این مقاله در مورد چیستی ولتاژ امپدانس و نحوه محاسبه ولتاژ امپدانس بحث خواهد کرد.

امپدانس مقاومت موثر یک مدار الکتریکی یا یک جزء مدار الکتریکی است که مقاومت آن با فرکانس متفاوت تغییر می کند AC. امپدانس همچنین می تواند به دلیل اثر ترکیبی مقاومت اهمی و راکتانس باشد. و امپدانس با حرف Z نشان داده می شود.

ولتاژ امپدانس مدار الکتریکی چیست؟

از آنجایی که امپدانس یک مقاومت وابسته به فرکانس است، بنابراین رابطه بین جریان ولتاژ و امپدانس را می توان با قانون اهم به صورت زیر تعریف کرد.

V= IZ

جایی که V است افت ولتاژ در سراسر امپدانس، جریان I در سراسر امپدانس است و Z امپدانس است، اگرچه V=IZ معادله اسکالر است همانطور که می دانیم امپدانس تابعی از فرکانس است، سپس می توان آن را به صورت vw = iw x zw نیز تعریف کرد.

امپدانس را می توان برای هر شبکه غیر فعال دو پورتی که می تواند حاوی مقاومت، خازن یا سلف باشد، تعریف کرد. هنگامی که شبکه به یک جزء متراکم می شود، افت ولتاژ در آن جزء، ولتاژ امپدانس است.

امپدانس یک مقاومت شامل هیچ بخش خیالی نیست زیرا بزرگی امپدانس R است و زاویه فاز برای همه فرکانس ها صفر است. در جایی که امپدانس خازن وابسته به فرکانس است، امپدانس خازن با افزایش فرکانس کاهش می یابد. و امپدانس یک سلف که یک سیم پیچ است، امپدانس یک سلف مستقیماً با یک فرکانس متناسب است، به این معنی که هر چه فرکانس گسترده تر باشد امپدانس بالاتر است.

نحوه محاسبه ولتاژ امپدانس ?

ولتاژ امپدانس را می توان با کمک امپدانس معادل مدار کلی محاسبه کرد.

اگر امپدانس شبکه دو پورت در الف سلسله پس باید محاسبه شود امپدانس معادل ترکیب سری را می توان به صورت محاسبه کرد Z = Z1 + Z2 + Zn ... که در آن امپدانس هر جزء با هم جمع می شود تا امپدانس معادل اتصال سری بدست آید.

اگر امپدانس شبکه دو پورت در موازی ترکیب باید محاسبه شود، سپس پیدا شود امپدانس معادل ترکیب موازی به عنوان 1/Zeq= 1/Z1+ 1/Z2….+1/Zn

امپدانس یک مدار می تواند باشد

Z = R برای مداری که فقط یک مقاومت دارد.

Z = Xc برای مداری که فقط حاوی خازن است و Xc امپدانس مدار است خازن.

Z = Xl برای مداری که فقط شامل سلف است و Xl امپدانس سلف است.

راکتانس القایی Xl را می توان به صورت X_L = i wL تعریف کرد

راکتانس خازنی Xc را می توان به صورت X_C = 1/2 تعریف کرد πL

مداری که شامل رجیستر و خازن به صورت سری است Z² = R² + XL²

مداری که شامل مقاومت و سلف سری است Z² = R² + XL²

مداری که شامل خازن مقاومتی و سلف در سری سپس Z² = R² + XL²

R در مدار AC می توان با توجه به ولتاژ asR = تغییر در ولتاژ / تغییر در جریان تعریف کرد

پس از تجزیه و تحلیل مدار کلی، مقادیر مشابهی از راکتانس را با یکدیگر اضافه کنید تا امپدانس کل مدار را محاسبه کنید، در حالی که طراحی مدار در نظر گرفته شده است، مثلاً اگر جزء آن در ترکیب موازی یا سری با یکدیگر باشد.

• برای محاسبه امپدانس کلی در جایی که سلف و خازن در یک سری هستند، سپس مقدار آن را کم کنید راکتانس القایی و راکتانس خازنی از یکدیگر.
• امپدانس شبکه مدار الکتریکی دو ترمینالی می تواند یک کمیت پیچیده باشد به طوری که امپدانس را می توان با ویژگی های فاز و بزرگی نشان داد.
• پس از محاسبه امپدانس کلی یک مدار با کمک قانون اهم، افت ولتاژ در سراسر امپدانس را می توان با جریان شناخته شده از طریق امپدانس محاسبه کرد.
• امپدانس شبکه مدار الکتریکی دو ترمینالی می تواند یک کمیت پیچیده باشد به طوری که امپدانس را می توان با ویژگی های فاز و بزرگی نشان داد.

V= IZ

نحوه محاسبه امپدانس از ولتاژ و جریان ?

امپدانس یک شبکه دو پورت را می توان با نمایش پارامترهای مختلف محاسبه کرد.

با توجه به پارامتر Z- یا پارامترهای امپدانس مدار باز، ولتاژ ورودی و خروجی هر شبکه دو پورت را می توان به صورت V1 و V2 که می تواند بر حسب جریان ورودی و خروجی بیان شود I1 و I2.

[V] = [Z] [I]

جایی که [Z] ماتریس امپدانس است.

در این روش ، شبکه دو پورت کلی با یک جعبه مستطیلی و جهت جریان و ولتاژ از هر ورودی یا خروجی شبکه نمایش داده می شود. 

بدست آوردن معادله از ماتریس:

V1 = Z11 + I1 + Z12 + I2

V2 = Z21 + I1 + Z22 + I2

حال فرض کنید خروجی دو پورت مدار باز مدار باز باشد، بنابراین I2 = 0

بنابراین اکنون Z12 = V1/I1

حال، فرض کنید ورودی دو پورت مدار باز مدار باز باشد، I1 = 0

و اکنون Z22 = V22.I2

Z11 ، Z12 ، Z22 ، Z21 پارامترهای امپدانس یا پارامترهای مدار باز شبکه دو پورت نیز نامیده می شوند.