Trở kháng là gì? Công thức tính và phương pháp đo

Trở kháng chính là 1 đại lượng trong mọi dòng điện đều có. Vậy bạn đã biết gì về nó chưa? Trở kháng là gì, phương pháp đo và công thức tính đại lượng này? Hãy tham khảo những thông tin trong bài viết này nếu bạn vẫn đang đi tìm lời giải cho các câu hỏi trên nhé.

trở kháng

Trở kháng là gì?

Sử dụng điện năng đã là 1 phần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Việc tìm hiểu các thông số liên quan đến dòng điện là rất cần thiết để ta có thể sở hữu hệ thống điện an toàn, năng suất và tiết kiệm để phục vụ cho nhu cầu công việc.

Trở kháng trong tiếng Anh gọi là impedance. Nó chính là 1 đại lượng vật lý biểu trưng cho chính sự cản trở của mạch điện khi có 1 hiệu điện thế đặt vào đó.

Chúng ta có thể hiểu đơn giản hơn, trở kháng chính là điện trở của dòng điện. Ký hiệu của nó là Ω đọc Ohm.

Trở kháng là khái niệm mở rộng hơn của điện trở dòng điện xoay chiều. Nó chứa thêm những thông tin về độ lệch pha. Trở kháng có vai trò quan trọng trong vật lý khi con người nghiên cứu, ứng dụng dao động điều hòa. Nó xuất hiện và có vị trí chính thức trong kỹ thuật điện từ tháng 7 năm 1886 với công lao to lớn của Oliver Heaviside.

Điện trở là 1 phần của trở kháng, rộng hơn điện trở vì nó áp dụng được cho cả dòng điện 1 chiều, dòng điện xoay chiều và có thể hiển thị độ lệch pha.

trở kháng là gì

Công thức tính trở kháng

Tính trở kháng là 1 điều rất quan trọng để có thể kiểm tra được dòng điện, khả năng cách điện an toàn hay không của dòng điện. Tính trở kháng cũng không quá khó khăn khi ta áp dụng công thức như sau:

Z = R + X.

Trong công thức này thì:

R chính là điện kháng, điện trở, X là điện ứng. Với từng dòng điện 1 chiều, dòng điện 220v xoay chiều thì chúng ta sẽ áp dụng 1 công thức riêng.

Nhắc đến tính trở kháng thì chúng ta có đến 4 công thức cần ghi nhớ đó là:

Đối với dòng điện 1 chiều

Dòng điện 1 chiều thì sẽ ít phổ biến hơn vì thường chỉ trong 1 số hệ thống sản xuất, thí nghiệm.

Với dòng 1 chiều, tụ điện sẽ có trở kháng hoặc điện trở rất lớn. Nguyên nhân của nó chính là do thiết kế 2 bản song song cách điện với 1 đoạn điện trở.

Điện trở có giá trị bằng thông số của nó, chính là 1 số thực xác định.

Tụ điện và cuộn cảm sẽ có trở kháng rất nhỏ. Đó chính là 1 đoạn dây dẫn thông thường.

Đối với dòng điện xoay chiều

Còn đối với dòng điện xoay chiều là dòng điện 220v được con người sử dụng trong đời sống, dân dụng, công nghiệp hiện nay thì sẽ có công thức riêng.

Điện xoay chiều có mặt ở mọi nơi. Khi chúng ta đặt 1 hiệu điện thế xoay chiều có hàm biến thiên, điều hòa theo thời gian hay tổng của những hàm biến thiên điều hòa.

+ Cuộn cảm trễ pha π/2 so với hiệu điện thế.

+ Tụ điện có dạng hình sóng, sớm hơn pha π/2 so với hiệu điện thế.

+ Điện trở lúc này sẽ không thay đổi pha của dòng điện.

+ Điện trở với mức trở kháng sẽ được tính bằng giá trị: ZR = R.

Tụ điện

Công thức thứ 3 mà chúng ta thường dùng đó chính là công thức tính trở kháng của tụ điện.

Muốn tính trở kháng của tụ điện thì chúng ta phải áp dụng công thức tính:

ZC = RC + XC

Trong công thức này, chúng ta có:

+ RC chính là điện kháng của tụ điện.

+ ZC là mức điện ứng của tụ điện. Và ZC tín bằng công thức = 1/ωC. ω là pha của dòng điện xoay chiều.

Cuộn dây

Vậy muốn tính trở kháng của 1 cuộn dây thì ta tìm tổng của điện kháng ứng kết hợp với điện ứng của cuộn dây. Ta sẽ có công thức sau:

ZL = RL + XL

Trong công thức này, ta sẽ có các đơn vị như:

+ XL là điện ứng của cuộn dây. XL được tính bằng = ωL với L là điện cảm Inductance của cuộn dây.

+ RL được biết đến là điện kháng của cuộn dây.

Để có thể áp dụng công thức chính xác thì chúng ta phải có đầy đủ các đơn vị đo và thực hiện quy đổi để tiện cho việc tính toán.

Các phương pháp đo trở kháng

Có rất nhiều phương pháp đo trở kháng. Mỗi 1 phương pháp thì sẽ thích hợp cho 1 mạch điện làm việc. Các mạch điện khác nhau thì phương pháp đo cũng sẽ không giống nhau.

Phương pháp cầu nối

Phương pháp đầu tiên mà chúng tôi muốn nói đến chính là cầu nối. Nó sử dụng mạch cầu để tính toán điện trở khi bạn chưa biết rõ. Phương pháp này có thể cần điều chỉnh cân bằng với mức thực hiện bằng điện kế. Ưu điểm của thiết bị này chính là độ chính xác cao nhưng nhược điểm là khi đo tốc độ cao khá khó khăn.

Phương pháp IV

Nếu muốn đo trở kháng bằng phương pháp IV này thì nó sẽ cần dùng 1 mạch cầu để tiến hành tính toán điện trở. Khác với phương pháp trên, nó cần điều chỉnh cân bằng thông qua điện kế. Phương pháp đo này được nối với mạch nối đất. Nếu như trở kháng tăng lên, độ chính xác sẽ bị ảnh hưởng do có vôn kế tác động.

phương pháp iv

Phương pháp đo trở kháng RF IV

Phương pháp thứ 3 chính thì có nguyên tắc đo khá tương tự như với phương pháp IV. Loại phương pháp đo trở kháng RF-IV có lợi ích: Giúp đo trở kháng với tần số cao bằng cách sử dụng mạch phù hợp với trở kháng ở trên đồng trục có tần số cao. Nó kết hợp với đầu nối đồng trục tần số cao.

Người ta thường sử dụng phương pháp này để đo những mạch điện có băng rộng. Do băng tần đo bị hạn chế bởi hoạt động của máy biến áp đầu thử nghiệm.

Ngoài ra, chúng ta có thể sử dụng máy được thiết kế để chuyên đo. Thiết bị này sẽ hỗ trợ đo trở kháng 1 cách nhanh, chính xác, tiện lợi hơn. Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nhiều loại máy đo trở kháng được ra đời với đa dạng loại, giá thành, độ chính xác cao… để người dùng chọn lựa.

Không phải bất cứ 1 mạch điện nào cũng phù hợp với tất cả các phương pháp đo trở kháng như 1 số người thường nghĩ. Tùy thuộc vào từng loại trở kháng có trên mạch điện mà chọn phương pháp cho thích hợp. Đó là lý do mà chúng tôi thường khuyên các bạn nên chọn lựa và tìm hiểu phương pháp phù hợp.

Trên đây là chia sẻ của TKĐ về trở kháng. Hy vọng những công thức ở trên sẽ giúp ích các bạn trong việc thiết kế và vận hành 1 mạch điện an toàn, hiệu quả và năng suất cao.

5/5 (1 bình chọn)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *