Näivtakistus

Allikas: Vikipeedia
(Ümber suunatud leheküljelt Impedants)
Mine navigeerimisribale Mine otsikasti
Suuruse nimetus näivtakistus
Suuruse tähis
SI ühiku nimetus oom
SI ühiku tähis Ω (oomega)

Näivtakistus ehk impedants on elektriahela kahe punkti vahel perioodilisele siinuselisele vahelduvale elektrivoolule ehk vahelduvvoolule avalduv takistus, mis koosneb kahest põhikomponendist:

  • aktiivtakistus ehk resistants ‒ iseloomustab elektrienergia muundumist teist liiki energiaks, näiteks soojuseks;
  • reaktiivtakistus ehk reaktants ‒ iseloomustab elektrienergia perioodilist kadudeta toimuvat muutumist magnetvälja või elektrivälja energiaks ja tagasi elektrienergiaks.
Näivtakistuse vektordiagramm komplekstasandil

Geomeetriliselt on näivtakistus esitatav hüpotenuusina täisnurkses kolmnurgas, mille kaatetiteks on ja . Faasinurk φ, näitab faasinihet näivtakistusega ahelaosale langeva siinuselise vahelduvpinge ja seda ahelaosa läbiva siinuselise vahelduvvoolu vahel.

Induktiivsete ahelaelementide reaktiivtakistus on induktiivtakistus ja mahtuvuslike elementide reaktiivtakistus on mahtuvustakistus . Seega on impedants sagedusest sõltuv suurus. Seda sagedussõltuvust nimetatakse ka impedantsi sagedusspektriks ehk impedantsi spektriks.

Induktiivtakistust loetakse positiivseks () ja mahtuvustakistust negatiivseks ().

Näivtakistust saab esitada kompleksarvu kujul kas komponentide ja kaudu (graafiliselt ristkoordinaatides) või faasinurga kaudu (polaarkoordinaatides):

kus

on aktiivtakistus (kompleksimpedantsi reaalosa);
on reaktiivtakistus (kompleksimpedantsi imaginaarosa);
on kompleksimpedantsi moodul;
on faasinihkenurk (kompleksimpedantsi argument);
on imaginaarühik;
on naturaallogaritmide alus.

Komponentide kaudu esitamise puhul on moodul (komplekssuuruse absoluutväärtus) arvutatav valemiga

.

Näivtakistusele vastav aseskeem on takistuse ja mahtuvuse või induktiivsuse järjestikühendus. Mahtuvus või induktiivsus on leitav imaginaarosa kui reaktiivtakistuse valemist.

Kui kogujuhtivuse ja kogutakistuse moodulite vahel kehtib seos , siis reaalosa ja imaginaarosa jaoks lihtne pöördseos ei kehti, sest aktiiv- ja reaktiivtakistuslike osade ühendusviisid on erinevad: impedantsi puhul on ühendus järjestikune ja kompleksjuhtivuse korral paralleelne.

Kõige tuntum komplekstakistuse liik on elektriline takistus perioodilise siinuselise vahelduvvoolu jaoks ehk vahelduvvoolutakistus ehk elektriline impedants Ż=R+jX. Siin R esitab takistuse reaalosa, mis vastab aktiivtakistusele ja esitab imaginaarosa, mis vastab reaktiivtakistusele, mis võib olla kas mahtuvuslik või induktiivne. Siinjuures on aktiivtakistus R ja reaktiivtakistus ühendatud omavahel järjestikku.

Komplekstakistuse pöördsuurus on kompleksjuhtivus Ý = G+jB = 1/Ż. Kompleksjuhtivuse puhul on reaalosa ehk aktiivjuhtivus G ja imaginaarosa ehk reaktiivjuhtivus ühendatud omavahel paralleelselt.

Kui kogujuhtivuse ja kogutakistuse vahel kehtib seos Ý=1/Ż, seda ka moodulite jaoks , siis reaalosa ja imaginaarosa jaoks lihtne pöördseos ei kehti, sest aktiiv- ja reaktiivtakistuslike osade ühendusviisid on impedantsi ja juhtivuse puhul erinevad (impedantsi puhul järjestikune ja kompleksjuhtivuse korral paralleelne).

Reaalsed objektid ja nende näivtakistus[muuda | muuda lähteteksti]

Otseselt vastab esitusele aktiivtakistuse ja reaktiivtakistuse järjestikühendus. Suurema arvu elementidega lülituste korral või elementide paralleelse ühenduse korral avalduvad ja kõikide lülituste elementide parameetrite kaudu ja osutuvad sagedusest sõltuvateks. Ainult kõige lihtsama kahekomponendilise järjestikaseskeemi puhul ja paralleelaseskeemi puhul ei ole sagedussõltuvad.

Enamikul juhtudel kahekomponendiline aseskeem ei kirjelda objekti elektrilisi omadusi piisavalt täpselt ja kasutusel on kolme või enama komponendiga aseskeemid. Näiteks induktiivpooli aseskeem sisaldab peale järjestikku ühendatud induktiivsuse ja pooli traadi aktiivtakistuse kolmanda komponendina veel konstruktiivset paralleelset mahtuvust .

Väga keerukateks kujunevad bioloogiliste objektide elektrilise impedantsi ehk elektrilise bioimpedantsi aseskeemid.

Keerukad on aseskeemid ka elektrokeemiliste objektide impedantsi ehk elektrokeemilise impedantsi puhul, kus tihti lisanduvad objekti aseskeemile veel mõõtmise teostamiseks vajalike elektroodide aseskeemid, mille olemasolu impedantsi mõõtmise tulemuste interpreteerimisel tihti ei saa ignoreerida.

Komplekstakistuse parameetrite mõõtmiseks kasutatakse komplekstakistuse mõõtureid.

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Välislingid[muuda | muuda lähteteksti]