Kā aprēķināt pretestību: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: Jason Gerald | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-19 22:13

Pretestība ir maiņstrāvas pretestības mērs. Vienība ir omi. Lai aprēķinātu pretestību, jums jāzina visu pretestību summa, kā arī visu induktoru un kondensatoru pretestība, kas atkarībā no strāvas izmaiņām nodrošinās atšķirīgu pretestību strāvai. Jūs varat aprēķināt pretestību, izmantojot vienkāršu matemātisku formulu.

Formulu kopsavilkums

1. Pretestība Z = R vai X_L vai X_C (ja zināms tikai viens)
2. Pretestība sērijās Z = (R.² + X²) (ja ir zināms R un viens no X)
3. Pretestība sērijās Z = (R.² + (| X_L - X_C|)²) (ja R, X_Lun X_C pilnībā zināms)
4. Pretestība visu veidu tīklos = R + jX (j ir iedomāts skaitlis (-1))
5. Pretestība R = I / V
6. Induktīvā reaktivitāte X_L = 2πƒL = L
7. Kapacitatīvā pretestība X_C = ¹ / _2πƒL = ¹ / _L

   Solis

   1. daļa no 2: Pretestības un reaģēšanas aprēķināšana

   

   Solis 1. Impedances definīcija

   Pretestību apzīmē ar simbolu Z, un tai ir omi (Ω). Jūs varat izmērīt jebkuras ķēdes vai elektriskā komponenta pretestību. Mērījumu rezultāti jums pateiks, cik daudz ķēde bloķē elektronu plūsmu (strāva). Pastāv divi atšķirīgi efekti, kas palēnina strāvas ātrumu, un tie abi veicina pretestību:

   • Pretestība (R) vai pretestība ir strāvas palēnināšanās, ko izraisa detaļas materiāls un forma. Šis efekts ir vislielākais rezistoros, lai gan visām sastāvdaļām jābūt vismaz zināmai pretestībai.
   • Reaktivitāte (X) ir strāvas palēnināšanās elektrisko un magnētisko lauku dēļ, kas pretojas strāvas vai sprieguma izmaiņām. Šis efekts ir vissvarīgākais kondensatoriem un induktoriem.

   

   2. solis. Pārskatiet pretestību

   Pretestība ir pamatjēdziens elektrisko studiju jomā. To var redzēt Ohmas likumā: V = I * R. Šis vienādojums ļauj aprēķināt šo mainīgo vērtības, ja vien jūs zināt vismaz divus no trim mainīgajiem. Piemēram, lai aprēķinātu pretestību, uzrakstiet formulu kā R = I / V. Jūs varat arī viegli aprēķināt pretestību ar multimetru.

   • V ir spriegums, vienība ir volti (V). Šo mainīgo sauc arī par potenciālo atšķirību.
   • Es esmu strāva, vienība ir ampēri (A).
   • R ir pretestība, vienība ir omi (Ω).

   

   Solis 3. Izdomājiet aprēķināmās reaktivitātes veidu

   Reaktivitāte notiek tikai maiņstrāvas (maiņstrāvas) ķēdēs. Tāpat kā pretestība, arī pretestībai ir omi (Ω). Dažādos elektriskajos komponentos ir divu veidu reaktivitāte:

   • Induktīvā reaktivitāte X_L ko ražo induktors, pazīstams arī kā spole vai reaktors. Šīs sastāvdaļas rada magnētisko lauku, kas pretojas maiņstrāvas ķēdes virziena izmaiņām. Jo ātrāk notiek virziena maiņa, jo lielāka ir induktīvās pretestības vērtība.
   • Kapacitatīvā pretestība X_C ģenerē kondensators, kas uzglabā elektrisko lādiņu. Tā kā strāvas plūsma maiņstrāvas ķēdē maina virzienu, kondensators atkārtoti uzlādējas un izlādējas. Jo ilgāk kondensatoram jāuzlādē, jo vairāk kondensators izturēs strāvu. Tāpēc, jo ātrāk notiek virziena maiņa, jo zemāka ir iegūtā kapacitatīvā reaktivitātes vērtība.

   

   4. solis. Aprēķiniet induktīvo pretestību

   Kā aprakstīts iepriekš, induktīvā pretestība palielināsies līdz ar strāvas virziena vai ķēdes frekvences izmaiņu ātrumu. Šo frekvenci apzīmē ar simbolu, un tai ir herca vienības (Hz). Pilnīga formula induktīvās pretestības aprēķināšanai ir X_L = 2πƒL, kur L ir induktivitāte ar Henrija vienībām (H).

   • Induktivitāte L ir atkarīga no izmantotā induktora īpašībām, piemēram, spoļu skaita. Jūs varat arī tieši izmērīt induktivitāti.
   • Ja atpazīstat vienības apli, iedomājieties maiņstrāvu, ko attēlo aplis, un vienu pilnu 2π radianu rotāciju, kas apzīmē vienu ciklu. Reizinot to ar herciem (vienības sekundē), jūs iegūstat rezultātu radiānos sekundē. Tas ir ķēdes leņķiskais ātrums, un to var rakstīt ar mazajiem burtiem kā omega. X var ierakstīt induktīvās reaktivitātes formulu_L= ωL

   

   Solis 5. Aprēķiniet kapacitatīvo reaktivitāti

   Šī formula ir līdzīga formulai induktīvās pretestības noteikšanai, bet kapacitatīvā pretestība ir apgriezti proporcionāla frekvencei. Kapacitatīvā reaktivitāte X_C = ¹ / _2πƒC. C ir kondensatora kapacitātes vērtība Faradā (F).

   • Jūs varat izmērīt kapacitāti, izmantojot multimetru un dažus pamata aprēķinus.
   • Kā paskaidrots iepriekš, šo mainīgo var ierakstīt ¹ / _L.

   2. daļa no 2: Kopējās pretestības aprēķināšana

   

   1. solis. Saskaitiet pretestības tajā pašā ķēdē

   Kopējo pretestību ir viegli aprēķināt, ja ķēdei ir vairāki rezistori bez induktoriem vai kondensatoriem. Vispirms izmēriet katra rezistora (vai jebkura komponenta, kuram ir pretestība) pretestības vērtību vai skatiet shēmas diagrammā detaļas, kas apzīmētas ar pretestības omiem (Ω). Pievienojiet atkarībā no ķēdes veida starp komponentiem:

   • Sērijveida ķēdē savienotus rezistorus (kuru gali ir savienoti vienā vadu līnijā) var summēt kopā. Kopējā pretestība kļūst par R = R₁ + R.₂ + R.₃…
   • Rezistori, kas savienoti paralēli (katram rezistoram ir atšķirīgs vads, bet savienots vienā ķēdē) tiek summēti apgrieztā secībā. Kopējais pretestības apjoms kļūst R = ¹ / _{R1 + ¹ / R2 + ¹ / R3 …}

   

   2. solis. Saskaitiet reaktivitātes vērtības tajā pašā ķēdē

   Ja ķēdē ir tikai induktori vai tikai kondensatori, kopējā pretestība ir vienāda ar kopējo pretestību. Aprēķiniet šādi:

   • Induktors virknē: X_Kopā = X_L1 + X_L2 + …
   • Kondensatori virknē: C_Kopā = X_C1 + X_C2 + …
   • Induktors paralēlajā ķēdē: X_Kopā = 1 / (1 / X_L1 + 1/X_L2 …)
   • Kondensators paralēlā ķēdē: C_Kopā = 1 / (1 / X_C1 + 1/X_C2 …)

   

   3. solis. Atņemiet induktīvo pretestību ar kapacitatīvo pretestību, lai iegūtu kopējo reaktivitāti

   Tā kā vienas reaktivitātes ietekme palielinās, samazinoties otras reaktivitātes ietekmei, abām reaktīvām reakcijām ir tendence samazināt viena otras efektu. Lai atrastu kopējo vērtību, atņemiet lielāku reaktivitātes vērtību ar mazāko reaktivitātes vērtību.

   Tādu pašu rezultātu jūs iegūsit no formulas X_Kopā = | X_C - X_L|

   

   Solis 4. Aprēķiniet pretestības pretestību un reaktivitāti virknes ķēdē

   Jūs nevarat tos pievienot kopā, jo abas vērtības ir dažādās fāzēs. Tas ir, to vērtības laika gaitā mainās kā daļa no maiņstrāvas cikla, taču tās sasniedz maksimumu dažādos laikos. Par laimi, kad visas sastāvdaļas ir virknē (ir tikai viens vads), mēs varam izmantot vienkāršo formulu Z = (R.² + X²).

   Šīs formulas aprēķini ietver "faorus", lai gan šķiet, ka tie ir saistīti arī ar ģeometriju. Abus komponentus R un X mēs varam attēlot kā taisnstūra trīsstūra abas malas, bet pretestību Z - kā perpendikulāru pusi

   

   Solis 5. Aprēķiniet pretestības un pretestības pretestību paralēlajā ķēdē

   Šis ir parasts pretestības aprēķināšanas veids, taču tam ir nepieciešama sarežģītu skaitļu izpratne. Tas ir vienīgais veids, kā aprēķināt paralēlās ķēdes kopējo pretestību, kas ietver pretestību un pretestību.

   • Z = R + jX, ar j kā iedomātu komponentu: (-1). Izmantojiet j, nevis i, lai izvairītos no sajaukšanas ar I, kas attēlo strāvu.
   • Jūs nevarat apvienot šos divus skaitļus. Piemēram, pretestību var uzrakstīt kā 60Ω + j120Ω.
   • Ja sērijā ir divas šādas shēmas, varat atsevišķi pievienot reālo skaitļu un iedomāto komponentu komponentus. Piemēram, ja Z₁ = 60Ω + j120Ω un virknē savienots ar rezistoru ar Z₂ = 20Ω, tad Z_Kopā = 80Ω + j120Ω.