impedancja i reaktancja
Na podstawie wyjaśnień do pytań egzaminacyjnych UKE
Impedancja to wielkość opisująca opór elementu wobec prądu przemiennego. Reaktancja pojemnościowa kondensatora wynosi Xc = 1/(2πfC) i maleje ze wzrostem częstotliwości. Spadek napięcia na elemencie o impedancji Z przy przepływie prądu I wynosi U = I × Z, analogicznie do prawa Ohma.
Impedancja (Z) to zespolony opór obwodu dla prądu przemiennego, wyrażany w omach (Ω). Z = R + jX, gdzie R to rezystancja (składowa rzeczywista), X to reaktancja (składowa urojona). Moduł impedancji |Z| = √(R² + X²). Impedancja charakterystyczna typowych kabli koncentrycznych to 50 Ω lub 75 Ω.
Reaktancja pojemnościowa Xc = 1/(2πfC) maleje ze wzrostem częstotliwości i pojemności. Na częstotliwościach radiowych kondensatory o małej pojemności (pF) mają znaczącą reaktancję, podczas gdy duże (μF) wyglądają jak zwarcie. Dobór pojemności w obwodach RF jest kluczowy dla uzyskania pożądanej impedancji.
Pytania egzaminacyjne (4)
d1-3 Przez kondensator o impedancji 10 Ω płynie prąd przemienny o częstotliwości 50Hz i wartości 2A. Jaki...
Przez kondensator o impedancji 10 Ω płynie prąd przemienny o częstotliwości 50Hz i wartości 2A. Jaki będzie spadek napięcia na kondensatorze?
Spadek napięcia obliczamy ze wzoru analogicznego do prawa Ohma: U = I × Z, gdzie Z to impedancja. U = 2 A × 10 Ω = 20 V. Impedancja kondensatora działa jak 'opór' dla prądu przemiennego — im wyższa częstotliwość lub pojemność, tym niższa impedancja.
Tip: Proste mnożenie: U = I × Z. Tutaj 2 × 10 = 20 V. Nie daj się zmylić częstotliwością — jest tu po to, żeby Cię rozproszyć.
d1-65 Co jest jednostką impedancji?
Co jest jednostką impedancji?
Impedancja (Z) to opór jaki element stawia prądowi przemiennemu. Jest wielkością zespoloną: Z = R + jX, gdzie R to rezystancja, X to reaktancja. Jednostką impedancji jest om (Ω), tak samo jak rezystancji. Różnica w tym, że impedancja uwzględnia też składową reaktancyjną (pojemnościową lub indukcyjną).
Tip: Impedancja, rezystancja i reaktancja — wszystkie mierzone w omach (Ω). Om to odpowiedź.
d1-150 W obwodzie prądu zmiennego przy tej samej częstotliwości zmieniono kondensator 2200 pF na 22 nF. Ile...
W obwodzie prądu zmiennego przy tej samej częstotliwości zmieniono kondensator 2200 pF na 22 nF. Ile razy zmniejszyła się reaktancja Xc?
Reaktancja pojemnościowa Xc = 1/(2πfC). Zmiana z 2 nF na 200 pF to zmniejszenie pojemności 10-krotnie (2 nF = 2000 pF). Przy tej samej częstotliwości: Xc jest odwrotnie proporcjonalna do C, więc reaktancja wzrośnie 10 razy. Mniejszy kondensator = większy opór dla prądu zmiennego.
Tip: C zmniejszone 10× → Xc rośnie 10×. Xc = 1/(2πfC) — odwrotna proporcjonalność.
d1-245 W obwodzie prądu przemiennego, przy tej samej częstotliwości, zmieniono kondensator 2200 pF na 22 nF...
W obwodzie prądu przemiennego, przy tej samej częstotliwości, zmieniono kondensator 2200 pF na 22 nF. Ile razy zmniejszyła się reaktancja kondensatora?
Zmiana z 200 pF na 20 pF to zmniejszenie pojemności 10×. Reaktancja Xc = 1/(2πfC) jest odwrotnie proporcjonalna do C, więc wzrośnie 10-krotnie. Powtórzenie konceptu z d1-150 (tam 2 nF → 200 pF, tu 200 pF → 20 pF).
Tip: Xc ∝ 1/C. Pojemność ÷10 → reaktancja ×10. Odwrotna proporcjonalność.