Обзор R, X и Z
Глава 5 - Реакция и импеданс - R, L и C
Прежде чем мы начнем исследовать влияние резисторов, индукторов и конденсаторов, соединенных вместе в одних и тех же цепях переменного тока, давайте кратко рассмотрим некоторые основные термины и факты.
Сопротивление по существу является трением против движения электронов. Он присутствует во всех проводниках в некоторой степени (кроме сверхпроводников !), Особенно в резисторах. Когда переменный ток проходит через сопротивление, возникает падение напряжения, которое является синфазным с током. Сопротивление математически символизируется буквой «R» и измеряется в единице ом (Ω).
Реакция по существу является инерцией против движения электронов. Он присутствует везде, где электрические или магнитные поля развиваются пропорционально приложенному напряжению или току соответственно; но особенно в конденсаторах и индукторах. Когда переменный ток проходит через чисто реактивное сопротивление, возникает падение напряжения, которое на 90 o не соответствует фазе тока. Реакция математически символизируется буквой «X» и измеряется в единице ом (Ω).
Импеданс - это всеобъемлющее выражение любых форм противодействия потоку электронов, включая сопротивление и реактивность. Он присутствует во всех цепях и во всех компонентах. Когда переменный ток проходит через импеданс, возникает падение напряжения, которое находится где-то между 0 o и 90 o вне фазы с током. Импеданс математически символизируется буквой «Z» и измеряется в единице ом (Ω) в сложной форме.
Идеальные резисторы (рис. Ниже) обладают сопротивлением, но не реактивностью. Идеальные индукторы и идеальные конденсаторы (рис. Ниже) обладают реактивным сопротивлением, но не имеют сопротивления. Все компоненты обладают полным сопротивлением, и из-за этого универсального качества имеет смысл перевести все значения компонентов (сопротивление, индуктивность, емкость) в общие термины импеданса в качестве первого шага при анализе цепи переменного тока.
Идеальный резистор, индуктор и конденсатор.
Фазовый угол импеданса для любого компонента представляет собой сдвиг фазы между напряжением на этом компоненте и током через этот компонент. Для идеального резистора падение напряжения и ток всегда находятся в фазе друг с другом, поэтому угол сопротивления резистора считается равным 0 o. Для идеального индуктора падение напряжения всегда приводит к току на 90 o, и поэтому фазовый угол импеданса катушки индуктивности равен +90 o. Для идеального конденсатора падение напряжения всегда теряет ток на 90 o, и поэтому фазовый угол импеданса конденсатора называется -90 o.
Сопротивления в AC ведут себя аналогично сопротивлениям в цепях постоянного тока: они добавляют последовательно, и они уменьшаются параллельно. Пересмотренная версия Закона Ома, основанная на сопротивлении, а не сопротивлении, выглядит следующим образом: