Resistenza contro impedenza?

• Qual'è la differenza tra Resistance e Impedance?

• Quando diremo che è un'impedenza e quando la diremo come resistenza?

• Puoi spiegarlo con il diagramma (se possibile) e l'esempio in tempo reale.

• E come si formeranno le reattanze nel circuito in cui i condensatori e gli induttori non sono disponibili nel nostro circuito?

• Come troveremo le reattanze nel circuito e i suoi valori in tempo reale?

• Voglio dire, è possibile calcolare la reattanza usando qualsiasi strumento?

• La reattanza è stata intenzionalmente mantenuta dal progettista o generalmente si formerà nel circuito?

Tutte le risposte sono apprezzate

Diagramma!

Questo è per un'impedenza complessa:

$Z = R + \dfrac{1}{j \omega C}$

La resistenza è in fase con la tensione applicata, quindi il vettore punta nella stessa direzione X. L'impedenza di un condensatore è quasi completamente reattiva, ovvero la sua parte resistiva è molto più piccola di $R$ . Lajprovoca unarotazioneθ= 90 ° e poiché laj(=$\dfrac{1}{j \omega C}$$j$$\theta$$j$ ) è nel denominatore l'angolo è negativo ( $\sqrt{-1}$. Per calcolare l'attualeI=$\left( \dfrac{1}{j} = -j \right)$
, notiamo che quando si divide per un'impedenza con angoloθsottraggiamo l'angolo dal nostro riferimento, in modo che il segno dell'angolo sia invertito. Il risultato mostra come per un carico capacitivo la corrente conduca la tensione di un angoloθ, dove0≤θ≤90°. Per i carichi induttivi è possibile disegnare un diagramma simile, solojωLpunta nella direzione opposta a$I = \dfrac{U}{Z}$$\theta$
$\theta$$0 \le \theta \le 90°$
$j \omega L$ , e la corrente seguirà la tensione.$\dfrac{1}{j \omega C}$

modifica (dopo la modifica della domanda)
Quindi, la resistenza farà sì che la corrente sia in fase con la tensione. Se c'è un termine immaginario (la ), allora quel termine rappresenta la reattanza, sia capacitiva che induttiva, e$j$

Resistenza + Reattanza = Impedenza

In un mondo ideale, se non si hanno condensatori o bobine, non si avrebbe neanche reattanza. Ma un circuito può avere un'impedenza parassita: la lunghezza di una traccia PCB causerà una reattanza induttiva (si comporta come una bobina) e due tracce adiacenti avranno una reattanza capacitiva (si comportano come un condensatore). Le impedenze parassitarie sono involontarie e il più delle volte un fastidio, anche se a volte un designer può farne buon uso.
Puoi misurare le impedenze dei componenti con un misuratore RLC , che ti darà resistenza in serie o in parallelo con una reattanza (induttiva o capacitiva).
La reattanza mostrerà uno sfasamento in tensione o corrente. Questo sfasamento può essere mostrato su un oscilloscopio in modalità XY; uno sfasamento zero mostrerà una linea retta, uno sfasamento di 90 ° mostrerà un cerchio, qualsiasi cosa nel mezzo ti darà un'ellisse.

Ecco un diagramma per l'impedenza:

Fondamentalmente l'impedenza si compone di due cose: reattanza e resistenza , rendendo la resistenza un sottoinsieme di impedenza.

$Z=R+jX$$R$$j$$X$$X$

Un altro problema con il termine impedenza è che viene utilizzato principalmente per i circuiti CA e per qualche motivo le persone di solito vengono esposte prima ai circuiti CC. Il motivo per cui l'impedenza non viene utilizzata per i circuiti CC è a causa della natura della reattanza. Fondamentalmente per la reattanza, abbiamo 3 casi: quando la reattanza è zero, quando è positiva e quando è negativa.

$Z=R+j \omega L$$\omega=2 \pi f$$L$

$Z=R+ \frac{-j}{\omega C}=R-\frac{j}{\omega C}$

$Y=Z^{-1}=G+jB$$G=\frac{R}{R^2+X^2}$$B=\frac{-X}{R^2+X^2}$

AGGIORNAMENTO Sfortunatamente, non sono così avanzato, quindi non posso darti una buona risposta all'aggiornamento. Fondamentalmente ogni parte del circuito agisce come una combinazione di un resistore, un induttore e un condensatore. È possibile calcolare l'induttanza di un pezzo di filo, ad esempio utilizzando la legge di Biot-Savart o la legge di Gauss .

$Q$$C= \frac{Q}{V}$

Per quanto ne so, oggi esistono programmi di progettazione elettronica in grado di calcolare automaticamente l'induttanza e la capacità delle tracce di PCB dal layout stesso del PCB. Le leggi che ho fornito funzionano, ma calcolare l'induttanza e la capacità delle tracce su un PCB sarebbe piuttosto complicato.

AGGIORNAMENTO 2

La reattanza può essere misurata da diversi tipi di strumenti, a seconda dei valori previsti, della quantità di precisione necessaria e del tipo di strumento più facile da utilizzare su un determinato circuito.

Ad esempio, è possibile utilizzare un multimetro "semplice" per misurare la capacità e l'induttanza di una traccia. Per risultati migliori, è possibile utilizzare un tipo speciale di multimetro chiamato RLCmeter. Mostrerà la resistenza e la reattanza esatte a una frequenza specificata e i modelli migliori saranno in grado di visualizzare induttanza e capacità. Ciò è utile perché in alcune situazioni la resistenza in serie equivalente, ad esempio, di un condensatore può essere importante e non può essere misurata con un semplice multimetro.

In alcuni casi è possibile utilizzare anche un oscilloscopio per vedere la reattanza. La reattanza influenzerà i segnali che attraversano la traccia e tali effetti possono essere rilevati con un oscilloscopio e quindi la reattanza può essere determinata dagli effetti sul circuito.

Per quanto riguarda la parte intenzionale, anche l'induttanza e la capacità sono fenomeni naturali e sono inevitabili e accadranno sempre. Su alcuni circuiti il ​​progettista può prestare particolare attenzione a loro, perché possono cambiare il modo in cui un segnale si propaga attraverso la traccia. Ciò è particolarmente comune nella moderna elettronica digitale ad alta frequenza. D'altra parte in alcuni circuiti (ad esempio elettronica digitale a bassa frequenza, sistemi solo DC, ecc.) Il progettista potrebbe non aver bisogno di prestare molta attenzione alla reattanza e può semplicemente "lasciarlo accadere".