Empedans terimi, genellikle birisi bir hoparlörü bağlarsa kullanılır ( amplifikatör ) bir ses sistemine, normalde birçok girişin yanına veya bir çıkış soketine düzenli olarak yazdırılan bir dizi Ohm'dur. Empedansın özelliği daha az anlaşılsa da, empedans kelimesi birçok mühendislik disiplininde yapılan işe rakip olarak atıfta bulunmak için kullanılır. Her neyse, bu makale özellikle bir AC devresindeki direnç (R), endüktif reaktans (XL) ve kapasitif reaktansın (XC) birleşik etkisini açıklayan elektriksel empedansa atıfta bulunur, ister tek bir bileşende ister bütün olarak meydana gelir. devre.

Elektriksel Empedans nedir?

Elektriksel empedans (kısaca 'empedans' olarak da bilinir), alternatif akıma (AC) direnç tanımının bir eklemesidir. Bu, empedansın hem direnci (ısıya neden olan elektrik akımının karşıtlığı) hem de reaktansı (böyle bir karşıt akımın bir ölçüsü alternatifi) içerdiği anlamına gelir - ayrıntılı olarak, elektrik akımlarına bitişik karşıtlık. İçinde doğru akım (DC), elektriksel empedans AC devrelerinde geçerli olmaması dışında dirençle aynıdır.

Elektriksel Empedans

Bir DC devresi akışı bir şekilde veya başka şekilde değiştirdiğinde, empedans dirençten farklı olabilir. bir elektrik anahtarının açılması ve kapatılması bilgisayarlarda birleri ve sıfırları (ikili dil) temsil etmek için anahtarları açıp kapattıklarında gözlemlendiği gibi. Empedansın tersi, akım ödeneğinin ölçüsü olan giriştir. Soldaki şekil, empedansın bir Z ile temsil edildiği, direncin R olarak gösterildiği ve reaktansın X ile gösterildiği karmaşık bir empedans düzlemidir.

Elektriksel Empedans Tomografi (EIT)

Elektriksel empedans tomografisinin (EIT) temel ilkesi, bir işlem kabının veya tüpün çevresinde birkaç ölçümün alınması ve işlem hacminin elektriksel özellikleri hakkında bilgi vermek üzere birleştirilmesi için elektrik direnç tomografisine (ERT) benzer.

Elektriksel Empedans Tomografi

Elektriksel Empedans Tomografisi (EIT), vücudun bir kısmının iletkenliği veya geçirgenliğinin bir rakamının yüzey elektrot ölçümlerinden tesadüfi olduğu, invazif olmayan bir tıbbi görüntüleme yöntemidir. Elektriksel iletkenlik, serbest iyon içeriğine bağlıdır ve farklı biyolojik dokular (mutlak EIT) veya bir ve diğer benzer doku veya organların farklı pratik durumları (göreceli veya fonksiyonel EIT) arasında önemli ölçüde farklılık gösterir. EIT sistemlerinin çoğu, tek bir frekansta küçük düzensiz akımlar uygular, ancak bazı EIT sistemleri, aynı organdaki olağan ve şüpheli anormal dokuları daha iyi ayırt etmek için çeşitli frekanslar kullanır (çok frekanslı-EIT veya elektriksel empedans spektroskopisi).

Karmaşık Empedans

R değerine sahip bir direnç, gerçek bir sayı olan R ohm'luk bir empedansa sahiptir. İdeal bir indüktör karmaşık bir empedansa sahiptir

Z = j2πfL

Burada 'f', Hertz'deki frekans ve L, Henries'deki indüktandır. Bu hayalidir, çünkü ideal bir indüktör elektrik enerjisini basitçe depolayabilir ve serbest bırakabilir. Bir direnç gibi ısı olarak dağıtamaz. Benzer şekilde, ideal bir kapasitörün karmaşık bir empedansı vardır.

Z = -j / 2πfc

Faradlardaki kapasite 'C' olduğunda.

Karmaşık Empedans Kullanımı

Çeşitli bileşenlere sahip bir AC devresinin empedansının davranışı, gerilimleri ve akımı sunmak için sinüsler ve kosinüsler kullanılırsa hızla yönetilemez hale gelir. Karmaşık üstel fonksiyonların karmaşık kullanımını kolaylaştıran matematiksel bir yapı. Stratejinin gerekli kısımları aşağıdaki gibidir

Tekniğin altında yatan matematik ilişkisi

ejωt = cosωt + sinωt

Karmaşık bir üstel fonksiyonun gerçek kısmı, bir AC voltajını veya akımı temsil etmek için kullanılabilir.

V = Vm COSωt

Ben = Im COS (ωt-φ)

Empedans daha sonra karmaşık bir üstel olarak ifade edilebilir

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

Bireysel devre elemanlarının empedansı daha sonra saf gerçek veya sanal sayılar olarak ifade edilebilir.

R –j / ωc jωL

RL ve RC için Karmaşık Empedans

Karmaşık empedans kullanmak, çok bileşenli AC devrelerini işlemek için önemli bir tekniktir. Gerçek eksen boyunca dirençli karmaşık bir düzlem kullanılırsa, bir kapasitör ve indüktörün reaktansı hayali sayılar olarak kabul edilir. RL ve RC kombinasyonları gibi bileşenlerin seri kombinasyonları için, bileşen değerleri bir vektörün bileşenleriymiş gibi eklenir. Şimdi gösterilen, karmaşık empedansın Kartezyen şeklidir. Kutupsal biçimde de yazılabilirler. Gibi kombinasyon devrelerindeki empedanslar RLC paralel devre .

RL ve RC için Karmaşık Empedans

Direnç ve Reaktans

Direnç, temelde elektronların hareketine karşı sürtünmedir. Bir dereceye kadar tüm iletkenlerde (süper iletkenler hariç!) Ve en önemlisi dirençlerde bulunur. Alternatif akım bir dirençten geçtiğinde, akımla aynı fazda olan bir voltaj düşüşü oluşur. Direnç matematiksel olarak “R” harfi ile sembolize edilir ve ohm (Ω) birimi ile ölçülür.

Direnç ve Reaktans Devresi

Reaktans, elektronların hareketine karşı esasen etkisizdir. Elektrik veya manyetik alanların uygulanan voltaj veya akımla orantılı olarak geliştirildiği her yerde bulunur, buna karşılık olarak ancak en önemlisi kapasitörlerde ve indüktörlerde bulunur. Alternatif akım saf bir reaktanstan geçtiğinde, akımla 90o faz dışı olan bir voltaj düşüşü oluşur. Reaktans, matematiksel olarak “X” harfi ile sembolize edilir ve Ohm (Ω) birimi ile ölçülür.

Empedans Uygulamaları

Empedans ve direncin, sizin düşünseniz de düşünmeseniz de uygulamaları vardır, her ikisi de kendi evinizde mevcuttur. Evinizin elektriği, içinde sigortalar bulunan bir panel tarafından kontrol edilir. Bir elektrik dalgalanması yaşadığınızda, sigortalar gücü kesmek için oradadır, böylece yaralanma en aza indirilir. Sigortalarınız, darbeyi kaldırabilecek çok yüksek kapasiteli dirençlere benzer. Onlar olmasaydı, evinizin elektrik sistemi yanardı ve sıfırdan telafi etmeniz gerekirdi.

Empedans ve direnç sayesinde bu sorun çözülebilir. Empedansın önemli olduğu bir diğer durum da kondansatörlerdir. Kapasitörlerde empedans, bir devre kartındaki elektrik akışını yönetmek için kullanılır. Kondansatörler ve uyarlanabilir elektrik akışını kontrol etmedikçe, alternatif akım kullanan elektronikleriniz ya kızarır ya da çıldırır. Alternatif akım dalgalı bir darbede elektrik sağladığından, tüm elektriği geri tutan ve sorunsuz bir şekilde gitmesini sağlayan bir kapı olması gerekir. elektrik devresi aşırı yüklenmemiş veya yetersiz yüklenmemiş.

“elektronik devre tasarımına giriş ”

Bu makalede, elektrik devresi teorisi ve EIT (elektriksel empedans tomografisi) kavramlarını ve bunların çalışma prensiplerini, karmaşık empedans, karmaşık empedans kullanımı, RL ve RC devre kavramları için karmaşık empedans ve reaktans ve direnci tartıştık. Son olarak elektriksel empedans uygulamaları. Ayrıca, bu konseptle ilgili herhangi bir sorunuz varsa veya elektrik ve elektronik projeleri , lütfen aşağıdaki yorum bölümünde yorum yaparak değerli önerilerinizi iletin. İşte sana bir soru elektrik empedansının uygulamaları nelerdir ?

Fotoğrafa katkı verenler: