Apa itu impedansi listrik?

Di sirkuit DC, resistansi R memainkan peran penting. Sedangkan untuk rangkaian AC sinusoidal, maka tidak dapat dilakukan hanya dengan satu resistansi aktif. Faktanya, jika di sirkuit DC kapasitas dan induktansi hanya terlihat selama proses transien, maka di sirkuit AC komponen ini memanifestasikan dirinya jauh lebih signifikan.

Oleh karena itu, untuk perhitungan sirkuit arus bolak-balik yang memadai, istilah «impedansi listrik» diperkenalkan - Z atau resistansi kompleks (total) dari jaringan dua ujung ke sinyal harmonik. Terkadang mereka hanya mengatakan "impedansi", mengabaikan kata "listrik".

Konsep impedansi memungkinkan Anda untuk menerapkannya Hukum Ohm untuk bagian sirkuit arus sinusoidal arus bolak-balik... Manifestasi dari komponen induktif ujung ganda (memuat) mengarah ke tertinggalnya arus dari tegangan pada frekuensi tertentu, dan manifestasi dari komponen kapasitif - ke tertinggalnya tegangan dari arus. Komponen aktif tidak menyebabkan penundaan antara arus dan tegangan, pada dasarnya bertindak dengan cara yang sama seperti di sirkuit DC.

Komponen impedansi yang mengandung komponen kapasitif dan induktif disebut komponen reaktif X. Secara grafis, komponen aktif R dari impedansi dapat diplot pada sumbu oX, dan komponen reaktif pada sumbu oY, maka impedansi secara keseluruhan akan menjadi direpresentasikan dalam bentuk bilangan kompleks di mana j adalah satuan imajiner (satuan imajiner kuadrat dikurangi 1).

Dalam hal ini, terlihat jelas bahwa komponen reaktif X dapat diuraikan menjadi komponen kapasitif dan induktif, yang memiliki arah berlawanan, yaitu memiliki efek berlawanan pada fase saat ini: dengan dominasi komponen induktif, impedansi rangkaian secara keseluruhan akan bernilai positif, yaitu arus pada rangkaian akan tertinggal dari tegangan, tetapi jika komponen kapasitif mendominasi, maka tegangan akan tertinggal dari arus.

Secara skematis, jaringan dua terminal ini dalam bentuk yang diberikan digambarkan sebagai berikut:

Pada prinsipnya, diagram jaringan dua port linier apa pun dapat direduksi menjadi bentuk yang serupa. Di sini Anda dapat menentukan komponen aktif R, yang tidak bergantung pada frekuensi saat ini, dan komponen reaktif X, yang mencakup komponen kapasitif dan induktif.

Dari model grafis, di mana resistansi diwakili oleh vektor, jelas bahwa modulus impedansi untuk frekuensi arus sinusoidal tertentu dihitung sebagai panjang vektor, yang merupakan jumlah vektor X dan R. Impedansi diukur dalam ohm.

Secara praktis, dalam deskripsi sirkuit AC sinusoidal dalam hal impedansi, Anda dapat menemukan istilah seperti "sifat beban aktif-induktif" atau "beban aktif-kapasitif" atau "beban aktif murni". Ini berarti sebagai berikut:

• Jika pengaruh induktansi L berlaku di sirkuit, maka komponen reaktif X adalah positif, sedangkan komponen aktif R kecil — ini adalah beban induktif. Contoh beban induktif adalah induktor.

• Jika pengaruh kapasitansi C mendominasi rangkaian, maka komponen reaktif X negatif, sedangkan komponen aktif R kecil — ini adalah beban kapasitif. Contoh beban kapasitif adalah kapasitor.

• Jika resistansi aktif R mendominasi rangkaian sedangkan komponen reaktif X kecil, itu adalah beban aktif. Contoh beban aktif adalah lampu pijar.

• Jika komponen aktif R dalam rangkaian signifikan, tetapi komponen induktif menang atas komponen kapasitif, yaitu komponen reaktif X positif, beban disebut aktif-induktif. Contoh beban aktif-induktif adalah motor induksi.

• Jika komponen R aktif dalam rangkaian signifikan, sedangkan komponen kapasitif menang atas komponen induktif, yaitu komponen reaktif X negatif, beban disebut kapasitif aktif. Contoh beban kapasitif aktif adalah menyalakan lampu neon.

Lihat juga:Apa itu Faktor Daya (Cosinus Phi)