Cómo encontrar la impedancia

Contenido

Fórmula
Pasos
Parte 1 de 2: Cálculo de impedancias activas y reactivas
Parte 2 de 2: Calcular la impedancia
Consejos

La impedancia, o impedancia, se refiere a la resistencia de un circuito a una corriente eléctrica alterna. Este valor se mide en ohmios. Para calcular la resistencia total de un circuito, es necesario conocer los valores de todas las resistencias activas (resistencias) y la impedancia de todos los inductores y condensadores incluidos en este circuito, y sus valores cambian dependiendo de cómo pasa la corriente. a través del circuito cambia. La impedancia se puede calcular usando una fórmula simple.

Fórmula

Impedancia Z = R o X_Lo X_C (si hay algo presente)
Resistencia total (conexión serial) Z = √ (R + X) (si R y un tipo X están presentes)
Resistencia total (conexión serial) Z = √ (R + (| X_L - X_C|)) (si R, X_L, X_C)
Resistencia total (cualquier conexión) = R + jX (j es el número imaginario √ (-1))
Resistencia R = I / ΔV
Resistencia inductiva X_L = 2πƒL = ωL
Resistencia capacitiva X_C = / _2πƒL = / _ωL

Pasos

Parte 1 de 2: Cálculo de impedancias activas y reactivas

1 La impedancia se indica con el símbolo Z y se mide en ohmios (ohmios). Puede medir la impedancia de un circuito eléctrico o un elemento individual. La impedancia caracteriza la resistencia de un circuito a la corriente eléctrica alterna. Hay dos tipos de resistencia que contribuyen a la impedancia:
- La resistencia activa (R) depende del material y la forma del elemento. Las resistencias tienen la resistencia activa más alta, pero otros elementos del circuito también tienen una resistencia activa baja.
- La resistencia reactiva (X) depende de la magnitud del campo electromagnético. La reactancia más alta la posee inductores y condensadores.
2 La resistencia es una cantidad física fundamental descrita por la ley de Ohm: ΔV = I * R. Esta fórmula le permitirá calcular cualquiera de las tres cantidades si conoce las otras dos. Por ejemplo, para calcular la resistencia, vuelva a escribir la fórmula de la siguiente manera: R = I / ΔV. También puede medir la resistencia con un multímetro.
- ΔV es el voltaje (diferencia de potencial) medido en voltios (V).
- I es la intensidad actual, medida en amperios (A).
- R es la resistencia medida en ohmios (ohmios).
3 La resistencia reactiva ocurre solo en circuitos de CA. Al igual que la resistencia, la reactancia se mide en ohmios (ohmios). Hay dos tipos de reactancia:
- Resistencia inductiva X_C tienen inductores que crean un campo magnético que evita el cambio en la dirección de la corriente en el circuito. Cuanto más rápido cambia la dirección de la corriente, mayor es la reactancia inductiva.
- Capacitancia X_C tienen condensadores que almacenan una carga eléctrica. Cuando cambia la dirección de la corriente en el circuito, el capacitor se pone a cero repetidamente y acumula una carga eléctrica. Cuanto más se carga el condensador, mayor es la resistencia capacitiva.Por lo tanto, cuanto más rápido cambia la dirección de la corriente, menor es la resistencia capacitiva.
4 Calcule la reactancia inductiva. Esta resistencia es directamente proporcional a la velocidad a la que cambia la dirección de la corriente, es decir, la frecuencia de la corriente. Esta frecuencia se indica con el símbolo ƒ y se mide en hercios (Hz). Fórmula para calcular la reactancia inductiva: X_L = 2πƒLdonde L es la inductancia medida en Henry (H).
- La inductancia L depende del número de vueltas del inductor. También puede medir la inductancia.
- Si está familiarizado con el círculo unitario, imagine que un ciclo de corriente alterna es igual a una rotación completa de este círculo (por 2π radianes). Si multiplica este valor por ƒ, que se mide en hercios (unidades por segundo), obtiene el resultado, medido en radianes por segundo. Es una unidad de medida para la velocidad angular y se denota por ω. Puede reescribir la fórmula para calcular la reactancia inductiva de esta manera: X_L= ωL
5 Calcule la capacitancia. Esta resistencia es inversamente proporcional a la velocidad a la que cambia la dirección de la corriente, es decir, la frecuencia de la corriente. Fórmula para calcular la capacitancia: X_C = / _2πƒC... C es la capacitancia de un capacitor, medida en faradios (F).
- Puede medir la capacitancia eléctrica.
- Esta fórmula se puede reescribir de la siguiente manera: X_C = / _ωL (ver explicaciones arriba).

Parte 2 de 2: Calcular la impedancia

1 Si el circuito consta únicamente de resistencias, entonces la impedancia se calcula de la siguiente manera. Primero mida la resistencia de cada resistor o vea los valores de resistencia en el diagrama del circuito.
- Si las resistencias están conectadas en serie, entonces la impedancia R = R₁ + R₂ + R₃...
- Si las resistencias están conectadas en paralelo, entonces la impedancia R = / _R₁ + / _R₂ + / _R₃ ...
2 Sume las mismas reactancias. Si el circuito contiene únicamente inductores o exclusivamente condensadores, entonces la impedancia es igual a la suma de las reactancias. Calcúlalo así:
- Conexión en serie de bobinas: X_total = X_L1 + X_L2 + ...
- Conexión en serie de condensadores: C_total = X_C1 + X_C2 + ...
- Conexión en paralelo de bobinas: X_total = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)
- Conexión en paralelo de condensadores: C_total = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2 ...)
3 Reste las reactancias inductiva y capacitiva para obtener la reactancia total. Dado que con un aumento en un tipo de resistencia, el otro disminuye, por regla general, se compensan entre sí. Para encontrar la reactancia total, reste la resistencia más baja de la más grande.
- O usa la fórmula: X_total = | X_C - X_L|
4 Calcule la impedancia y la reactancia en el circuito en serie. No puede simplemente agregar estos valores, ya que cambian con el tiempo, sino que alcanzan sus valores máximos en diferentes momentos. Por lo tanto, use la fórmula:Z = √ (R + X).
- Los cálculos con esta fórmula implican el uso de vectores, pero puede usar el teorema de Pitágoras representando R y X como los catetos de un triángulo rectángulo y la resistencia Z como la hipotenusa.
5 Calcule la impedancia y la reactancia en el circuito paralelo. En este caso, se utilizan números complejos (esta es la única forma de calcular la impedancia en un circuito paralelo que tiene tanto resistencia como reactancia).
- Z = R + jX, donde j es la unidad imaginaria: √ (-1). Utilice j en lugar de i para evitar confundir la unidad imaginaria (j) con el amperaje (I).
- No puede sumar estos números. Por ejemplo, la impedancia se puede representar como 60 ohmios + j120 ohmios.
- Si tiene dos cadenas consecutivas, puede agregar números naturales por separado y complejos por separado. Por ejemplo, si Z₁ = 60 Ohm + j120 Ohm, y una resistencia con Z está conectada en serie a este circuito₂ = 20Ω, luego Z_total = 80Ω + j120Ω.