Ero sivun ”Impedanssi” versioiden välillä

Radioamatööriwikistä
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
>Aulis Eskola
(täsmäälisemmin mittaYKSIKKÖ)
>Oh8hub
(Juttua komponenttien induktansseista)
Rivi 18: Rivi 18:
:<math>Z_0 = \sqrt{ \frac{R + j \omega L }{G  + j \omega C} }</math>
:<math>Z_0 = \sqrt{ \frac{R + j \omega L }{G  + j \omega C} }</math>
missä:
missä:
* R = johtimen sarjavastus pituusyksikköä kohden
* R = johtimen [[vastus|sarjavastus]] pituusyksikköä kohden
* G = "shunt conductance" <math>\Omega^{-1}\,</math> per pituusyksikkö
* G = "shunt conductance" <math>\Omega^{-1}\,</math> per pituusyksikkö
* <i>j</i> symboli joka kertoo termin olevan vaihekulmaltaan +90&deg; (imaginaariluku)
* <i>j</i> = [[imaginääriyksikkö]], eli symboli joka kertoo termin olevan vaihekulmaltaan +90&deg; (imaginaariluku)
* <math>\omega = 2\pi f\,</math> = [[kulmataajuus]] (radiaaneina)
* <math>\omega = 2\pi f\,</math> = [[kulmataajuus]] (radiaaneina)
* L = Kaapelin [[induktanssi]] pituusyksikköä kohden
* L = Kaapelin [[induktanssi]] pituusyksikköä kohden
Rivi 45: Rivi 45:
joka voidaan sieventää muotoon:
joka voidaan sieventää muotoon:
:<math>Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}</math>
:<math>Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}</math>
==Impedanssit==
Impedanssi on kompleksinen suure, eli sillä on reaalinen osa (suuruus, amplitudi) ja imaginäärinen osa ([[vaihekulma]]).
===Vastuksen impedanssi===
[[vastus|Vastuksen]] impedanssi on suoraan verrannollinen vastuksen [[resistanssi|resistanssiin]], joten
:<math>Z_R = R</math>
===Kondensaattorin impedanssi===
[[kondensaattori|Kondensaattorin]] impedanssi riippuu [[kulmataajuus|kulmataajuudesta]] <math>\omega</math> ja kondensaattorin [[kapasitanssi|kapasitanssista]]
:<math>Z_C = \frac{1}{\omega C} = \frac{1}{2 \pi f_0 C}</math>
===Kelan impedanssi===
[[kela|Kelan]] impedanssi riippuu [[kulmataajuus|kulmataajuudesta]] <math>\omega</math> ja kelan [[induktanssi|induktanssista]]
:<math>Z_L = \omega L = 2 \pi f_0 L</math>


== Kaapelin impedanssin mittaaminen ==
== Kaapelin impedanssin mittaaminen ==

Versio 19. toukokuuta 2005 kello 08.39

Yleisesti

Impedanssi on erityisesti siirtolinjoille määritetty ominaisuus, joka kertoo sähkökentän ja magneettikentän voimakkuuksien suhteen niiden edetessä siirtolinjalla:

Magneettikentän mittayksikkö on:
Sähkökentän mittayksikkö on:

Lasketaan näiden suhde:

Impedanssin mittayksikkö on näin ohmi.

Impedanssi on häviötöntä, eli 50 ohmin kaapeliin syötetty RF-teho ei hupene huomattavalla vauhdilla kaapelin sisuksiin, vaan kulkee sen läpi. Erillinen artikkeli kertoo kaapelihäviöistä.

Syvällisemmin

Koskapa virrat ja jännitteet riippuvat kaapelin induktiivisesta ja kapasitiivisesta reaktanssista, kaapelin ominaisimpedanssin kaava voidaan kirjoittaa myös muotoon:

missä:

  • R = johtimen sarjavastus pituusyksikköä kohden
  • G = "shunt conductance" per pituusyksikkö
  • j = imaginääriyksikkö, eli symboli joka kertoo termin olevan vaihekulmaltaan +90° (imaginaariluku)
  • = kulmataajuus (radiaaneina)
  • L = Kaapelin induktanssi pituusyksikköä kohden
  • C = Kaapelin kapasitanssi pituusyksikköä kohden

Kaapelieristeissä tavallisesti käytetyille materiaaleille G on niin pieni, että se voidaan jättää huomiotta verrattuna ""-termiin. Matalilla taajuuksilla ""-termi on niin pieni verrattuna R:ään, että se voidaan jättää huomiotta. Niinpä matalilla taajuuksilla seuraavaa kaavaa voidaan käyttää:

Jos kapasitanssi ei muutu taajuuden funktiona, silloin muuttuu kääntäen verrannollisesti taajuuden neliöjuuren suhteessa ja sillä on vaihekulma joka on -45° lähellä tasavirtaa ja lähestyy nollaa taajuuden noustessa. Polyvinyylikloridi ja kumi vähentävät hieman kapasitanssiaan taajuuden noustessa, kun polyeteeni, polypropyleeni ja Teflon® eivät muutu merkittävästi.

Kun taajuus kasvaa kylliksi, kaksi :n sisältävää termiä kasvaa niin suuriksi että R ja G voidaan jättää huomiotta ja syntyvä kaava on:

joka voidaan sieventää muotoon:

Impedanssit

Impedanssi on kompleksinen suure, eli sillä on reaalinen osa (suuruus, amplitudi) ja imaginäärinen osa (vaihekulma).

Vastuksen impedanssi

Vastuksen impedanssi on suoraan verrannollinen vastuksen resistanssiin, joten

Kondensaattorin impedanssi

Kondensaattorin impedanssi riippuu kulmataajuudesta ja kondensaattorin kapasitanssista

Kelan impedanssi

Kelan impedanssi riippuu kulmataajuudesta ja kelan induktanssista

Kaapelin impedanssin mittaaminen

Kaapelin impedanssia ei voi mitata yleismittarilla - yleismittarit käyttävät tasavirtaa, kun impedanssi on olemassa vain korkeammille vaihtovirtataajuuksille.

Esimerkiksi koaksiaalikaapelin impedanssi on "mitattavissa" mittaamalla kaapelin sisäjohtimen ulkoläpimitta ja ulkojohtimen sisäläpimitta ja tunnistamalla eristeaine, sekä käyttämällä koaksiaali-sivulla olevia kaavoja. Helpointa on kuitenkin löytää kaapelin pinnasta tunnisteleimat ja tutkia luetteloista ominaisuudet.

Tuntemattoman kaapelin ominaisimpedanssi on mitattavissa, mutta se vaatii myös sopivia mittavälineitä. Ulkoisissa lisäviitteissä lisää.

Muuta katsottavaa

Impedanssin serkkuja ovat:

Muita katsottavia: