществ. Воспользуйся данными таблицы и запиши температуру кристаллизации льда.​

Онлайн-тесты на oltest.ru: Электротехника и электроника

Онлайн-тестыТестыИнженерные дисциплиныЭлектротехника и электроникавопросы226-240

---

226. Если цепная схема состоит из четырех одинаковых симметричных четырехполюсников, постоянная передачи которых нагружена на характеристическое сопротивление, напряжение на котором имеет начальную фазу 70˚, начальная фаза входного напряжения равна:
•

227. Если цепь синусоидального тока имеет параметры Е = 200 В, R₁ = 8,66 Ом, = 5 Ом, R₂ = 10 Ом, = 17,32 Ом, R₃ = 1,34 Ом, Х_с = 7,32 Ом, то показание амперметра будет равно
• 8 А

228. Если цепь синусоидального тока имеет параметры Е = 200 В, R₁ = 8,66 Ом, R₂ = 10 Ом, = 17,32 Ом, R₃ = 1,34 Ом, = 5 Ом; Х_С = 7,32 Ом, то показание вольтметра будет равно
• 58,56 В

229. Зависимость тока от освещенности при заданном напряжении на фоторезисторе называется характеристикой
• люкс-амперной

230.

Зависимые начальные условия:
• значения токов и напряжений после коммутации, определяемые через независимые начальные условия

231. Заграждающий фильтр:
• фильтрующая система, у которой полоса пропускания разрезана на две части полосой затухания

232. Задан ток в идеальной индуктивности: i = 4 + 30 sin t + 5 sin3 t. Амплитуда первой гармоники напряжения на этой катушке больше амплитуды третьей гармоники в:
• 2 раза

233. Задана цепь синусоидального тока и ее параметры R = 32 Ом и Х = 24 Ом. Если ток равен i = 4 sin ( t — 120˚), то мгновенное значение приложенного к цепи напряжения равно
• 160 sin ( t — 83˚ )

234. Заданный контур входит в состав сложной цепи. Уравнение по второму закону Кирхгофа для заданного контура записывается так

• E₁ — E₄ + E₃ — E₂ = I₁R₁ — I₄R₄ — I₃R₃ + I₂R₂

235. Задано u = U₁ sin t + U₃ sin (3 t + j). При изменении фазового угла j от 0 до 90˚ при неизменных параметрах цепи
• ток I останется неизменным

236. Задано полное сопротивление цепи z = 5 Ом при частоте 50 Гц. Полное сопротивление этой же цепи при частоте 150 Гц равно
• 9,85 Ом

237. Закон Ома для магнитной цепи:
•

238. Закон Ома:

•

239. Закон полного тока:
• циркуляция вектора напряжённости магнитного поля вдоль любого произвольного замкнутого контура равна алгебраической сумме макротоков, охваченных этим контуром

240. Затухание контура d равняется:
• U/U_L

---

Полное сопротивление — цепь — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Полное сопротивление — цепь

Cтраница 3

Полное сопротивление цепи источника сигналов запуска влияет на характер применяемых связей цепей запуска. Для запуска по коллектору входное полное сопротивление увеличивается от начального значения в несколько сотен до нескольких тысяч ом. Входное полное сопротивление при запуске по эмиттеру падает от нескольких сотен до 40 — 50 ом, а затем повышается до первоначального значения. При запуске по базе после начального падения входное полное сопротивление остается постоянным на уровне нескольких сотен ом.  [31]

Определить полное сопротивление цепи ( рис. 12.81), если напряжение между точками А и В равно 110 В.  [32]

Определить полные сопротивления цепей 1, 2, 3, 4, 5, если XL — xcrlQ Ом ( рнс.  [33]

Определить полное сопротивление цепи и напряжение на ее зажимах, если цепь состоит из двух параллельных ветвей ( рис. 27, в) со следующими параметрами: i150 Ом; Хц 200 Ом; 2250 Ом, ХА2 100 Ом.  [35]

Определить полное сопротивление цепи ( рис. 7 — 29), для которой г20 Ом, XL 10 Ом, J ( c40 Ом.  [37]

Определить полное сопротивление цепи ( рис. 7 — 29), для которой г 20 Ом, L10 Ом, же — 40 Ом.  [39]

Определить полное сопротивление цепи и напряжение на ее выводах, если цепь состоит из двух параллельных ветвей ( рис. 31, б), элементы которых имеют следующие параметры: г4 150 Ом; XL 200 Ом; г2 250 Ом; XLz 100 Ом.  [40]

Определим сначала полное сопротивление цепи.  [41]

Чему равно полное сопротивление цепи при частоте / 50 гц, в которой активное сопротивление т37 ом соединено с катушкой индуктивностью L0 5 гк.  [42]

Чему равно полное сопротивление цепи, состоящей из последовательно включенных активного и индуктивного, активного и емкостного сопротивлений.  [43]

Чему равно полное сопротивление цепи, состоящей из параллельно включенных катушки индуктивности, емкости и активного сопротивления.  [44]

Чему равно полное сопротивление цепи, состоящей из последовательно включенных катушки индуктивности и емкости.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Полное сопротивление цепи переменного тока при последовательном соединении r, l и c

. (2.9)

Единицей измерения всех этих сопротивлений служит ом (Ом).

Индуктивное и емкостное сопротивления считаются реактивными. Это значит, что в них, в отличие от активных, не происходит превращение электрической энергии в другие виды энергии. Наличие тока в реактивном элементе объясняется периодическим обменом энергией между таким элементом и сетью.

Произведение мгновенных значений тока и напряжения есть мгновенная мощность цепи переменного тока и в общем случае, при синусоидальных токах и напряжениях, она определяется выражением

, (2.10)

где

φ

–

угол сдвига фаз между напряжением и током потребителя.

Формула для мгновенной мощности состоит из двух составляющих: постоянной, не зависящей от времени UIcosj, и переменной, изменяющейся во времени с двойной частотойUIcos(2wt –j).

Количество электрической энергии, превращающейся в потребителе в другой вид энергии, зависит от средней мощности Pза период переменного тока, которая называется активной мощностью, измеряется в ваттах (Вт) и может быть определена из выражения

. (2.11)

Сравнивая выражения (2.10) и (2.11), можно отметить, что постоянная составляющая мгновенной мощности равна активной мощности цепи. Измеряется активная мощность с помощью ваттметров.

Для характеристики скорости обмена энергией между реактивными элементами и сетью используется понятие реактивной мощности, под которой подразумевается амплитудное значение мгновенной мощности на этих элементах. Для определения реактивной мощности можно использовать следующие выражения:

, (2.12)

где	U, I	–	действующие значения напряжения и тока на участке цепи, для которого рассчитывается реактивная мощность;
	j	–	угол сдвига фаз между напряжением и током на данном участке;
	xL,xC	–	индуктивное и емкостное сопротивления рассматриваемого участка.

Единицей измерения реактивной мощности служит вольт-ампер реактивный (вар), а измеряется эта мощность варметрами.

Полная мощность цепи переменного тока

. (2.13)

Единицей измерения полной мощности служит вольт-ампер (ВА).

Некоторые цепи, несмотря на наличие реактивных элементов, ведут себя по отношению к источнику питания как чисто активное сопротивление. Такое явление в цепи переменного тока называется резонансом. При резонансе напряжение и ток, потребляемый такой цепью, совпадают по фазе, а реактивная мощность всей цепи равна нулю. Основными видами резонанса являются резонанс напряжений при последовательном и резонанс токов при параллельном соединении элементов с индуктивностью и емкостью.

При последовательном соединении катушки индуктивности с индуктивным сопротивлением x_L и конденсатора с емкостным сопротивлениемx_C резонанс напряжений возникает при равенстве между собой индуктивного и емкостного сопротивлений, x_L = x_C. Поэтому при данном резонансе полное сопротивление последовательной цепи

, (2.14)

где

r

–

активное сопротивление в рассматриваемой ветви, например, сопротивление провода, из которого намотана катушка индуктивности.

Анализируя выражение (2.14), можно отметить, что полное сопротивление последовательной цепи при резонансе достигает минимального значения, а ток максимален. С увеличением тока повышается напряжение на элементах цепи и при резонансе оно достигает максимума. Особенностью рассматриваемого резонанса является возможность появления перенапряжений на реактивных элементах цепи, когда напряжения на катушке индуктивности и конденсаторе во много раз превышают напряжение источника питания. Такой случай возможен при x_L = x_C>>r.

При параллельном соединении двух и более ветвей с различным типом реактивного сопротивления может возникать резонанс токов. Условием этого резонанса является равенство индуктивной и емкостной проводимостей ветвей, включённых параллельно, b_L =b_C.

Для двух ветвей, включённых параллельно, полная проводимость

^,(2.15)

где	g1,g2	–	активные проводимости ветвей, включённых параллельно;
	bL	–	реактивная проводимость ветви с индуктивным характером реактивности;
	bC	–	реактивная проводимость ветви с емкостным характером реактивности.

Реактивная проводимость первой ветви, в которой эквивалентная реактивность носит индуктивный характер,

^{, (2.16)}

где	xL	–	эквивалентное реактивное сопротивление рассматриваемой ветви;
	r1	–	эквивалентное активное сопротивление данной ветви.

Реактивная проводимость второй ветви, в которой эквивалентная реактивность носит емкостной характер,

^{, (2.17)}

где	xС	–	эквивалентное реактивное сопротивление рассматриваемой ветви;
	r2	–	эквивалентное активное сопротивление данной ветви.

Активные проводимости ветвей:

^{, (2.18)}

^{. (2.19)}

В приведённых выше выражениях под эквивалентным реактивным сопротивлением ветви подразумевается разность между индуктивным сопротивлением катушки и емкостным сопротивлением конденсатора, которые включены последовательно в рассматриваемой ветви. Если в ветви индуктивное сопротивление больше емкостного, то её эквивалентное реактивное сопротивление носит индуктивный характер, в противном случае характер эквивалентного реактивного сопротивления меняется на емкостный.

Эквивалентное активное сопротивление ветви равно сумме активных сопротивлений элементов, включённых в неё последовательно.

Для ветвей, в которых включён только один элемент, эквивалентное сопротивление равно соответствующему сопротивлению данного элемента (активному или реактивному).

При резонансе токов полная проводимость цепи равна её активной проводимости, y=g₁+g₂=g.

Из выражения (2.15) следует, что при резонансе токов полная проводимость разветвлённой цепи минимальна и равна активной проводимости. По этой причине ток, подходящий к участку, на котором возник резонанс токов, становится минимальным. В это же время токи в параллельных ветвях могут достигать больших значений и во много раз превышать ток, подходящий к разветвлённому участку. Возникает такой режим, когдаb_L =b_C>>g.

Чему равно общее сопротивление цепи при последовательном соединении?

• О проекте
• Контакты
• Помощь
• Рекламодателям
• Рус /  Eng

Поиск найти Расширенный поиск

Разделы

• Все Кроссворды Советы Обзоры Статьи

• Викторины Пазлы Рецепты Списки

Искать

• Везде В названии В описании

• В содержании По тегам

11303 викторины, 1068 кроссвордов, 906 пазлов и многое другое…

Пример решения контрольной по электротехнике

Ниже приведены условия и решения задач. Закачка решений в формате doc начнется автоматически через 10 секунд. 

  На рисунке, изображён магнитопровод с воздушным зазором. Материал сердечника — электротехническая сталь. Размеры сердечника по средней магнитной линии в мм : ℓ1=280 мм ; ℓ2=330 мм ; ℓ3=370 мм ; ℓ0=2 мм. Толщина сердечника 50 мм. В сердечнике требуется создать магнитный поток Ф=0,0048 Вб. Определить ток, который должен проходить по обмотке катушки, если она имеет w=800 витков. Вычислить, также ток катушки, для создания заданного магнитного потока, если в сердечнике будет отсутствовать воздушный зазор.

  Дано : ℓ1=280 мм ; ℓ2=330 мм ; ℓ3=370 мм ; ℓ0=2 мм ; d=50 мм ; w=800 ; Ф=0,0048 Вб.

  Найти : I

                                                                            Решение.

 

  1. Начертим схему замещения магнитной цепи.

Цепь содержит три участка : первый состоит из одного участка – электротехнической  стали ; второй из одного участка – электротехнической  стали ; третий из двух участков — электротехнической стали и воздушного зазора.

 

  Найдём длины и площади сечения участков.

Первый участок : S1=0.05×0.1=5×10-3 м2 ; ℓ1=280 мм=0,28 м

Второй участок : S2=0.05×0.08=4×10-3 м2 ; ℓ2=330 мм=0,33 м ;

Третий участок : S3=0.05×0.08=4×10-3 м2 ; ℓ3=370 мм=0,37 м.

2. Составим для магнитной цепи уравнения по законам Кирхгофа.

  По второму закону Кирхгофа составляем одно уравнение.

  Ф(Rм1+Rм2+Rм3+R0)=F       (1)

  Найдём магнитные индукции на каждом участке : B1=Ф/S1=0.0048/0.005=0.96 Тл ;

   B2=B3=B0=Ф/S2=Ф/S3=0.0048/0.004=1.2 Тл

  Найдём напряжённости магнитного поля на каждом участке : на участках из электротехнической стали напряжённость поля находим по кривой намагничивания

  h2=600 А/м ; h3=h4=1400 А/м.

Напряжённость магнитного поля находим по формуле : H0=B0/μ0=1.2/(4π×10-7)=9.6×105 А/м

(где μ0=4π×10-7 Гн/м – магнитная постоянная).

  Запишем уравнение (1) :

  F=Iw=h2ℓ1+h3ℓ2+h4ℓ3+H0ℓ0=600×0.28+1400×0.33+1400×0.37+9.6×105×0.002=3068 А

  Откуда находим ток, который должен проходить по обмотке : I=3068/800=3.8 А

  Найдём ток в обмотке катушки, необходимый для создания магнитного потока Ф=0,0048 Вб, если воздушный зазор отсутсвует.

  F=Iw=h2ℓ1+h3ℓ2+h4(ℓ3+ℓ0)=600×0.28+1400×(0.33+0.37+0.002)=1150.8

  Откуда ток катушки : I=1150.8/800=1.4 А

  Ответ : 1) I=3.8 A ; 2) I=1.4 A.

 

 

 

  Задача 7.

  К переменному напряжению U=150 В частотой f=50 Гц подключены последовательно соединённые резистор и конденсатор. По цепи проходит ток I=3 А, при этом на резисторе возникает падение напряжения Ua=90 В. Начертить схему цепи. Определить полное сопротивление цепи z, сопротивление резистора R, сопротивление XC и ёмкость С конденсатора, коэффициент мощности cosφ, напряжение UC на ёмкостном сопротивлении. Построить в масштабе mu=20 В/см векторную диаграмму напряжений, отложив горизонтально вектор тока.

  Дано : U=150 В ; f=50 Гц ; I=3 А ; Ua=90 В.

  Найти : z , R , XC , C , cosφ , UC.

                                                                    Решение.

  Находим полное сопротивление цепи : z=U/I=150/3=50 Ом.

  Сопротивление резистора : R=Ua/I=90/3=30 Ом.

  Находим сопротивление XC : XC==40 Ом.

  Находим ёмкость конденсатора : C=1/(2πfXC)=1/(2×50×3.14×40)=79.6×10-6 Ф=79,6 мкФ.

  Находим коэффициент мощности цепи : cosφ=R/z=30/50=0.6

  Находим напряжение на ёмкости : UC=IXC=3×40=120 В.

  Для построения векторной диаграммы, найдём длины векторов : ℓUa=Ua/mu=90/20=4.5 см ;

  ℓUc=UC/mu=120/20=6 см.

  Построение векторной диаграммы начинаем с построения вектора тока I, который откладываем горизонтально. Вектор напряжения Ua откладываем параллельно вектору тока I. От конца вектора Ua откладываем вектор напряжения UC перпендикулярно вектору тока I, в сторону его опережения. Геометрическая сумма векторов Ua и UC даёт вектор U.

  Схема цепи и векторная диаграмма построены на рисунке.

 

 

  Ответ : z=50 Ом ; R=30 Ом ; XC=40 Ом ; C=79,6 мкФ ; cosφ=0.6 ; UC=120 В.

 

 

 

 

 

  Задача 13.

  Последовательно с катушкой, активное сопротивление которой R=5 Ом и индуктивное XL=

  =26 Ом, включен конденсатор, ёмкостное сопротивление которого XC=14 Ом. Ток в цепи I=12 А, частота f=50 Гц. Начертить схему цепи. Определить полное сопротивление цепи z ; коэффициент мощности cosφ и напряжение на зажимах цепи U. Вычислить индуктивность катушки L0, при которой в цепи наступает резонанс напряжений. Для режима резонанса напряжений определить полное сопротивление цепи z0 ; ток I0 ; падение напряжения на активном Ua0 и ёмкостном UC0 сопротивлениях ; коэффициент мощности цепи cosφ0 ; полную S, активную P и реактивную Q мощности цепи. Построить в масштабе mu=50 В/см векторную диаграмму напряжений для режима резонанса, отложив горизонтально вектор тока.

  Дано : R=5 Ом ; XL=260 Ом ; XC=14 Ом ; I=12 A ; f=50 Гц.

  Найти : z ; cosφ ; U ; L0 ; z0 ; I0 ; Ua0 ; UC0 ; cosφ0 ; S ; P ; Q.

                                                                           Решение.

  Схема цепи приведена на рисунке.

 

  Полное сопротивление цепи : z==13 Ом

  Коэффициент мощности цепи : cosφ=R/z=5/13=0,38

  Напряжение, приложенное к цепи : U=Iz=12×13=156 В

  Найдём индуктивность катушки, которую нужно включить в сеть с конденсатором, чтобы в цепи возник резонанс напряжений. Условие резонанса :

  XL0=XC=14 Ом

  Индуктивность катушки : L0=XL0/(2πf)=14/(2×3.14×50)=0.045 Гн=45 мГн.

  Полное сопротивление цепи в режиме резонанса напряжений равно активному сопротивлению : z0=R=5 Ом.

  Ток в цепи в режиме резонанса напряжений : I0=U/z0=156/5=31,2 А.

  Падение напряжения на активном сопротивлении в режиме резонанса напряжений : Ua0=I0R=31.2×5=156 В.

  Падение напряжения на ёмкостном сопротивлении в режиме резонанса напряжений :

   UC0=I0XC=31.2×14=436.8 В.

  Коэффициент мощности цепи в режиме резонанса напряжений : cosφ0=R/z0=5/5=1

  Активная P, реактивная Q и полная S мощности цепи в резонансе напряжений :

  P=I02R=31.22×5=4867.2 Вт ; Q=0 ; S=P=4867.2 В∙А.

  Для построения векторной диаграммы найдём длины векторов : ℓUa=156/50=3.1 см ;

  ℓUc0=436.8/50=8.7 см.

  Построение векторной диаграммы начинаем с построения вектора тока I, который откладываем горизонтально. Вектор напряжения Ua0 откладываем параллельно вектору тока I. От конца вектора Ua0 откладываем вектор напряжение UC0 перпендикулярно вектору тока I в сторону отставания от него. От конца вектора UC0 откладываем вектор напряжения UL0 перпендикулярно вектору тока I в сторону его опережения (по модулю вектора UC0 и UL0 равны).

  Геометрическая сумма векторов Ua0 , UC0 и UL0 даёт вектор напряжения U, приложенного к цепи (U=Ua0).  

 

  Ответ : z=13 Ом ; cosφ=0.38 ; U=156 В ; L0=45 мГн ; z0=5 Ом ; I0=31.2 A ; Ua0=156 В ; UC0=

                =436.8 В ; cosφ0=1 ; P=4867.2 Вт ; Q=0 ; S=4867.2 В∙А.

 

 

 

 

 

 

   № 19

  Цепь переменного тока состоит из двух параллельных ветвей. В первую ветвь включены последовательно активное и индуктивное сопротивления : R1=12 Ом ; XL=9 Ом. Вторая ветвь состоит из последовательно соединённых активного и ёмкостного сопротивлений : R2=12 Ом ; XC=16 Ом. Напряжение на зажимах цепи U=220 В. Начертить схему цепи. Определить токи I1 , I2 в параллельных ветвях и ток I в неразветвленной части цепи ; коэффициент мощности всей цепи ; активную P , реактивную Q и полную S мощности цепи. Задачу решить методом разложения токов на активные и реактивные составляющие. Построить векторную диаграмму токов в масштабе mi=2 А/см. Вычислить активную g и реактивную bc проводимости второй ветви.

  Дано : R1=12 Ом ; XL=9 Ом ; R2=12 Ом ; XC=16 Ом ; U=220 В.

  Найти : I1 , I2 , I , cosφ , P , Q , S , g2 , bc.

                                                                    Решение.

  Схема цепи изображена на рисунке.

 

  Находим полные сопротивления параллельных ветвей.

  Z1==15 Ом  ;  Z2= =20 Ом.

  Находим токи в параллельных ветвях : I1=U/Z1=220/15=14.7 A  ;  I2=U/Z2=220/20=11 A

  Найдём углы сдвига фаз между токами I1 и I2 и напряжением U.

  φ1=arctg[XL/R1]=arctg[9/12]=37°

  φ2=arctg[-XC/R2]=arctg[-16/12]=-53°

  Находим активные составляющие токов I1, I2 и I.

  Ia1=I1cosφ1=14.7×cos(37°)=11.7 A  ;  Ia2=I2cosφ2=11×cos(-53°)=6.6 A ;

  Ia=Ia1+Ia2=11.7+6.6=18.3 A

  Находим реактивные составляющие токов I1 , I2 и I.

  Ip1=I1sinφ1=14.7×sin(37°)=8.84 A  ;  Ip2=I2sinφ2=11×sin(-53°)=-8.78 A

  Ip=Ip1+Ip2=8.84-8.78=0,06 А

  Полный ток в неразветвленной части цепи : I==18.3 A.

  Найдём коэффициент мощности цепи : cosφ=Ia/I=18.3/18.3=1

  В цепи имеет место резонанс токов.

  Найдём активную P, реактивную Q и полную S мощности цепи.

  P=I12R1+I22R2=14.72×12+112×12=4045.08 Вт

  Q=I12XL-I22XC=14.72×9-112×16=8.8 вар

  S=UI=220×18.3=4026 В∙А , или  S==4045 В∙А.

  Вычислим активную g2 и реактивную bc составляющие второй ветви.

  g2=R2/Z22=12/202=0.05 сим ;  bc=-XC/Z22=-16/202=-0.04 сим.

 Для построения векторной диаграммы найдём длины векторов :

  ℓIa1=Ia1/mI=11.7/2=5.9 см ; ℓIp1=Ip1/mI=8.84/2=4.4 см ; ℓI1=I1/mI=14.7/2=7.4 см ;

  ℓIa2=Ia2/mI=6.6/2=3.3 см ; ℓIp2=Ip2/mI=8.78/2=4.4 см ; ℓI2=I2/mI=11/2=5.5 см.

  ℓIa=Ia/mI=18.3/2=9.2 см ; ℓIp=Ip/mI=0.06/2=0.03 см ; ℓI=I/mI=18.3/2=9.2 см.

  Построение векторной диаграммы начинаем с построения вектора напряжения U , который откладываем горизонтально. Вектор тока Ia1 откладываем параллельно вектору напряжения U. От конца вектора Ia1 откладываем вектор тока Ip1 перпендикулярно вектору U в сторону отставания от него. Геометрическая сумма векторов Ia1 и Ip1 дают вектор I1. Вектор тока Ia2 откладываем параллельно вектору напряжения U. От конца вектора Ia2 откладываем вектор тока Ip2 перпендикулярно вектору напряжения U в сторону его опережения. Геометрическая сумма векторов Ia2 и Ip2 дают вектор I2. Вектор I строим как геометрическая сумма векторов I1 и I2 , или как геометрическую сумму векторов Ia и Ip.

 

  Ответ : I1=14.7 A ; I2=11 A ; I=18.3 A ; cosφ=1 ; P=4045 Вт ; Q=8.8 вар ; S=4045 В∙А ; g2=0.05 сим ; bc=-0.04 сим.

 

 

 

 

  № 21

  Три одинаковых приёмника с сопротивлениями ZA=ZB=ZC=12+j16 Ом, соединены звездой и питаются от трёхфазной сети с линейным напряжением Uл=220 В. Начертить схему цепи. Определить фазное напряжение Uф ; фазные Iф и линейные Iл токи ; полную S , активную P и реактивную Q мощности ; коэффициент мощности cosφ трёхфазного потребителя. Построить в масштабе mu=40 В/см , mI=2 А/см векторную диаграмму напряжений и токов.

  Дано : ZA=ZB=ZC=12+j16 Ом ; Uл=220 В

  Найти : Uф , Iф , Iл , S , P , Q , cosφ.

                                                                     Решение.

 

  Так как приёмник симметричный, то полное сопротивление фаз :

  Z=ZA=ZB=ZC===20 Ом.

  Фазное напряжение : Uф=Uл/=220/=127 В

  Так как приёмник соединён звездой, то фазные и линейные токи равны :

  Iф=Iл=Uф/Z=127/20=6.35 А.

  Коэффициент мощности цепи : cosφ=R/Z=12/20=0.6 ; угол сдвига фаз между током Iф и напряжением Uф : φ=arccos(0.6)=53°

  Активная мощность цепи : P=3Iф2R=3×6.352×12=1452 Вт.

  Реактивная мощность цепи : Q=3Iф2X=3×6.352×16=1935 вар

  Полная мощность цепи : S==2419 В∙А.

  Для построения векторной диаграммы найдём длины векторов :

  ℓUф=Uф/mu=127/40=3.2 см  ;  ℓIф=Iф/mI=6.35/2=3.2 см.

  Построение диаграммы начинаем с построения векторов фазных напряжений UA, UB и UC , которые откладываем под углом 120° относительно друг – друга, предварительно отложив вектор UA вдоль вещественной оси.

  Вектора фазных токов откладываем под углом φ=53° от соответствующих фазных напряжений. Соединив концы векторов фазных напряжений, получим треугольник линейных напряжений.

 

  Ответ : Uф=127 В ; Iф=6,35 А ; S=2419 В∙А ; P=1452 Вт ; Q=1935 вар ; cosφ=0.6.

  

 

 

 

  № 30

  Конденсатор С=30 мкФ, соединённый последовательно с резистором R=0.5 МОм, заряжается от сети с постоянным напряжением U=220 В. Определить постоянную времени цепи τ и значение разрядного тока и напряжения в конденсаторе для моментов времени t=0, τ, 2τ, 3τ, 4τ, 5τ. Начертить схему цепи. Построить в масштабе кривые iзар=f(t) ; uc=f(t).

  Дано : С=30 мкФ ; R=0.5 МОм ; U=220 В.

  Найти : τ ; iзар=f(t) ; uc=f(t).

                                                                      Решение.

 

 

  Постоянная времени цепи : τ=RC=0.5×106×30×10-6=15 c

  Напряжение на конденсаторе при заряде : uc=U(1-e-t/τ)=220(1-e-t/τ) В

  Вычислим значение напряжения на конденсаторе в моменты времени : t=0, τ, 2τ, 3τ, 4τ, 5τ. Вычисления сведём в таблицу.

 

t, c	0	τ	2τ	3τ	4τ	5τ
e-t/τ	1	0.37	0.14	0.05	0.02	0.01
uc , В	0	138.6	189.2	209	215.6	217.8

  По результатам расчёта строим кривую : uc=f(t).

 

Ток переходного режима, или зарядный ток : i=Ie-t/τ===440e-t/τ мкА

  Вычислим значение зарядного тока в моменты времени : t=0, τ,2τ, 3τ, 4τ, 5τ.

  Вычисления сведём в таблицу.

 

t, c	0	τ	2τ	3τ	4τ	5τ
e-t/τ	1	0,37	0,14	0,05	0,02	0,01
I, мкA	440	162,8	61,6	22	8,8	4,4

 По результатам расчёта строим кривую : i=440e-t/τ мкА.

 

  Ответ : τ=15 с ; uc=220(1-e-t/τ) В ; i=440e-t/τ мкА.

 

Активное сопротивление в электрической цепи. Активное, реактивное и полное сопротивление цепи

Активное сопротивление зависит от материала, сечения и температуры. Активное сопротивление обусловливает тепловые потери проводов и кабелей. Определяется материалом токоведущих проводников и площадью их сечения.

Различают сопротивление проводника постоянному току (омическое) и переменному току (активное). Активное сопротивление больше активного (R а > R ом) из-за поверхностного эффекта. Переменное магнитное поле внутри проводника вызывает противоэлектродвижущую силу, благодаря которой происходит перераспределение тока по сечению проводника. Ток из центральной его части вытесняется к поверхности. Таким образом, ток в центральной части провода меньше, чем у поверхности, то есть сопротивление провода возрастает по сравнению с омическим. Поверхностный эффект резко проявляется при токах высокой частоты, а также в стальных проводах (из-за высокой магнитной проницаемости стали).

Для ЛЭП, выполненных из цветного металла, поверхностный эффект на промышленных частотах незначителен. Следовательно, R а ≈ R ом.

Обычно влиянием колебания температуры на R а проводника в расчётах пренебрегают. Исключение составляют тепловые расчеты проводников. Пересчет величины сопротивления выполняют по формуле:

где R 20 – активное сопротивление при температуре 20 о;

текущее значение температуры.

Активное сопротивление зависит от материала проводника и сечения:

где ρ –удельное сопротивление, Ом мм 2 /км;

l – длина проводника, км;

F – сечение проводника, мм 2 .

Сопротивление одного километра проводника называют погонным сопротивлением:

где удельная проводимость материала проводника, км См/мм 2 .

Для меди γ Cu =53×10 -3 км См/мм2 , для алюминия γ Al =31.7×10 -3 км См/мм2 .

На практике значение r 0 определяют по соответствующим таблицам, где они указаны для t 0 =20 0 С.

Величина активного сопротивления участка сети рассчитывается:

R = r 0 ×l .

Активное сопротивление стальных проводов намного больше омического из-за поверхностного эффекта и наличия дополнительных потерь на гистерезис (перемагничивание) и от вихревых токов в стали:

r 0 = r 0пост + r 0доп,

где r 0пост – омическое сопротивление одного километра провода;

r 0доп – активное сопротивление, которое определяется переменным магнитным полем внутри проводника, r 0доп = r 0поверх.эф + r 0гистер. + r 0вихр.

Изменение активного сопротивления стальных проводников показано на рисунке 4.1.

При малых величинах тока индукция прямо пропорциональна току. Следовательно, r 0 увеличивается. Затем наступает магнитное насыщение: индукция и r 0 практически не изменяются. При дальнейшем увеличении тока r 0 уменьшается из-за снижения магнитной проницаемости стали (m ).

Сопротивление, оказываемое проводником проходящему на нему переменному току, называется активным сопротивлением .

Если какой-либо потребитель не содержит в себе индуктивности и емкости (лампочка накаливания, нагревательный прибор), то он будет являться для переменного тока также активным сопротивлением.

Активное сопротивление зависит от частоты переменного тока, возрастая с ее увеличением.

Однако многие потребители обладают индуктивными и емкостными свойствами при прохождении через них переменного тока. К таким потребителям относятся трансформаторы, дроссели, электромагниты, конденсаторы, различного рода провода и многие другие.

При прохождении через них переменного тока необходимо учитывать не только активное, но и реактивное сопротивление , обусловленное наличием, в потребителе индуктивных и емкостных свойств его.

Активное сопротивление определяет действительную часть импеданса:

Где — импеданс, — величина активного сопротивления, — величина реактивного сопротивления, — мнимая единица.

Активное сопротивление — сопротивление электрической цепи или её участка, обусловленное необратимыми превращениями электрической энергии в другие виды энергии(в тепловую энергию)

Реакти́вное сопротивле́ние — электрическое сопротивление, обусловленное передачей энергии переменным током электрическому или магнитному полю (и обратно).

Величина реактивного сопротивления может быть выражена через величины индуктивного и ёмкостного сопротивлений:

Величина полного реактивного сопротивления

Индуктивное сопротивление () обусловлено возникновением ЭДС самоиндукции в элементе электрической цепи.

Ёмкостное сопротивление ().

Здесь — циклическая частота

Полное сопротивление цепи при переменном токе:

z =

√

r 2 + x 2

=

√

r 2 +(x L −x C) 2

Билет №12.

1. 1) Согласование генератора с нагрузкой — обеспечение требуемой величины активного эквивалентного сопротивления нагрузки генераторной лампы, R э, при всех возможных значениях входного сопротивления антенного фидера, которое зависит от его волнового сопротивления и коэффициента бегущей волны (КБВ)

Согласование (в электронике) сводится к правильному выбору сопротивлений генератора (источника), линии передачи и приёмника (нагрузки). Идеального Согласование (в электронике) между линией и нагрузкой можно достичь при равенстве волнового сопротивления линии r полному сопротивлению нагрузки Zh = RH + j ХН, или при RH= r и XH= 0, где RH -активная часть полного сопротивления, XH — его реактивная часть. В этом случае в передающей линии устанавливается режим бегущих волн и характеризующий их коэффициент стоячей волны (КСВ) равен 1. Для линии с пренебрежимо малыми потерями электрической энергии Согласование и, благодаря ему, максимально эффективная передача энергии из генератора в нагрузку достигаются при условии, что полные сопротивления генератора Zr и нагрузки ZH являются комплексно-сопряжёнными, т. е. Zr = Z*H, или Rr = r = R Н =Xr- XH. В этом случае реактивное сопротивление цепи равно нулю, и соблюдаются условия резонанса, способствующие повышению эффективности работы радиотехнических систем (улучшается использование частотных диапазонов, повышается помехозащищенность, снижаются частотные искажения радиосигналов и т.п.). Оценку качества Согласование (в электронике) производят, измеряя коэффициент отражения и КСВ. Практически Согласование (в электронике) считают оптимальным, если в рабочей полосе частот КСВ не превышает 1,2-1,3 (в измерительных приборах 1,05). В отдельных случаях косвенными показателями Согласование (в электронике) могут служить реакции параметров генератора (частоты, мощности, уровня шумов) на изменение нагрузки, наличие электрических пробоев в линии, разогрев отдельных участков линии.

При таком режиме работы в приёмнике выделяется наибольшая мощность, равная половине мощности источника. В этом случае К.П.Д. =0,5. Такой режим используется в измерительных цепях, устройствах средств связи.

При передаче больших мощностей, например по высоковольтным линиям электропередач, работа в согласованном режиме, как правило, недопустима.

Полное сопротивление, или импеданс, характеризует сопротивление цепи переменному электрическому току. Данная величина измеряется в омах. Для вычисления полного сопротивления цепи необходимо знать значения всех активных сопротивлений (резисторов) и импеданс всех катушек индуктивности и конденсаторов, входящих в данную цепь, причем их величины меняются в зависимости от того, как меняется проходящий через цепь ток. Импеданс можно рассчитать при помощи простой формулы.

Формулы

1. Полное сопротивление Z = R или X L или X C (если присутствует что-то одно)
2. Полное сопротивление (последовательное соединение) Z = √(R 2 + X 2) (если присутствуют R и один тип X)
3. Полное сопротивление (последовательное соединение) Z = √(R 2 + (|X L — X C |) 2) (если присутствуют R, X L , X C)
4. Полное сопротивление (любое соединение) = R + jX (j – мнимое число √(-1))
5. Сопротивление R = I / ΔV
6. Индуктивное сопротивление X L = 2πƒL = ωL
7. Емкостное сопротивление X C = 1 / 2πƒL = 1 / ωL

Шаги

Часть 1

Вычисление активного и реактивного сопротивлений

Импеданс обозначается символом Z и измеряется в омах (Ом). Вы можете измерить импеданс электрической цепи или отдельного элемента. Импеданс характеризует сопротивление цепи переменному электрическому току. Есть два типа сопротивления, которые вносят вклад в импеданс:

• Активное сопротивление (R) зависит от материала и формы элемента. Наибольшим активным сопротивлением обладают резисторы, но и другие элементы цепи обладают небольшим активным сопротивлением.
• Реактивное сопротивление (X) зависит от величины электромагнитного поля. Наибольшим реактивным сопротивлением обладают катушки индуктивности и конденсаторы.

Сопротивление – это фундаментальная физическая величина, описываемая законом Ома: ΔV = I * R. Эта формула позволит вам вычислить любую из трех величин, если вы знаете две другие. Например, чтобы вычислить сопротивление, перепишите формулу так: R = I / ΔV. Вы также можете при помощи мультиметра.

• ΔV – это напряжение (разность потенциалов), измеряемое в вольтах (В).
• I – сила тока, измеряемая в амперах (А).
• R – это сопротивление, измеряемое в омах (Ом).

Реактивное сопротивление имеет место только в цепях переменного тока. Как и активное сопротивление, реактивное сопротивление измеряется в омах (Ом). Есть два типа реактивного сопротивления:

Вычислите индуктивное сопротивление. Это сопротивление прямо пропорционально быстроте изменения направления тока, то есть частоты тока. Эта частота обозначается символом ƒ и измеряется в герцах (Гц). Формула для расчета индуктивного сопротивления: X L = 2πƒL , где L – индуктивность, измеряемая в генри (Гн).

Вычислите емкостное сопротивление. Это сопротивление обратно пропорционально быстроте изменения направления тока, то есть частоты тока. Формула для вычисления емкостного сопротивления: X C = 1 / 2πƒC . С – это емкость конденсатора, измеряемая в фарадах (Ф).

• Вы можете .
• Эту формулу можно переписать так: X C = 1 / ωL (объяснения см. выше).

Часть 2

Вычисление полного сопротивления

1. Если цепь состоит исключительно из резисторов, то импеданс вычисляется следующим образом. Сначала измерьте сопротивление каждого резистора или посмотрите значения сопротивления на схеме цепи.

   • Если резисторы соединены последовательно, то полное сопротивление R = R 1 + R 2 + R 3 …
   • Если резисторы соединены параллельно, то полное сопротивление R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 …

2. Сложите одинаковые реактивные сопротивления. Если в цепи присутствуют исключительно катушки индуктивности или исключительно конденсаторы, то полное сопротивление равно сумме реактивных сопротивлений. Вычислите его следующим образом:

Электрический импеданс

: что это такое? (Типы и примеры)

Что такое электрическое сопротивление?

В электротехнике электрический импеданс — это мера сопротивления, которое цепь представляет току при приложении напряжения. Импеданс расширяет понятие сопротивления до цепей переменного тока. Импеданс имеет как величину, так и фазу, в отличие от сопротивления, которое имеет только величину.

В отличие от электрического сопротивления сопротивление электрического сопротивления току зависит от частоты цепи .Сопротивление можно рассматривать как полное сопротивление с нулевым фазовым углом.

Цепь, в которой ток отстает на 90 ° (электрический) относительно приложенного напряжения в чисто индуктивной цепи. Цепь, в которой ток идет под углом 90 ° (электрический) по отношению к приложенному напряжению в чисто емкостной цепи. Схема, в которой ток не отстает и не опережает приложенное напряжение в чисто резистивной цепи. Когда цепь приводится в действие постоянным током (DC), нет различия между импедансом и сопротивлением.

В практической схеме, где вместе с сопротивлением присутствуют как индуктивное реактивное сопротивление, так и емкостное реактивное сопротивление, или либо емкостное, либо индуктивное реактивное сопротивление, присутствующее вместе с сопротивлением, будет наблюдаться опережающее или запаздывающее влияние на ток цепи в зависимости от значения реактивного сопротивления и сопротивления. схемы.

В цепи переменного тока совокупный эффект реактивного сопротивления и сопротивления обозначается как импеданс . Импеданс обычно обозначается английской буквой Z.Значение импеданса представлено как

, где R — значение сопротивления цепи, а X — значение реактивного сопротивления цепи.
Угол между приложенным напряжением и током составляет

Индуктивное реактивное сопротивление принимается за положительное, а емкостное реактивное сопротивление — за отрицательное.

Импеданс можно представить в сложной форме. Это


Реальная часть комплексного импеданса — это сопротивление, а мнимая часть — реактивное сопротивление цепи.

Давайте подадим синусоидальное напряжение Vsinωt на чистый индуктор с индуктивностью L Генри.

Выражение тока через индуктор:

Из выражения формы волны тока через индуктор ясно, что ток отстает от приложенного напряжения на 90 ° (электрический).

Теперь применим такое же синусоидальное напряжение Vsinωt к чистому конденсатору емкостью C фарад.

Выражение тока через конденсатор:

Из выражения формы волны тока через конденсатор ясно, что ток опережает приложенное напряжение на 90 ° (электрический).

Теперь мы подключим тот же источник напряжения к чистому сопротивлению величиной R Ом.

Здесь выражение тока через сопротивление будет

Из этого выражения можно сделать вывод, что ток имеет ту же фазу, что и приложенное напряжение.

Импеданс последовательной цепи RL

Выведем выражение для импеданса последовательной цепи RL. Здесь последовательно соединены сопротивление, равное R, и индуктивность, равное L. Величина реактивного сопротивления катушки индуктивности ωL.Следовательно, выражение импеданса в сложной форме:

Числовое значение или значение модуля реактивного сопротивления равно

Импеданс последовательной RC-цепи

Давайте подключим одно сопротивление величиной R Ом последовательно с конденсатором емкостью C фарад. . Реактивное сопротивление конденсатора 1 / ωC. Сопротивление R и реактивное сопротивление конденсатора находятся последовательно, выражение импеданса может быть записано как

Значение mod импеданса последовательной RC-цепи составляет

Импеданс параллельной RL-цепи

Здесь сопротивление и индуктор соединены параллельно.Здесь величина, обратная сопротивлению цепи, является суммой обратной величины сопротивления и реактивного сопротивления.

Выражение импеданса параллельной RL-цепи можно представить как

Импеданс параллельной RC-цепи

Здесь, поскольку конденсатор и резистор соединены параллельно, импеданс цепи, обратный величине, равен сумме величина, обратная сопротивлению и реактивному сопротивлению конденсатора.

Наконец, мы можем записать выражение импеданса параллельной RC-цепи как

Импеданс последовательной RLC-цепи

Здесь резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности соединены последовательно.Общее реактивное сопротивление цепи складывается из реактивных сопротивлений катушек индуктивности и конденсаторов. Реактивное сопротивление конденсаторов принимается отрицательным. Выражение импеданса последовательной цепи RLC:

Импеданс параллельной цепи RLC

Здесь резистор, конденсатор и катушка индуктивности соединены параллельно. Таким же образом можно определить эквивалентный импеданс параллельной цепи RLC, и окончательное выражение импеданса параллельной цепи RLC будет

Полярное представление импеданса

Как использовать измеритель импеданса

Узнайте, как использовать измеритель импеданса! Основные методы измерения

Обзор

Измерители импеданса измеряют импеданс или сопротивление потоку переменного тока.На этой странице представлены подробные сведения об основных знаниях об импедансе, методах измерения импеданса и использовании измерителя импеданса.

Что такое импеданс?

Начнем с определения импеданса. Одним словом, импеданс — это величина, которая выражает сопротивление прохождению переменного тока.
Когда вы подключаете электрический продукт, двигатель или другое устройство к источнику переменного тока, ток будет течь через схему устройства. Импеданс рассчитывается делением напряжения в такой цепи на ее ток.Короче говоря, импеданс можно описать как ограничение протекания тока в цепи переменного тока. Импеданс обозначается символом «Z» и измеряется в омах (Ом), та же единица измерения используется для измерения сопротивления постоянному току. Чем выше импеданс, тем больше сопротивление току.

Как измеряется импеданс?

Поскольку импеданс сам по себе не является видимым явлением, для его измерения необходимо использовать измерительный прибор. К приборам, способным измерять импеданс, относятся измерители импеданса, измерители LCR и анализаторы импеданса.Существует несколько методов измерения импеданса.

Мостовой метод

В этом методе используется мостовая схема для вычисления неизвестного сопротивления. Требуется, чтобы регулировка баланса производилась с помощью гальванометра. Хотя этот метод обеспечивает высокую точность (около 0,1%), он плохо подходит для высокоскоростных измерений.

Метод I-V

Этот метод вычисляет импеданс путем измерения напряжений на резисторе обнаружения тока и неизвестного импеданса.Его также можно использовать для измерения заземленных образцов. По мере увеличения импеданса методика становится все более восприимчивой к воздействию вольтметра.

RF Метод I-V

В этом методе используется тот же базовый принцип измерения, что и в методе I-V. Он позволяет измерять высокочастотный импеданс с помощью схемы, которая соответствует характеристическому импедансу высокочастотного коаксиального кабеля и высокочастотного коаксиального разъема. Этот метод трудно использовать для широкополосных измерений, поскольку полоса частот измерения ограничена трансформатором испытательной головки.

Автоматически сбалансированный мостовой метод

В этом методе используется тот же базовый принцип измерения, что и в мостовом методе. Он обеспечивает покрытие в широком диапазоне частот (от 1 МГц до 100 МГц). Однако это покрытие не распространяется на высокие частоты. Многие измерители LCR используют эту технику.

Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, поэтому вам необходимо четко определить, какой тип импеданса необходимо измерить, прежде чем выбирать лучший метод для использования.

Использование измерителя импеданса

Метод, используемый для измерения импеданса, зависит от используемого прибора. Например, измеритель LCR IM3523 компании Hioki может измерять импеданс с высокой степенью точности в широком диапазоне настроек частоты измерения.

• Измерение 40 Гц

• Измерение 200 Гц

В дополнение к обычным измерениям этот прибор может непрерывно и быстро измерять различные параметры в различных условиях (частота измерения и уровень сигнала).

• C-D + Измерение ESR конденсаторов

Он также может сохранять до 60 наборов условий измерения и до 128 значений коррекции для коррекции обрыва / короткого замыкания и коррекции длины кабеля. Группы настроек можно быстро загружать сразу для повышения эффективности работы.

Кроме того, терминалы внешнего управления прибора позволяют быстрее создавать автоматизированные испытательные линии.

Причины нестабильности при измерении импеданса

В зависимости от используемого метода измерения измерители импеданса могут возвращать разные значения при каждом измерении.Если измеренные значения вашего измерителя импеданса не стабилизируются, проверьте следующее:

Паразитные компоненты измеряемых компонентов

В дополнение к расчетным значениям сопротивления и реактивного сопротивления компоненты имеют паразитные компоненты, которые вызывают изменчивость измеренных значений. Даже разница в длине проводов, подключенных к компонентам, и расстояние между ними может привести к изменению измеренных значений.

Среда измерения

На результаты измерения импеданса влияют различные условия, включая температуру не только резисторов, но также конденсаторов и катушек индуктивности, а также емкость зонда и паразитную емкость.
Эта характеристика требует таких шагов, как поддержание согласованной среды измерения и усреднение нескольких измерений вместо использования одного измерения для определения значения.

Смещение постоянного тока

Смещение постоянного тока — это незначительное напряжение, которое возникает в измерительных приборах и схемах. Например, это происходит, когда зонд и провод сделаны из разных материалов. Результирующая тепловая электродвижущая сила вызывает смещение постоянного тока.

Сводка

Импеданс определяет сопротивление переменному току, и для его измерения требуется специальный прибор.Поскольку существует множество методов измерения, важно выбрать лучший, исходя из ваших целей и преимуществ и недостатков каждого метода.
Измерение импеданса является чрезвычайно деликатным делом и подвержено изменчивости из-за таких факторов, как частота, среда измерения и смещение постоянного тока. Эта характеристика требует таких шагов, как усреднение нескольких измерений.

Сопутствующие товары

2.3: Последовательный импеданс — Engineering LibreTexts

Возможно, первая практическая проблема, с которой мы сталкиваемся, — это определение эффективного импеданса последовательного контура RLC.Для начала, резисторы последовательно просто складывают. Реакции тоже добавляются, но мы должны быть осторожны со знаком. Индуктивное реактивное сопротивление и емкостное реактивное сопротивление частично компенсируют друг друга. Таким образом, импеданс в прямоугольной форме является суммой резистивных составляющих действительной части плюс сумма реактивных сопротивлений мнимой (\ (j \)) части. Часто бывает удобно выразить это значение в полярной форме.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Каков импеданс сети, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) на частоте 15 кГц?

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Схема для примера \ (\ PageIndex {1} \).{\ circ} \ Omega \).

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Определите эффективное сопротивление цепи, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {2} \), если частота источника составляет 2 кГц. Повторите это для частот источника 200 Гц и 20 кГц. Наконец, представьте результаты как в прямоугольной, так и в полярной форме.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Схема для примера \ (\ PageIndex {2} \).

Первый шаг — найти значения реактивного сопротивления на частоте 2 кГц.

\ [X_L = j 2 \ pi f L \ nonumber \]

\ [X_L = j 2 \ pi 2000 Гц 15 мГн \ nonumber \]

\ [X_L = j 188.{\ circ} \ Omega \) (зеленый), как и ожидалось.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Построение графика импеданса для сети, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).

Пример \ (\ PageIndex {3} \)

Определите полное сопротивление сети, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {4} \). Если входная частота составляет 1 кГц, определите номиналы конденсатора и катушки индуктивности.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Схема для примера \ (\ PageIndex {3} \).

Значения реактивного сопротивления уже даны, поэтому мы просто складываем их, чтобы определить импеданс в прямоугольной форме.{\ circ} \ Omega \ nonumber \]

Чтобы найти емкость и индуктивность, мы просто переставляем формулы реактивного сопротивления и решаем. Во-первых, индуктор:

\ [X_L = j 2 \ pi f L \ nonumber \]

\ [L = \ frac {| X_L |} {2 \ pi f} \ nonumber \]

\ [L = \ frac {600 \ Omega} {2 \ pi 1 кГц} \ nonumber \]

\ [L \ приблизительно 95,5 мГн \ nonumber \]

А теперь по конденсатору:

\ [X_C = — j \ frac {1} {2 \ pi f C} \ nonumber \]

\ [C = \ frac {1} {2 \ pi f | X_C | } \ nonumber \]

\ [C = \ frac {1} {2 \ pi 1 кГц 200 \ Omega} \ nonumber \]

\ [C = 796 нФ \ nonumber \]

График суммирования векторов импеданса показан на рисунке \ (\ PageIndex {5} \).Обратите внимание, как три компонента объединяются графически, чтобы получить \ (Z \).

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): график импеданса для сети из примера \ (\ PageIndex {3} \).

Контроль импеданса — Разработка и производство печатных плат

Щелкните здесь , чтобы увидеть нашу гарантию лучшей цены с контролируемым импедансом + БЕСПЛАТНАЯ доставка ! и все другие наши специальные предложения.

Импеданс — это сумма сопротивления и реактивного сопротивления электрической цепи, выраженная в Ом.Сопротивление является противодействием току, присутствующему во всех материалах. Реактивное сопротивление — это противодействие протеканию тока, возникающее в результате влияния собственной емкости и индуктивности проводника, взаимодействующих с изменениями напряжения и тока. В цепях постоянного тока реактивное сопротивление отсутствует, а сопротивление медных проводников обычно невелико. Однако в высокоскоростных цепях переменного тока (с резкими изменениями напряжения и / или тока) реактивное сопротивление и, следовательно, полное сопротивление могут стать очень значительными.Это может стать критически важным для функциональности конструкции из-за эффектов, которые изменения импеданса на пути прохождения сигнала от передатчика к приемнику будут оказывать на эффективность передачи мощности, а также на целостность сигнала. Хотя скорость цепи часто выражается как частота формы волны: критическое значение имеет скорость, с которой требуется изменение напряжения и / или тока.

Контролируемый диэлектрик

Типичные конструктивные соображения, связанные с определением требований к управлению импедансом, включают мощность задействованных сигналов, восприимчивость схемы к шуму и искажению сигнала, критичность синхронизации сигнала и скорость, с которой пытается источник сигнала. для принудительного изменения напряжения и / или тока.

Конструктивными соображениями для установки значения импеданса проводника обычно являются выходное сопротивление передатчика и входное сопротивление приемника. Также необходимо учитывать импеданс других проводников (например, коаксиальных кабелей) в цепи. Приемлемый диапазон (допуск) для импеданса необходимо будет определить и принять во внимание на этапе проектирования, а также при указании параметров печатной платы. Во многих случаях достаточно просто использования программных моделей для определения ожидаемого импеданса с конкретными диэлектрическими материалами и промежутками с последующим запросом соблюдения этих параметров при изготовлении печатных плат.Это то, что мы называем «контролируемым диэлектриком». Стандартный управляемый допуск импеданса составляет +/- 10% или +/- 5 Ом (для значений менее 50 Ом). Для более важных приложений вам нужно будет указать «управляемый импеданс» и предоставить фактические требования к импедансу для проводников, и мы точно настроим диэлектрики и проводники в соответствии с этими требованиями. Требования к сопротивлению должны быть указаны в зависимости от ширины слоя и проводника.

Анализ импеданса

— основы | Кафедра химической инженерии и биотехнологии

Введение

В этой части мы вводим импеданс и представление входов и выходов электрических цепей в векторной форме.Мы также обрисовываем в общих чертах использование графиков Боде для представления фазового угла и величины текущего отклика.

Импеданс

Импеданс ( Z ) цепи — это ее противодействие току, поэтому, например, в цепи, состоящей исключительно из резисторов, полное сопротивление в точности эквивалентно сопротивлению цепи. Однако, как мы увидим в следующем разделе, когда синусоидальное напряжение подается на цепь, содержащую такие компоненты, как конденсаторы и катушки индуктивности, отклик по току также синусоидальный, но происходит с некоторым фазовым сдвигом.В этих ситуациях мы должны количественно оценить как величину сигнала, так и соотношение фаз между напряжением и током. Таким образом, импеданс можно представить как

, который в данном случае показывает как ток, так и напряжение, имеют фазовый угол 0 ° . Прежде чем мы более подробно рассмотрим фазовые свойства цепей, нам нужно увидеть, как графически представить входное синусоидальное напряжение и соответствующие выходы.

Фазорное представление синусоидального напряжения

В последующих разделах анализа цепи переменного тока мы используем синцитиальное напряжение в качестве источника для проверки частотной характеристики электрических цепей, следовательно, мы должны иметь возможность представить эти функции графически и математически.Ниже на анимации показан источник синусоидального напряжения в угловой и векторной форме

.

Как упоминалось выше, токовый отклик часто смещен по фазе с приложенным напряжением, например, на графике ниже разница в фазе синей и красной кривых составляет 90 °.

Эта информация может быть легко нанесена на векторную диаграмму, которая также показана в анимации. Вышеупомянутое иллюстрирует преимущество представления синусоидальных волн в форме векторов, поскольку соотношение фазы и амплитуды между двумя кривыми легко увидеть только по двум линиям.Это преимущество становится более значительным по мере увеличения количества сигналов, поскольку угловое представление быстро становится трудным для интерпретации, форма вектора остается относительно простой для отслеживания.

Участки Боде

Графики

Боде предлагают другой способ представления информации о фазе и величине вращающегося вектора. Эта форма представления особенно полезна для измерений, выполняемых в широком диапазоне частот, что часто приводит к тому, что большой объем информации помещается в небольшой участок векторной диаграммы.Общий вид графика Боде показан ниже

.

здесь величина вектора и фазовый угол отложены в зависимости от логарифма частоты. На графике выше величина и фазовый угол не изменяются в зависимости от приложенной частоты (это характерно для схемы, содержащей только резисторы). В последних разделах мы увидим, как эти графики могут помочь больше узнать о протекании тока через RC-цепи.

В следующем разделе мы используем приведенную выше информацию, чтобы начать исследовать, как схемы, содержащие только один тип компонентов (резисторы, конденсаторы или катушки индуктивности), ведут себя в зависимости от приложенного синусоидального напряжения.

Импеданс: что это такое? | Производители тестеров двигателей Snell Group

предоставляют нам ряд различных возможностей тестирования, которые предоставляют ценную информацию для оценки двигателя и состояния его цепи. Один из этих наборов данных — Импеданс.

Импеданс — это мера сопротивления, которое цепь представляет прохождению тока при приложении напряжения. В количественном выражении это комплексное отношение напряжения к току в цепи переменного тока.Импеданс расширяет понятие сопротивления до цепей переменного тока и имеет как величину, так и фазу, в отличие от сопротивления, которое имеет только величину. Значение импеданса и фазового угла определяется сопротивлением и реактивным сопротивлением (индуктивным и емкостным) в цепи. Когда в цепь подается постоянный ток (DC), нет различия между импедансом и сопротивлением; последний можно рассматривать как импеданс с нулевым фазовым углом.

L = индуктивность
π = 3,14
μ = проницаемость (материал сердечника)
A = площадь поперечного сечения сердечника
N = количество витков

Несбалансированный импеданс может указывать на ухудшение характеристик сердечника и обмоток двигателя, а также на проблемы с ротором, сердечником ротора и расположением ротора по отношению к его магнитному центру.Индуктивность — это составляющая импеданса, на которую влияет практически все в двигателе, что можно определить по приведенной выше формуле. Несбалансированный импеданс может вызвать дисбаланс тока и чрезмерную вибрацию в зависимости от источника дисбаланса.

Некоторые внешние воздействия могут повлиять на импеданс. Конденсаторы для коррекции коэффициента мощности и схема грозового разрядника влияют на реактивное сопротивление при проведении измерений.

Общие причины несимметрии импеданса статора:

• Короткое замыкание витков, катушек, фаз
• Повреждение слоистого сердечника
• Неисправные конденсаторы коэффициента мощности
• Неисправность схемы ограничителя перенапряжения / разрядника

Общие причины несимметрии индуктивности ротора:

• Конструкция ротора
• Радиально и / или аксиально вне магнитного центра (эксцентриситет)
• Сломанные, потрескавшиеся, высокопрочные, пористые стержни ротора
• Повреждение сердечника ротора

Испытание импеданса:

Импеданс в цепях двигателя измеряется в Ом.Предпочтительно использовать прибор для испытания двигателей, но можно использовать индуктивный мост (LCR). Наилучшие результаты испытаний возможны, когда двигатель до испытания работал под нагрузкой. Цепи двигателя с ограничителем перенапряжения / грозового разрядника или устройством коррекции коэффициента мощности должны быть сначала испытаны с отключением этих компонентов от цепи, а затем с использованием нормальной конфигурации цепи.

Однофазные цепи отклоняются от базовой линии и / или сравниваются с аналогичными двигателями. Наиболее распространенная точка подключения — это сторона нагрузки контактора.

Перед тестированием; соблюдайте меры безопасности, чтобы проверить состояние нулевой энергии. Напряжение между фазами должно быть <0,5 В и <5 В относительно земли.

При выполнении любого типа диагностики или периодического обслуживания важно, чтобы мы использовали каждый набор данных как часть нашей диагностики или оценки. Импеданс как «отдельное» значение может быть трудным и вводящим в заблуждение при попытке локализовать двигатель или неисправность его цепи. Он должен быть коррелирован с другими значениями, такими как индуктивность, сопротивление и фазовый угол, чтобы обеспечить точные окончательные результаты.

Что такое импеданс в электрических цепях и каково его значение?

Что такое электрическое сопротивление?

Электрический импеданс (также сокращенно «импеданс») — это расширение определения сопротивления переменному току (AC). Под этим подразумевается, что импеданс включает в себя как сопротивление (противодействие электрическому току, вызывающему нагрев), так и реактивное сопротивление (меру такого противостояния, когда ток чередуется) в деталях противодействия электрическим токам.В постоянных токах (DC) электрическое сопротивление такое же, как сопротивление, но это не выполняется в цепях переменного тока.

Импеданс также может отличаться от сопротивления, когда цепь постоянного тока изменяет поток тем или иным образом, например, размыкание и замыкание электрического переключателя, как это наблюдается в компьютерах, когда они размыкают и замыкают переключатели для представления единиц и нулей (двоичный язык ). Противоположность импедансу — это проводимость, которая является мерой допустимого тока. Рисунок слева представляет собой плоскость комплексного импеданса, на которой импеданс обозначен буквой Z, сопротивление обозначено R, а реактивное сопротивление обозначено X.

Почему так важен импеданс?

И сопротивление, и сопротивление имеют приложения, которые, хотите верьте, хотите нет, существуют в вашем собственном доме. Электричество в вашем доме контролируется панелью с предохранителями. Когда вы испытываете скачок напряжения, предохранители прерывают подачу электроэнергии, чтобы минимизировать ущерб. Ваши предохранители похожи на резисторы очень большой емкости, которые выдержат удар. Без них электрическая система вашего дома перегорит, и вам придется строить ее с нуля.

Эта проблема решена благодаря импедансу и сопротивлению. Другая ситуация, в которой сопротивление имеет значение, — это конденсаторы. В конденсаторах импеданс используется для управления потоком электричества в печатной плате. Без конденсаторов, управляющих и регулирующих электрический поток, ваша электроника, использующая переменные токи, либо взорвется, либо сойдет с ума. Поскольку переменный ток доставляет электричество с колеблющимся импульсом, должен быть затвор, который сдерживает все электричество и позволяет ему плавно проходить, чтобы электрическая цепь не была перегружена или недогружена.

Более глубокий взгляд на реактивность

Вы уже видели упомянутое слово «реактивное сопротивление» и, возможно, не знакомы с этим термином. Реактивное сопротивление идет рука об руку, когда кто-то определяет импеданс, и это потому, что именно оно отличает импеданс от сопротивления.

Чтобы было легче понять, когда электричество течет в одном направлении (как в стандартном постоянном токе), возникает некоторое сопротивление, но нет реактивного сопротивления вообще.Реактивность возникает, когда электричество меняет направление, как это видно на переменном токе. Реактивное сопротивление бывает двух типов: индуктивное и емкостное. Когда люди говорят об индуктивном реактивном сопротивлении, примером может быть электромагнит, работающий на переменном токе. Реактивность в этом случае наблюдается в изменении магнитного поля. Другой тип реактивного сопротивления (емкостное реактивное сопротивление) связан с изменяющимся электрическим полем между двумя проводящими поверхностями. Эти две поверхности обычно разделены какой-то изоляцией.Примером того, где наблюдается емкостное реактивное сопротивление, являются конденсаторы, которые сопротивляются любым изменениям напряжения и позволяют дополнительному электричеству медленно просачиваться.

Таким образом, можно резюмировать, что импеданс — это сумма противодействующей силы, которая состоит из двух компонентов, а именно сопротивления и реактивного сопротивления. Первый связан с физическими свойствами вещества и другими факторами, такими как температура, тогда как последний является нежелательным явлением, присущим определенным электрическим цепям, имеющим емкостные и индуктивные значения.