Trở kháng

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. Nó thường được ký hiệu bằng chữ Z và được đo trong SI bằng đơn vị đo Ω (ohm). Trở kháng là khái niệm mở rộng của điện trở cho dòng điện xoay chiều, chứa thêm thông tin về độ lệch pha.

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 Z_R = R

Tụ điện

Tụ điện có tính chất của một kháng trở vô cùng lớn

Z_C = R_C + jX_C = R_C + 1/[jωC] = R_C + 1/[j(0)C] = R_C + ∞

Cuộn dây

Cuộn dây có tính chất của một điện trở với điện kháng bằng Z_L = R_L

Z_L = R_L + X_L .

Vì Điện Trở không phụ thuộc vào tần số cho nên X_L = 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 Z_R = R

Cuộn Dây

1) Trở Kháng của cuộn dây được định nghỉa là tổng của Điện Kháng Với Điện Ứng của Cuộn dây

Z_L = R_L + X_L
- R_L : Điện Kháng của cuộn dây
- X_L : Điện Ứng của cuộn dây
  - $X_L=j \omega L$
  - ω = 2πf = 2π / T
  - j = $\sqrt{-1}$
  - 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 .

V_L = V_{R_L} + V_{X_L}
- điện thế trên điện ứng của cuộn dây dẩn trước điện thế trên điện kháng một góc 90^ο

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.

Tụ Điện

1) Trở Kháng của Tụ điện được định nghỉa là tổng của Điện Kháng Với Điện Ứng của Tụ Điện .

Z_C = R_C + X_C
- R_C : Điện Kháng của Tụ điện
- X_C : Điện Ứng (Reactance) của Tụ điện
  - $X_C=1 / j \omega C$
  - ω = 2πf = 2π / T
  - j = $\sqrt{-1}$
  - 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

V_C = V_{R_C} + V_{X_C}
- điện thế trên điện ứng của tụ điện,V_{X_C}, đi sau điện thế trên điện kháng của tụ điện,V_{R_C}, một góc 90^ο

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.

Polly po-cket