Váltakozó áramú ellenállás
Elektromos áramköröket különféle paraméterekkel jellemzünk, amelyek között nagyon fontosak az elektromos paraméterek, például működési feszültség, áramfelvétel, fogyasztás, bemeneti impedancia, kimemeti impedancia (ha van kimenete) stb.
Mielőtt eljutnánk az impedancia magyarázatához, előtte érintőlegesen nézzünk meg néhány szükséges ismeretanyagot. A téma alapos megértéséhez feltétlenül szükséges a Komplex számábrázolás ismerete.
Tartalomjegyzék
Ellenállás
Ha egy ellenállásokból álló áramkör két pontjára egyenfeszültséget kapcsolunk, akkor áram indul meg a körben. Az áramerősség nagyságát a két pont közötti eredő ellenállás határozza meg. Bővebben: Elektromos ellenállás szócikkben.
Jele: R
Mértékegysége: 1 Ω (1 Ohm)
Kiszámítása: [math]R = \frac{U_{=}}{I_{=}}[/math]
Ha ugyanerre a hálózatra váltakozó feszültséget kapcsolunk, akkor szintén igaz a fenti képlet. A feszültség és áram helyére írhatjuk a mennyiségek effektív értékét és csúcsértékét is. A hányados minden időpillanatban ugyanakkora lesz, mert a feszültség és az áramerősség fázisban van egymással.
Fásiban van: Például két szinuszos mennyiség azonos frekvenciájú és minden időpillanatban azonos fázishelyzetű.
Reaktancia
Ha egy ideális tekercsre egyenfeszültséget kapcsolunk, akkor (állandósult állapotban) a tekercsen vágtelen nagy áram folyna, mert rövidzárként viselkedne.
Ideális tekercs: Csak induktivitása (L) van, az egyéb komponenseit elhanyagoljuk, tehát az egyenáramú ellenállása 0 ohm.
Állandósult állapot: A bekapcsolási jelenségek okozta átmeneti állapotok (tranziensek) lecsengése után állandósult értékek állnak be.
Ha egy ideális kondenzátorra egyenfeszültséget kapcsolunk, akkor (állandósult állapotban) a kondenzátoron nem folyna áram, mert szakadásként viselkedne.
Ideális kondenzátor: Csak kapacitása (C) van, az egyéb komponenseit elhanyagoljuk, tehát az egyenáramú ellenállása végtelen.
Ha azonban ezekre az energiatárolós elemekre (L, C) véges értékű váltakozó feszültséget kapcsolunk, akkor már másként viselkednek, azaz véges értékű váltakozó áram folyik át rajtuk.
Induktív reaktancia
...
Kapacitív reaktancia
...
Impedancia
Az impedancia röviden a váltakozó-áramú ellenállást jelenti.
Jele: Z
Mértékegysége [Z] = 1 Ω (ohm)
Egy kétpólus impedanciája a rákapcsolt feszültség effektív értékének és annak hatására meginduló áramerősség effektív értékének hányadosa: Z = Ueff/Ieff
Tisztán ohmos körök esetén
A tisztán ohmos körök csak ellenállást tartalmaznak. (Ideális esetben, amikor elhanyagoljuk a szórt kapacitásokat és induktivitásokat.) Egy ilyen áramkör két pontján mért eredő ellenállása megegyezik az ugyanott mérhető eredő impedanciával. A mért feszültség és áramérték független a mennyiségek frekvenciájától, az áramkörön a feszültség és az áramerősség fázisban van.
Fázisban van két mennyiség akkor, ha frekvenciájuk megegyezik és minden időpillanatban azonos a fázishelyzetük (például minden null-átmenetük egyszerre történik és nem ellenfázisban vannak).
...
Táblázat: R,G,X,A,Z,Y
