Connaître l'impédance électrique et son application

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Le terme impédance est couramment utilisé si quelqu'un connecte un haut-parleur ( amplificateur ) à un système audio, il s'agit normalement d'un nombre d'Ohm, régulièrement imprimé à côté de nombreuses entrées ou sur une prise de sortie. Bien que la propriété de l'impédance soit moins comprise, le mot impédance est utilisé dans de nombreuses disciplines d'ingénierie pour désigner un opposant au travail effectué. Quoi qu'il en soit, cet article se réfère particulièrement à l'impédance électrique, qui décrit un effet combiné de résistance (R), de réactance inductive (XL) et de réactance capacitive (XC) dans un circuit alternatif, qu'il se produise dans un seul composant, ou dans un tout circuit.

Qu'est-ce que l'impédance électrique?

L'impédance électrique (également appelée «impédance» en abrégé) est un ajout de la définition de la résistance à un courant alternatif (AC). Cela signifie que l'impédance comprend à la fois la résistance (opposition du courant électrique qui provoque la chaleur) et la réactance (une mesure d'un tel courant oppositionnel alterne) - en détail, l'opposition adjacente aux courants électriques. Dans le courant continu (CC), l'impédance électrique est la même que la résistance, sauf qu'elle n'est pas vraie dans les circuits CA.




Impédance électrique

Impédance électrique

L'impédance peut également être différente de la résistance lorsqu'un circuit CC change de débit d'une manière ou d'une autre - similaire au ouverture et fermeture d'un interrupteur électrique , comme on l'observe dans les ordinateurs lorsqu'ils ouvrent et ferment des interrupteurs pour représenter des uns et des zéros (langage binaire). Le contraire de l'impédance est l'admittance, qui est la mesure de la tolérance de courant. La figure de gauche est un plan d'impédance complexe, dans lequel l'impédance est représentée par un Z, la résistance est représentée par R et la réactance est représentée par X.



Tomographie par impédance électrique (EIT)

Le principe fondamental de la tomographie par impédance électrique (EIT) s'apparente à la tomographie par résistance électrique (ERT) de telle sorte que plusieurs mesures à la périphérie d'une cuve ou d'un tube de traitement sont prises et combinées pour donner des informations sur les propriétés électriques du volume de traitement.

Tomographie par impédance électrique

Tomographie par impédance électrique

La tomographie par impédance électrique (EIT) est une méthode d'imagerie médicale non invasive dans laquelle une figure de la conductivité ou de la permittivité d'une partie du corps est incidente à partir des mesures d'électrode de surface. La conductivité électrique dépend de la teneur en ions libres et diffère considérablement entre les différents tissus biologiques (EIT absolu) ou les états pratiques dissemblables de l'un et d'autres tissus ou organes similaires (EIT relatif ou fonctionnel). La majorité des systèmes EIT appliquent peu de courants irréguliers à une seule fréquence.Cependant, certains systèmes EIT utilisent différentes fréquences pour mieux faire la distinction entre les tissus anormaux habituels et suspects au sein d'un même organe (spectroscopie EIT multifréquence ou d'impédance électrique).

Impédance complexe

Une résistance avec une valeur de R a une impédance de R ohms, un nombre réel. Un inducteur idéal a une impédance complexe de


Z = j2πfL

Où «f» est la fréquence en Hertz et L est l’inductance en Henries. C'est imaginaire car un inducteur idéal peut simplement stocker et libérer de l'énergie électrique. Il ne peut pas le dissiper sous forme de chaleur comme une résistance. De même, un condensateur idéal a une impédance complexe de

Z = -j / 2πfc

Où «C» est la capacité en farads.

Utilisation d'impédance complexe

Le comportement de l'impédance d'un circuit AC avec divers composants devient rapidement ingérable si les sinus et les cosinus sont utilisés pour présenter les tensions et le courant. Une construction mathématique qui facilite l'utilisation de la complexité des fonctions exponentielles complexes. Les parties nécessaires de la stratégie sont les suivantes

Relation mathématique sous-jacente à la technique

ejωt = cosωt + sinωt

La partie réelle d'une fonction exponentielle complexe peut être utilisée pour représenter une tension ou un courant alternatif.

V = Vm COSωt

I = Im COS (ωt-φ)

L'impédance peut alors être exprimée sous la forme d'une exponentielle complexe

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

L'impédance des éléments individuels du circuit peut alors être exprimée sous forme de nombres réels ou imaginaires purs.

R –j / ωc jωL

Impédance complexe pour RL et RC

L'utilisation d'une impédance complexe est une technique importante pour gérer les circuits CA à plusieurs composants. Si un plan complexe est utilisé avec une résistance le long de l'axe réel, la réactance d'un condensateur et d'une inductance est traitée comme des nombres imaginaires. Pour les combinaisons en série des composants telles que les combinaisons RL et RC, les valeurs des composants sont ajoutées comme s'il s'agissait de composants d'un vecteur. On montre maintenant la forme cartésienne de l'impédance complexe. Ils peuvent également être écrits sous forme polaire. Impédances dans les circuits combinés comme le Circuit parallèle RLC .

Impédance complexe pour RL et RC

Impédance complexe pour RL et RC

Résistance et réactance

La résistance est fondamentalement le frottement contre le mouvement des électrons. Il est présent dans tous les conducteurs dans une certaine mesure (sauf les supraconducteurs!), Et plus particulièrement dans les résistances. Lorsque le courant alternatif traverse une résistance, il se forme une chute de tension qui est en phase avec le courant. La résistance est symbolisée mathématiquement par la lettre «R» et est mesurée en ohms (Ω).

Circuit de résistance et de réactance

Circuit de résistance et de réactance

La réactance est essentiellement inactive contre le mouvement des électrons. Il est présent partout où des champs électriques ou magnétiques sont développés proportionnellement à une tension ou un courant appliqué, de manière correspondante mais plus particulièrement dans les condensateurs et les inducteurs. Lorsque le courant alternatif passe par une réactance pure, une chute de tension est produite - qui est 90o déphasée avec le courant. La réactance est mathématiquement symbolisée par la lettre «X» et est mesurée en Ohms (Ω).

Applications de l'impédance

L'impédance et la résistance ont toutes deux des applications que vous le considérez ou non, les deux existent dans votre propre maison. L'électricité de votre maison est contrôlée par un panneau contenant des fusibles. Lorsque vous subissez une surtension électrique, les fusibles sont là pour interrompre l'alimentation afin de minimiser les blessures. Vos fusibles sont similaires à des résistances de très grande capacité capables de prendre le coup. Sans eux, le système électrique de votre maison ferait frire et vous auriez à le refaire à partir de zéro

Ce problème peut être résolu grâce à l'impédance et à la résistance. Une autre situation dans laquelle l'impédance a de l'importance est celle des condensateurs. Dans les condensateurs, l'impédance est utilisée pour gérer le flux d'électricité dans un circuit imprimé. Sans les condensateurs contrôlant et adaptables le flux électrique, vos appareils électroniques qui utilisent des courants alternatifs frire ou deviennent fous. Étant donné que le courant alternatif fournit de l'électricité à une impulsion fluctuante, il doit y avoir une porte qui retient toute l'électricité et la laisse passer en douceur afin que le circuit électrique n'est pas surchargé ou sous-chargé.

Dans cet article, nous avons discuté de la théorie des circuits électriques et des concepts EIT (tomographie par impédance électrique) et de leurs principes de fonctionnement, l'impédance complexe, l'utilisation d'impédance complexe, l'impédance complexe pour les concepts de circuits RL et RC et la réactance et la résistance. Enfin des applications d'impédance électrique. De plus, pour toute question concernant ce concept ou projets électriques et électroniques , veuillez donner vos précieuses suggestions en commentant dans la section des commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelles sont les applications d'une impédance électrique ?

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  • Impédance électrique bhs4
  • Tomographie par impédance électrique wikimedia
  • Impédance complexe pour RL et RC phy-astr
  • Résistance et réactance sa.edu