импеданс, высокий импеданс, Z-состояние, волновое сопротивление, объясните, пожалуйста, на пальцах Опции

[yell]

что есть что? и если можно с примером перечисленных в сабже явлений в контексте каком-нибудь. как они влиют на процессы в схеме. как повлиять на них. цифровые схемы. и аналоговые.
спасибо

[Yellow Tiger]

что есть что? и если можно с примером перечисленных в сабже явлений в контексте каком-нибудь. как они влиют на процессы в схеме. как повлиять на них. цифровые схемы. и аналоговые.
спасибо

Если именно "на пальцах", то импеданс - тоже сопротивление цепи, только не постоянному току, а переменному. Высокий импеданс - высокое сопротивление. Z-состояние - состояние цепи, когда она имеет высокий импеданс.

PS: А самому погуглить - не судьба?
Или вот еще...

[Dima_Ag]

Импедансом называется отношение комплексной амплитуды напряжения гармонического сигнала, прикладываемого к двухполюснику, к комплексной амплитуде тока, протекающего через двухполюсник. Т.е. проще говоря - импеданс - это комплексное сопротивление цепи.

Высокий импеданс - соответственно - высокое сопротивление.Термин применяется к описанию состояния какого либо ВЫХОДА микросхемы или модуля.

ВОлновое сопротивление - это отношение напряжённости электрического поля к напряжённости магнитного поля распространяющейся волны.
Если говорить о коаксиальном кабеле или дифференциальной паре, то волновое сопротивление определяется как отношение напряжения к току бегущей волны.

Волновое сопротивление есть один из вторичных параметров линии передачи.
Чтобы передавать энергию по линии без отражений, необходимо нагрузить эту линию передачи на сопротивление, равное волновому.

[yell]

это как раз таки не на пальцах )) такие определения я и в книжке видел.
мне например не понятно словосочетание "комплексное сопротивление". судя по-всему однокоренное слово с комплексными числами. но от этого не легче.

[Dima_Ag]

это как раз таки не на пальцах )) такие определения я и в книжке видел.
мне например не понятно словосочетание "комплексное сопротивление". судя по-всему однокоренное слово с комплексными числами. но от этого не легче.

При протекании переменного тока через нагрузку возможна ситуация, когда фазы напряжения и тока не совпадают, т.е. ток опережает напряжение, либо наоборот, отстаёт от него.
В этом случае говорят, что цепь обладает комплексным сопротивлением.
Т.е. в сопротивлении присутствует так называемая "активная " составляющая, это составляющая тока синфазная с приложенным напряжением, а также "реактивная" составляющая, это та, что сдвинута относительно синфазной на 90 град.
Для удобства расчёта такое сопротивление можно записать в виде комплексного числа Re+ i*Im
Re - активная составляющая, а Im - реактивная, i = sqrt(-1)
Это так называемый "символический" метод расчёта цепи в установившемся режиме, предложенный
американским инженером тов. Штейнметцем.

[InvisibleFed]

Совсем на пальцах:

Активное сопротивление - просто резистор на постоянном токе. Реактивное сопротивление - сопротивление переменному току (возникающее при протекании переменного тока). Причина - энергетическая емкость элемента (школьный учебник физики). Z-состояние = высокий импенданс = "воздух" (называют еще отключенное или третье состояние - выход как-бы электрически отключен от линии)

[Yellow Tiger]

Для удобства расчёта такое сопротивление можно записать в виде комплексного числа ...

Ой, нет - комплексные числа совсем не так удобны в данном конкретном случае. Все же проще (и действительно на пальцах) понимать под термином комплексное сопротивление его простой перевод - то есть, сложное сопротивление, включающее в себя как резистивную, так и емкостную и индуктивную составляющие. Токи, напряжения и, соответственно, полные сопротивления (импедансы) - изображать векторами. Для активного сопротивления вектора напряжения и тока имеют одинаковое направление, для индуктивности - ток отстает на 90о, а для емкости - опережает на 90о, складывая вектора согласно правилам векторной алгебры (можно прямо на листочке бумаги - задача-то не подсчитать, а просто въехать), легко обнаружить, что результирующий вектор будет иметь длину, отнюдь не равную арифметической сумме длин векторов-слагаемых и угол, зависящий от длин и углов (+90 или -90) векторов-слагаемых.
Или, yell, сам поищи, или подожди до завтра - не при фотоаппарате я сегодня - нарисую пример на клочке бумаги, если понадобится.

Активное сопротивление - просто резистор на постоянном токе.

(Зачеркнуто мной)
Прошу прощения, но - "Активное сопротивление - просто резистор ", и все(!) - так как просто резистор (без паразитных реактивностей) и на переменном токе останется просто резистором - с чисто активным сопротивлением.

Сообщение отредактировал Yellow Tiger - Apr 17 2007, 13:12

[Dima_Ag]

Совсем на пальцах:

Активное сопротивление - просто резистор на постоянном токе. Реактивное сопротивление - сопротивление переменному току (возникающее при протекании переменного тока). Причина - энергетическая емкость элемента (школьный учебник физики). Z-состояние = высокий импенданс = "воздух" (называют еще отключенное или третье состояние - выход как-бы электрически отключен от линии)

Хотелось бы уточнить:
Активное сопротивление - это отношение U/I, когда фаза тока и напряжения совпадает.
Совершенно неважно, включен ли резистор на переменный или постоянный ток - у него ВСЕГДА только активное сопротивление.(мы говорим об идеальном резисторе).

Возникновение реактивной составляющей (сдвиг фаз между током и напряжением) возникает благодаря способности некоторых элементов ЗАПАСАТЬ энергию, а потом её отдавать.
Запасать энергию в виде энергии магнитного потока может катушка индуктивности, в виде электрического поля - конденсатор.
Если в цепи присутствуют только элементы , запасающие и отдающие энергию, то такая цепь будет
обладать чисто РЕАКТИВНЫМ сопротивлением, либо её полное сопротивление будет равно нулю или бесконечности (в режиме резонанса).
Если в цепи стоят не только катушки и конденсаторы, но и резисторы, то в общем случае сопротивление будет иметь обе составляющие - активную и реактивную.

Ой, нет - комплексные числа совсем не так удобны в данном конкретном случае. Все же проще (и действительно на пальцах) понимать под термином комплексное сопротивление его простой перевод - то есть, сложное сопротивление, включающее в себя как резистивную, так и емкостную и индуктивную составляющие. Токи, напряжения и, соответственно, полные сопротивления (импедансы) - изображать векторами. Для активного сопротивления вектора напряжения и тока имеют одинаковое направление, для индуктивности - ток отстает на 90о, а для емкости - опережает на 90о, складывая вектора согласно правилам векторной алгебры (можно прямо на листочке бумаги - задача-то не подсчитать, а просто въехать), легко обнаружить, что результирующий вектор будет иметь длину, отнюдь не равную арифметической сумме длин векторов-слагаемых и угол, зависящий от длин и углов (+90 или -90) векторов-слагаемых.

Да, полностью с Вами согласен. Для начального понимания нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО нарисовать все эти вектора и разобраться в происходящих процессах. Ну а потом уже можно приступать к расчёту более сложных цепей, используя комплексные числа.

[Yellow Tiger]

... подожди до завтра - не при фотоаппарате я сегодня ...

Нашелся сканер.
Итак, поскольку используется сложение векторов, то для последовательных включений складываются напряжения, для параллельных - токи, в смешанных схемах поочередно применяются оба метода. Длина вектора-суммы и есть искомая величина напряжения или тока, а угол - сдвиг фазы. Кажется, более "на пальцах" чем это, трудно придумать - успехов!

Сообщение отредактировал Yellow Tiger - Apr 17 2007, 15:52

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Dima_Ag]

Хочу добавить несколько пояснений к рисункам: (как строить векторные диаграммы).

Схема А:
Поскольку ток во всей цепи одинаковый (последовательное соединение элементов)
берём вектор тока за опорный. Это будет ось Х.
Далее откладываем векторы напряжений на элементах.

Напряжение на резисторе точно совпадает по фазе с током - его откладываем по оси Х.
Напряжение на индуктивности опережает ток на 90 град, его откладываем под углом 90 град к оси Х.
Напряжение на ёмкости отстаёт от тока на 90 град, следовтельно откладываем вектор напряжения на ёмкости под углом МИНУС 90 град.

Вектор U0 будет результирующей фазой НАПРЯЖЕНИЯ в данной схеме.

Схема Б:
вектора строятся аналогично, учитывая , что при параллельном соединении НАПРЯЖЕНИЕ на всех элементах одинаковое, а значит оно и берётся в качестве опорного вектора (ОСЬ Х),
а по осям диаграммы откладываются уже ТОКИ через элементы.

[Yellow Tiger]

Хочу добавить несколько пояснений к рисункам: (как строить векторные диаграммы).

Мда, возможно, я был несколько краток...

[yell]

в чем всё это проявляется на практике?

[Yellow Tiger]

в чем всё это проявляется на практике?

"Видишь ли Юра", об этом написаны целые библиотеки, а потому врядли стоит задавать вопрос столь неконкретно... Да и потом... нужно ведь немного и самому поработать головой. Удачи.

[InvisibleFed]

Активное сопротивление - просто резистор на постоянном токе.

Хотелось бы уточнить:
Активное сопротивление - это отношение U/I, когда фаза тока и напряжения совпадает.
Совершенно неважно, включен ли резистор на переменный или постоянный ток - у него ВСЕГДА только активное сопротивление.(мы говорим об идеальном резисторе).

Когда писал, то и имел ввиду тот факт, то реальный резистор обладает паразитными реактивностями - особенности конструкции. А так со всем согласен.

[Yellow Tiger]

Когда писал, то и имел ввиду тот факт, то реальный резистор обладает паразитными реактивностями - особенности конструкции. А так со всем согласен.

Ох, если уж иметь ввиду грубую и суровую правду жизни, то... нету в природе постоянных токов, хоть кричи!

[Dima_Ag]

в чем всё это проявляется на практике?

Могу привести несколько примеров:
1) Если длины векторов UL и UC равны(для первой схемы) , то мы имеем резонанс напряжений,
который проявляется в том, что напряжения на конденсаторе и катушке равны, и противоположны по фазе. Цепь обладает чисто активным сопротивлением, т.е. сопротивление катушки "скомпенсировано" сопротивлением конденсатора (или наоборот). Можно считать, что в этой ситуации напряжение на ёмкости и индуктивности очень близко к максимальному.
Получается, что имея источник переменного напряжения в 1 Вольт (например), мы можем создать напряжение на катушке хоть 10, хоть 100 Вольт! , если настроим цепь "в резонанс".

2) Допустим, у нас есть источник сигнала, в котором есть нежелательная составляющая, имеющая определённую частоту. ПОдключив такой источник последовательно со схемой 2, и выбрав сопротивление ёмкости = сопротивлению индуктивности (мо модулю, конечно) на этой частоте,мы можем обеспечить
ОСЛАБЛЕНИЕ нежелательной составляющей, поскольку ПРОВОДИМОСТЬ катушки "скомпенсируется" проводимостью конденсатора. Ток проводить будет только резистор. Если же его убрать вообще - то подавление сигнала на частоте ПАРАЛЛЕЛЬНОГО РЕЗОНАНСА(или РЕЗОНАНСА ТОКОВ) будет БЕСКОНЕЧНО велико (при идеальных элементах). На других же частотах, когда проводимости катушки и конденсатора не равны (по модулю), ток потечёт не только через резистор, но и через ёмкость и индуктивность схемы.

[Dog Pawlowa]

На практике проще всего объяснить косинусом фи. А то волны, напряженности полей, траектория - все нечно эфемерное.