Сопротивление против импеданса?

• В чем разница между сопротивлением и сопротивлением?

• Когда мы скажем, что это Импеданс, и когда мы скажем это как Сопротивление?

• Можете ли вы объяснить это с помощью диаграммы (если возможно) и примера в реальном времени.

• И как реактивные сопротивления будут образовываться в цирке, где конденсаторы и катушки индуктивности не доступны в нашей цепи?

• Как мы найдем реактивные сопротивления в цепи и их значения в реальном времени?

• Я имею в виду, можно ли рассчитать реактивное сопротивление с помощью любого прибора?

• Реактивное сопротивление было намеренно сохранено разработчиком, или вообще оно будет формироваться в цепи?

Все ответы приветствуются.

Диаграмма!

Это для комплексного сопротивления:

$Z = R + \dfrac{1}{j \omega C}$

Сопротивление $R$ находится в фазе с приложенным напряжением, поэтому вектор указывает в том же направлении X. Импеданс конденсатора практически полностью реактивный, т. Е. Его резистивная часть намного меньше, чем . Jвызываетthetas= 90 ° вращение, и посколькуJ(=$\dfrac{1}{j \omega C}$$j$$\theta$$j$ ) в знаменателе угол отрицателен ( $\sqrt{-1}$. Для расчета токаI=$\left( \dfrac{1}{j} = -j \right)$
, отметим, что при делении на импеданс с угломθмы вычитаем угол из нашего ориентира, так что знак угла инвертируется. Результат показывает, как для емкостной нагрузки ток опережает напряжение на уголθ, где. Для индуктивных нагрузок можно нарисовать аналогичную диаграмму, толькоуказывает в противоположном направлении, и ток будет отставать от напряжения.$I = \dfrac{U}{Z}$$\theta$
$\theta$ j ω L $0 \le \theta \le 90°$
$j \omega L$$\dfrac{1}{j \omega C}$

редактировать (после того, как вы отредактируете вопрос)
Итак, сопротивление приведет к тому, что ток будет в фазе с напряжением. Если есть мнимый термин ( ), то этот термин представляет реактивное сопротивление, емкостное или индуктивное, и$j$

Сопротивление + Реактивность = Сопротивление

В идеальном мире, если у вас нет конденсаторов или катушек, у вас также не будет реактивного сопротивления. Но цепь может иметь паразитный импеданс: длина трассы печатной платы вызовет индуктивное сопротивление (она ведет себя как катушка), а две соседние трассы будут иметь емкостное сопротивление (они ведут себя как конденсатор). Паразитные импедансы являются непреднамеренными, и в большинстве случаев это неприятно, хотя иногда дизайнер может их эффективно использовать.
Вы можете измерить импедансы компонентов с помощью RLC-метра , который даст вам сопротивление последовательно или параллельно с реактивным сопротивлением (индуктивным или емкостным).
Реактивное сопротивление будет отображаться как сдвиг фазы напряжения или тока. Этот сдвиг фазы может быть показан на осциллографе в режиме XY; нулевой фазовый сдвиг покажет прямую линию, 90 ° фазовый сдвиг покажет круг, все, что между ними, даст вам эллипс.

Вот диаграмма для полного сопротивления:

По существу, полное сопротивление состоит из двух вещей: реактивного сопротивления и сопротивления , что делает сопротивление поднабором полного сопротивления.

Чтобы упростить вычисления, мы используем комплексные числа для выражения импеданса. Таким образом, мы можем получить импеданс , где - сопротивление, - мнимое число, а - реактивное сопротивление. Если мы немного подумаем о комплексных числах, мы увидим , что нуль является допустимым значением для . В этом случае у нас есть только сопротивление и отсутствие реактивного сопротивления. Нет ничего плохого в том, что чисто резистивная нагрузка имеет импеданс, потому что импеданс состоит из сопротивления и реактивного сопротивления, но кажется, что со временем термин импеданс начал подразумевать наличие некоторого реактивного сопротивления.$Z=R+jX$$R$$j$$X$$X$

Другая проблема с термином импеданс состоит в том, что он в основном используется для цепей переменного тока, и по какой-то причине люди обычно сначала подвергаются воздействию цепей постоянного тока. Причина, по которой полное сопротивление не используется для цепей постоянного тока, заключается в природе реактивного сопротивления. В основном для реактивного сопротивления у нас есть 3 случая: когда реактивное сопротивление равно нулю, когда оно положительное и когда оно отрицательное.

В случаях положительного реактивного сопротивления мы имеем в основном индуктивное сопротивление, и формула для импеданса имеет вид , где - угловая частота, а - индуктивность элемента. При постоянном токе частота равна нулю, и поэтому мнимая часть импеданса тоже равна нулю, что дает нам только сопротивление. Поскольку сопротивление часто значительно ниже реактивного сопротивления, считается, что идеальная катушка имеет нулевое сопротивление, а в цепях постоянного тока короткое замыкание.$Z=R+j \omega L$$\omega=2 \pi f$$L$

$Z=R+ \frac{-j}{\omega C}=R-\frac{j}{\omega C}$

$Y=Z^{-1}=G+jB$$G=\frac{R}{R^2+X^2}$$B=\frac{-X}{R^2+X^2}$

ОБНОВЛЕНИЕ К сожалению, я не настолько продвинут, поэтому не могу дать вам хороший ответ на обновление. По сути, каждая часть схемы действует как комбинация резистора, индуктора и конденсатора. Можно рассчитать индуктивность куска провода, например, используя закон Био-Савара или закон Гаусса .

$Q$$C= \frac{Q}{V}$

Насколько я знаю, сегодня существуют программы электронного проектирования, которые способны автоматически рассчитывать индуктивность и емкость следов печатной платы по самой схеме печатной платы. Приведенные мною законы работают, но вычислить индуктивность и емкость следов на печатной плате было бы довольно сложно.

ОБНОВЛЕНИЕ 2

Реактивное сопротивление может быть измерено несколькими типами инструментов, в зависимости от ожидаемых значений, требуемой точности и того, какой тип инструмента легче использовать в конкретной цепи.

Например, вы можете использовать «простой» мультиметр для измерения емкости и индуктивности кривой. Для лучших результатов можно использовать специальный тип мультиметра, называемый RLCmeter. Он будет показывать точное сопротивление и реактивное сопротивление на указанной частоте, и большинство лучших моделей смогут отображать индуктивность и емкость. Это удобно, потому что в некоторых ситуациях эквивалентное последовательное сопротивление, например, конденсатора может быть важным, и его нельзя измерить с помощью простого мультиметра.

В некоторых случаях даже осциллограф может использоваться, чтобы увидеть реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление будет влиять на сигналы, проходящие через трассу, и такие эффекты могут быть обнаружены с помощью осциллографа, а затем реактивное сопротивление может быть определено по воздействиям на цепь.

Что касается преднамеренной части, хорошо, индуктивность и емкость являются природными явлениями и неизбежны и всегда будут происходить. В некоторых схемах разработчик может уделить им особое внимание, поскольку они могут изменить способ распространения сигнала по трассе. Это особенно распространено в современной высокочастотной цифровой электронике. С другой стороны, в некоторых схемах (например, низкочастотная цифровая электроника, системы только с постоянным током и т. Д.) Разработчику может не потребоваться уделять много внимания реактивному сопротивлению, и он может просто «позволить этому случиться».