Isi

• Rumus
• Langkah
• Tips

Impedansi adalah resistansi (atau oposisi) dari suatu rangkaian terhadap arus bolak-balik dan satuan ukurannya adalah "ohm". Untuk menghitungnya, Anda harus mengetahui nilai semua resistor dan impedansi semua induktor dan kapasitor di rangkaian. Perlu diingat bahwa pertentangan yang ditimbulkan oleh induktor dan kapasitor bervariasi sesuai dengan perubahan arus listrik. Untuk menghitung impedansi digunakan rumus matematika sederhana.

Rumus

1. Impedansi Z = R atau X_Latau X_Ç(jika hanya ada satu)
2. Impedansi hanya secara seri Z = √ (R + X) (jika ada tipe R dan X)
3. Impedansi hanya secara seri Z = √ (R + (| X_L - X_Ç|)) (Jika ada R, X_L dan X_Ç)
4. Impedansi di sirkuit mana pun = R + jX (j adalah bilangan imajiner √ (-1))
5. Resistensi R = I / ΔV
6. Reaktansi induktif X_L = 2πƒL = ωL
7. Reaktansi kapasitif X_Ç = / _2πƒC = / _ωC

Langkah

Bagian 1 dari 2: Menghitung resistansi dan reaktansi

1. 

   
   
   Definisi impedansi. Impedansi diwakili oleh huruf Z dan diukur dalam Ohm (Ω). Dimungkinkan untuk mengukur nilai ini di sirkuit atau komponen listrik apa pun, dan hasilnya akan menunjukkan hambatan apa yang ditawarkannya terhadap aliran elektron (arus listrik). Ada dua efek berbeda yang mengurangi aliran arus, dan keduanya berkontribusi pada impedansi:
   • Hambatan (R) adalah pengurangan aliran arus akibat material dan bentuk komponen. Nilai ini lebih tinggi resistor, tetapi semua komponen memiliki kekuatan minimal.
   • Reaktansi (X) adalah pengurangan aliran arus yang disebabkan oleh medan listrik dan magnet yang melawan perubahan arus atau tegangan listrik. Nilai-nilai ini lebih signifikan dalam kapasitor dan induktor.

2. 

   
   
   Tinjau definisi resistensi. Resistensi adalah konsep fundamental dalam studi kelistrikan, sering ditemukan di Hukum Ohm: ΔV = I * R. Persamaan ini memungkinkan penghitungan salah satu variabelnya, jika dua variabel lainnya diketahui. Untuk menghitung resistansi (R) misalnya, tulis rumusnya sebagai R = I / ΔV. Selain itu, dimungkinkan untuk mengukur resistansi suatu komponen dengan mudah dengan bantuan multimeter.
   • ΔV adalah voltase, diukur dalam Volt (V). Ini juga dikenal sebagai "perbedaan potensial".
   • I adalah arus, diukur dalam Ampere (A).
   • R adalah resistansi, diukur dalam Ohm (Ω).

3. 

   
   
   Cari tahu jenis reaktansi yang akan dihitung. Reaktansi hanya ada di rangkaian AC (arus bolak-balik) dan, seperti resistansi, satuan ukurannya adalah Ohm (Ω). Ada dua jenis reaktansi, yang berasal dari komponen elektronik yang berbeda:
   • Reaktansi induktif X_L itu diproduksi oleh induktor, juga dikenal sebagai kumparan atau reaktor. Komponen ini menciptakan medan magnet yang melawan perubahan fasa dalam rangkaian AC. Semakin cepat perubahannya, semakin besar reaktansi induktifnya.
   • Reaktansi kapasitif X_Ç itu diproduksi oleh kapasitor, yang merupakan komponen yang mampu menyimpan muatan listrik. Saat aliran arus dalam rangkaian AC berubah arah, kapasitor berulang kali mengisi dan melepaskan energi. Semakin lama mengisi daya, semakin besar oposisi terhadap arus. Karena itu, semakin cepat perubahan fasa, semakin rendah reaktansi kapasitifnya.

4. 

   Hitung reaktansi induktif. Seperti dijelaskan sebelumnya, reaktansi ini meningkat sesuai dengan laju perubahan arah arus, juga dikenal sebagai frekuensi sirkuit. Frekuensi diwakili oleh simbol ƒ dan satuan ukurnya adalah Hertz (Hz). Rumus lengkap untuk menghitung reaktansi induktif adalah X_L = 2πƒL, dengan L adalah induktansi, diukur dalam Henries (H).
   • Induktansi L tergantung pada karakteristik induktor, seperti jumlah lilitan kumparan. Selain itu, dimungkinkan juga untuk mengukurnya secara langsung.
   • Jika Anda terbiasa dengan "lingkaran satuan", bayangkan arus AC ditunjukkan dengan cara ini, di mana rotasi penuh 2π radian sesuai dengan 1 siklus. Dengan mengalikannya dengan ƒ, diukur dalam Hertz (unit per detik), hasilnya adalah radian per detik. Ini adalah nilai kecepatan sudut dari rangkaian, diwakili oleh huruf kecil omega (ω). Beberapa penulis menuliskan rumus reaktansi induktif sebagai X_L= ωL.

5. 

   Hitung reaktansi kapasitif. Rumus ini mirip dengan rumus reaktansi induktif, hanya saja reaktansi kapasitifnya adalah berbanding terbalik sebanding dengan frekuensi. Oleh karena itu, reaktansi kapasitif X_Ç = / _2πƒC, di mana C adalah kapasitansi kapasitor, diukur dalam Farad (F).
   • Dimungkinkan untuk mengukur kapasitansi menggunakan multimeter dan perhitungan sederhana.
   • Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, persamaan ini juga dapat ditulis sebagai / _ωC.

Bagian 2 dari 2: Menghitung impedansi total

1. 

   Tambahkan resistansi dari rangkaian yang sama. Impedansi total mudah dihitung jika rangkaian memiliki beberapa resistor, tetapi hal yang sama tidak terjadi ketika ada induktor atau kapasitor. Pertama, ukur resistansi masing-masing resistor (atau komponen apa pun yang memiliki resistansi) atau lihat diagram rangkaian dan cari nilai dalam ohm (Ω). Nilai-nilai ini harus ditambahkan sesuai dengan bagaimana komponen dihubungkan:
   • Resistor seri (terhubung di ujung dalam satu baris) harus ditambahkan bersama-sama. Resistansi total diberikan sebagai R = R₁ + R₂ + R₃...
   • Resistor secara paralel (masing-masing diposisikan berbeda, tetapi dihubungkan di sirkuit dengan titik yang sama) ditambahkan secara terbalik. Oleh karena itu, resistansi total diberikan sebagai R = / _R1 + / _R2 + / _R3...

2. 

   Tambahkan nilai reaktansi yang serupa di sirkuit yang sama. Jika hanya ada induktor di rangkaian, atau hanya kapasitor, impedansi total sama dengan reaktansi total. Hitung sebagai berikut:
   • Seri Induktor: X_total = X_L1 + X_L2 +...
   • Kapasitor seri: C_total = X_C1 + X_C2 +...
   • Induktor Paralel: X_total = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2...)
   • Kapasitor paralel: C_total = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2...)

3. 

   Dapatkan reaktansi penuh dengan mengurangi reaktansi induktif dan kapasitif. Karena mereka berbanding terbalik (sementara yang satu meningkat, yang lain menurun dan sebaliknya), efek ini cenderung meniadakan. Untuk menemukan efek total, kurangi angka terkecil dari yang terbesar.
   • Hasil yang sama dapat diperoleh melalui persamaan X_total = | X_Ç - X_L|

4. 

   Hitung impedansi dengan resistansi dan reaktansi secara seri. Tidak mungkin untuk hanya menambahkan dua nilai bersama, karena keduanya "tertinggal". Ini berarti bahwa, meskipun berubah seiring waktu sebagai bagian dari siklus AC, keduanya mencapai puncak pada waktu yang berbeda. Untungnya, jika semua komponen dihubungkan secara seri (misalnya, semua dalam satu baris), Anda dapat menggunakan rumusnya Z = √ (R + X).
   • Matematika di balik rumus ini melibatkan "fasor", tetapi rumus ini juga tampak familier karena mengandung konsep dari geometri. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk merepresentasikan dua komponen (R dan X) sebagai sisi persegi panjang segitiga, dengan impedansi Z bertindak sebagai sisi miring.

5. 

   Hitung impedansi dengan resistansi dan reaktansi secara paralel. Sebenarnya, ini adalah cara umum untuk menyatakan impedansi, tetapi membutuhkan pengetahuan tentang bilangan kompleks. Selain itu, ini adalah satu-satunya cara untuk menghitung impedansi total rangkaian secara paralel termasuk dua faktor, resistansi dan reaktansi.
   • Z = R + jX, dengan j adalah komponen imajiner: √ (-1). Gunakan huruf "j" alih-alih "i" untuk menghindari kebingungan dengan I yang digunakan untuk mewakili arus listrik.
   • Kedua angka tersebut tidak mungkin digabungkan. Impedansi, misalnya, harus dinyatakan sebagai 60Ω + j120Ω.
   • Jika ada dua rangkaian seperti ini secara seri, tambahkan komponen nyata dan komponen imajiner secara terpisah. Misalnya, jika Z₁ = 60Ω + j120Ω dan di seri dengan resistor Z.₂ = 20Ω, lalu Z_total = 80Ω + j120Ω.

Tips

• Impedansi total (resistansi dan reaktansi) juga dapat dinyatakan sebagai bilangan kompleks.