Trong kỹ thuật điện, trở kháng là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của một mạch điện khi có hiệu điện thế đặt vào
Trở kháng là gì ?
Trở kháng (Impedance) là khái niệm mở rộng của điện trở cho dòng điện xoay chiều, chứa thêm thông tin về độ lệch pha. Nó thường được ký hiệu bằng chữ Z và được đo trong SI bằng đơn vị đo Ω (ohm)
Khái niệm trở kháng còn đóng vai trò trong vật lý khi nghiên cứu dao động điều hòa. Khái niệm này được chính thức có vị trí trong lịch sử kỹ thuật điện từ tháng 7 năm 1886, với đóng góp của Oliver Heaviside.
Trở kháng được biểu thị tổng quát như sau Z = R + X là tổng của Điện kháng với Điện ứng .
R : Điện Kháng (Resistance) .
X : Điện Ứng (Reactance)
Dòng điện một chiều
Với dòng điện một chiều, tại trạng thái cân bằng:
Tụ điện có mô hình là hai bản song song cách điện, tương đương một đoạn mạch hở, có trở kháng hay điện trở vô cùng lớn.
Cuộn cảm có mô hình là cuộn dây có điện trở không đáng kể, tương đương với một dây dẫn điện.
Điện trở có trở kháng đúng bằng giá trị điện trở, một số thực.
Khái niệm trở kháng tổng quát vẫn có ý nghĩa với mạch điện chứa tụ điện, cuộn cảm, điện trở, khi nghiên cứu trạng thái chuyển tiếp, lúc mới đóng mạch điện, hay mới ngắt nguồn điện.
Điện trở
Điện trở sẻ kháng lại dòng điện một Kháng trở ZR = R
Tụ điện
Tụ điện có tính chất của một kháng trở vô cùng lớn
ZC = RC + jXC = RC + 1/[jωC] = RC + 1/[j(0)C] = RC + ∞
Cuộn dây
Cuộn dây có tính chất của một điện trở với điện kháng bằng ZL = RL
ZL = RL + XL .
Vì Điện Trở không phụ thuộc vào tần số cho nên XL = 0
Dòng điện xoay chiều
Khi đặt hiệu điện thế là một hàm điều hòa theo thời gian, hoặc tổng của các hàm điều hòa:
Tụ điện làm dòng sớm pha π/2 so với hiệu điện thế
Cuộn cảm làm dòng bị trễ pha π/2 so với hiệu điện thế
Điện trở không thay đổi pha của dòng điện.
Điện Trở
Điện trở sẻ kháng lại dòng điện một Kháng trở ZR = R
Cuộn Dây
1) Trở Kháng của cuộn dây được định nghỉa là tổng của Điện Kháng Với Điện Ứng của Cuộn dây
ZL = RL + XL
RL : Điện Kháng của cuộn dây
XL : Điện Ứng của cuộn dây
ω = 2πf = 2π / T
L : điện cảm(Inductance) của cuộn dây.
2) Điện thế của cuộn dây là tổng của điện thế trên điện kháng với điện thế trên điện ứng của cuộn dây .
VL = VRL + VXL
điện thế trên điện ứng của cuộn dây dẩn trước điện thế trên điện kháng một góc 90ο
3) Cuộn dây có một tần số cảm ứng, tần số khi Điện kháng bằng Điện ứng, tại tần số bằng R/L và thời gian đạt đến tần số này là L/R.
b
1) Trở Kháng của Tụ điện được định nghỉa là tổng của Điện Kháng Với Điện Ứng của Tụ Điện .
ZC = RC + XC
RC : Điện Kháng của Tụ điện
XC : Điện Ứng (Reactance) của Tụ điện
ω = 2πf = 2π / T
C : điện dung (Capacitance) của tụ điện.
2) Điện thế của tụ điện sẻ là tổng của điện thế trên điện kháng với điện thế trên điện ứng của tụ điện
VC = VRC + VXC
điện thế trên điện ứng của tụ điện,VXC, đi sau điện thế trên điện kháng của tụ điện,VRC, một góc 90ο
3) Tụ điện có một tần số cảm ứng, tần số khi Điện kháng bằng Điện ứng, tại tần số bằng 1/CR và thời gian đạt đến tần số này là CR.
Trở kháng tổng cộng của mạch điện được tính giống với mạch điện một chiều, nhưng trên các số phức. Một cách tổng quát, nó thường là số phức:
Z = R + j X
Với X là phần ảo của trở kháng, được gọi là điện kháng, có giá trị phụ thuộc vào tần số của hiệu điện thế; R là phần thực của trở kháng, được gọi là trở kháng thuần.
Các phương pháp đo trở kháng
Ngoài việc tìm hiểu impedance là gì, điện trở kháng là gì? Bạn cũng cần nắm được những phương pháp đo trở kháng dưới đây. Bạn có thể sử dụng một số những thiết bị đo trở kháng như máy đo trở kháng, máy đo LCR và máy phân tích trở kháng.
Phương pháp cầu nối
Phương pháp cầu nối được biết đến là phương pháp sử dụng mạch cầu để tính toán điện trở khi bạn chưa biết rõ. Phương pháp này yêu cầu cần điều chỉnh cân bằng với mức thực hiện bằng điện kế. Điểm nổi bật của phương pháp này có độ chính xác cao nhưng khó để đo với tốc độ cao.
Phương pháp IV
Với phương pháp IV sẽ cần dùng một mạch cầu để tiến hành tính toán điện trở. Phương pháp sẽ cần điều chỉnh cân bằng thông qua điện kế. Đây là phương pháp đo trở kháng được với các mạch nối đất. Trong trường hợp trở kháng tăng lên, độ chính xác cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi vôn kế.
Phương pháp đo trở kháng RF IV
Đây cũng là phương pháp có nguyên tắc đo tương tự với phương pháp IV. Phương pháp đo trở kháng RF-IV sẽ giúp đo trở kháng với tần số cao thông qua cách sử mạch phù hợp với trở kháng trên đồng trục có tần số cao kết hợp với đầu nối đồng trục tần số cao. Phương pháp này thường được dùng để đo mạch điện có băng rộng bởi băng tần đo có thể bị hạn chế bởi máy biến áp của đầu thử nghiệm.
Như vậy, tùy thuộc vào từng loại trở kháng trên tường mạch điện phù hợp với từng phương pháp nhất điện. Bởi vậy, bạn sẽ cần tìm hiểu kỹ lượng để chọn được phương pháp phù hợp.
Sử dụng máy đo trở kháng
Việc sử dụng máy đo trở kháng sẽ giúp hỗ trợ người dùng đo trở kháng một cách tiện lợi, nhanh chóng và chính xác hơn.
Các loại máy đo trở kháng cũng có nhiều tính năng đo đa dạng, độ chính xác cao, cùng có khả năng đo liên tục với nhiều thông số khác nhau… Bên cạnh đó, máy đo trở kháng cũng rất dễ sử dụng, hoạt động bền chắc.
Leave a Reply