L'impédance est une mesure de la résistance au courant alternatif. L'unité est l'ohm. Pour calculer l'impédance, vous devez connaître la somme de toutes les résistances ainsi que les impédances de tous les inducteurs et condensateurs qui donneront une quantité variable de résistance au courant en fonction des changements de courant. Vous pouvez calculer l'impédance à l'aide d'une formule mathématique simple.
Résumé de la formule
- Impédance Z = R ou XL ou XC (si un seul est connu)
- Impédance en série Z = (R2 + X2) (si R et l'un des X sont connus)
- Impédance en série Z = (R2 + (|XL - XC|)2) (si R, XL, et XC pleinement connu)
- Impédance dans toutes sortes de réseaux = R + jX (j est un nombre imaginaire (-1))
- Résistance R = I / V
- Réactance inductive XL = 2πƒL = L
- Réactance capacitive XC = 1 / 2πƒL = 1 / L
Étape
Partie 1 sur 2: Calcul de la résistance et de la réactance
Calculer l'impédance Étape 1 Étape 1. Définition de l'impédance
L'impédance est désignée par le symbole Z et a des unités d'Ohms (Ω). Vous pouvez mesurer l'impédance de n'importe quel circuit ou composant électrique. Les résultats de la mesure vous indiqueront à quel point le circuit bloque le flux d'électrons (courant). Il existe deux effets distincts qui ralentissent la vitesse du courant, qui contribuent tous deux à l'impédance:
- La résistance (R) ou résistance est le ralentissement du courant causé par le matériau et la forme du composant. Cet effet est le plus important dans les résistances, bien que tous les composants doivent avoir au moins une certaine résistance.
- La réactance (X) est le ralentissement du courant dû aux champs électriques et magnétiques qui résistent aux changements de courant ou de tension. Cet effet est le plus significatif pour les condensateurs et les inductances.
Calculer l'impédance Étape 2 Étape 2. Examinez la résistance
La résistance est un concept de base dans le domaine des études électriques. Vous pouvez le voir dans la loi d'Ohm: V = I * R. Cette équation vous permet de calculer les valeurs de ces variables tant que vous connaissez au moins deux des trois variables. Par exemple, pour calculer la résistance, écrivez la formule sous la forme R = I/V. Vous pouvez également calculer facilement la résistance avec un multimètre.
- V est la tension, l'unité est le volt (V). Cette variable est également appelée différence de potentiel.
- I est le courant, l'unité est l'ampère (A).
- R est la résistance, l'unité est l'Ohm (Ω).
Calculer l'impédance Étape 3 Étape 3. Déterminez le type de réactance à calculer
La réactance ne se produit que dans les circuits à courant alternatif (AC). Comme la résistance, la réactance a des unités d'Ohms (Ω). Il existe deux types de réactance présents dans différents composants électriques:
- Réactance inductive XL produit par l'inducteur, également connu sous le nom de bobine ou de réacteur. Ces composants produisent un champ magnétique qui résiste aux changements de direction dans un circuit à courant alternatif. Plus le changement de direction est rapide, plus la valeur de la réactance inductive est élevée.
- Réactance capacitive XC généré par un condensateur qui stocke une charge électrique. Lorsque le flux de courant dans un circuit alternatif change de direction, le condensateur se charge et se décharge à plusieurs reprises. Plus le condensateur doit se charger longtemps, plus le condensateur résistera au courant. Par conséquent, plus le changement de direction se produit rapidement, plus la valeur de réactance capacitive résultante est faible.
Calculer l'impédance Étape 4 Étape 4. Calculez la réactance inductive
Comme décrit ci-dessus, la réactance inductive augmentera avec le taux de changement dans la direction du courant ou la fréquence du circuit. Cette fréquence est désignée par le symbole, et a des unités de Hertz (Hz). La formule complète pour calculer la réactance inductive est XL = 2πƒL, où L est l'inductance avec les unités de Henry (H).
- L'inductance L dépend des caractéristiques de l'inductance utilisée, telles que le nombre de bobines. Vous pouvez également mesurer directement l'inductance.
- Si vous reconnaissez le cercle unité, imaginez un courant alternatif représenté par un cercle, et une rotation complète de 2π radians représentant un cycle. Lorsque vous multipliez cela par ce qui est en Hertz (unités par seconde), vous obtenez le résultat en radians par seconde. C'est la vitesse angulaire du circuit et peut être écrite en minuscules comme oméga. Vous pouvez écrire la formule de la réactance inductive en XL=ωL
Calculer l'impédance Étape 5 Étape 5. Calculez la réactance capacitive
Cette formule est similaire à la formule pour trouver la réactance inductive, mais la réactance capacitive est inversement proportionnelle à la fréquence. Réactance capacitive XC = 1 / 2πƒC. C est la valeur de capacité du condensateur, en Farads (F).
- Vous pouvez mesurer la capacité à l'aide d'un multimètre et de quelques calculs de base.
- Comme expliqué ci-dessus, cette variable peut être écrite dans 1 / L.
Partie 2 sur 2: Calcul de l'impédance totale
Calculer l'impédance Étape 6 Étape 1. Additionnez les résistances dans le même circuit
L'impédance totale est facile à calculer lorsqu'un circuit comporte plusieurs résistances sans inductance ni condensateur. Tout d'abord, mesurez la valeur de résistance de chaque résistance (ou de tout composant ayant une résistance) ou recherchez sur le schéma de circuit les pièces étiquetées avec résistance ohms (Ω). Additionner selon le type de circuit entre les composants:
- Les résistances connectées dans un circuit en série (dont les extrémités sont connectées en une seule ligne filaire) peuvent être additionnées. La résistance totale devient R = R1 + R2 + R3…
- Les résistances connectées en parallèle (chaque résistance a un fil différent mais connecté dans le même circuit) sont additionnées à l'envers. Le montant total de la résistance devient R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …
Calculer l'impédance Étape 7 Étape 2. Additionnez les valeurs de réactance dans le même circuit
Lorsqu'il n'y a que des inductances dans un circuit, ou uniquement des condensateurs, l'impédance totale est égale à la réactance totale. Calculez comme suit:
- Inductance en série: Xle total = XL1 + XL2 + …
- Condensateurs en série: Cle total = XC1 + XC2 + …
- Inductance en circuit parallèle: Xle total = 1 / (1/XL1 + 1/XL2 …)
- Condensateur en circuit parallèle: Cle total = 1 / (1/XC1 + 1/XC2 …)
Calculer l'impédance Étape 8 Étape 3. Soustrayez la réactance inductive de la réactance capacitive pour obtenir la réactance totale
Étant donné que l'effet d'une réactance augmente à mesure que l'effet de l'autre réactance diminue, les deux réactances ont tendance à réduire l'effet de l'autre. Pour trouver la valeur totale, soustrayez la plus grande valeur de réactance par la plus petite valeur de réactance.
Vous obtiendrez le même résultat à partir de la formule Xle total = |XC - XL|
Calculer l'impédance Étape 9 Étape 4. Calculez l'impédance de la résistance et de la réactance dans un circuit en série
Vous ne pouvez pas les additionner car les deux valeurs sont dans des phases différentes. C'est-à-dire que leurs valeurs changent au fil du temps dans le cadre du cycle AC, mais elles culminent à des moments différents. Heureusement, lorsque tous les composants sont en série (il n'y a qu'un seul fil), on peut utiliser la formule simple Z = (R2 + X2).
Les calculs derrière cette formule impliquent des "phaseurs", bien qu'ils semblent également être liés à la géométrie. Nous pouvons représenter les deux composantes R et X comme les deux côtés d'un triangle rectangle, avec l'impédance Z comme côté perpendiculaire
Calculer l'impédance étape 10 Étape 5. Calculez l'impédance de la résistance et de la réactance dans un circuit parallèle
C'est une façon courante de calculer l'impédance, mais nécessite une compréhension des nombres complexes. C'est la seule façon de calculer l'impédance totale d'un circuit parallèle impliquant la résistance et la réactance.
- Z = R + jX, avec j comme composante imaginaire: (-1). Utilisez j au lieu de i pour éviter toute confusion avec I représentant le courant.
- Vous ne pouvez pas combiner ces deux nombres. Par exemple, une impédance peut être écrite comme 60Ω + j120Ω.
- Si vous avez deux circuits de ce type en série, vous pouvez ajouter séparément les composants des nombres réels et les composants imaginaires. Par exemple, si Z1 = 60Ω + j120Ω et connecté en série avec une résistance ayant Z2 = 20Ω, alors Zle total = 80Ω + j120Ω.
