امپدانس چیست؟ (فرمول امپدانس سلف، خازن و مقاومت)

احتمالا با خواندن مشخصات روی بسته بندی وسایل و تجهیزات الکترونیکی با این سوال مواجه شده اید که امپدانس چیست؟

در این پست کوتاه به سادگی با این مفهوم آشنا می شویم و سپس مهمترین تفاوت آن را با مقاومت تشخیص می دهیم.

با مشاهده ویدیوی زیر و مطالعه مقاله به خوبی با این ویژگی در تجهیزات الکترونیکی آشنا خواهید شد.

1# امپدانس چیست؟

در واقع امپدانس (Impedance) مفهوم کلی تری از مقاومت الکتریکی است اما تفاوت هایی با هم دارند.

• در مدار جریان متناوب (AC):

مقاومت دارای مقدار عددی ولی در زاویه فاز صفر است. یعنی مقدار مقاومت فقط عددی حقیقی است.

ولی امپدانس دارای مقدار عددی و فاز است.

یعنی مقدار آن یا عددی حقیقی و یا مختلط است.

این مقدار طبق قانون اهم از تقسیم ولتاژ متناوب بر یک جریان متناوب به دست می آید.

• در مدار جریان مستقیم (DC):

تفاوتی بین این دو وجود ندارد چون در این مدارها، زاویه فاز آن صفر است و فقط دارای مقدار عددی و حقیقی است.

پس می توان گفت نشان دهنده مقدار مقاومت ناشی از جریان الکتریکی متناوب تحت ولتاژ متناوب برای هر قطعه است و
مثل مقاومت واحد اندازه گیری آن اهم است.

به بیان دیگر، تفاوت اصلی امپدانس (Impedance) و مقاومت زمانی به وجود می آید که با تغییر فرکانس، قطعه مقاومت مختلفی را نمایش دهد.

درحالی که مقاومت (Resistance) با فرکانس تغییری نمی کند.

2# نماد امپدانس

امپدانس قطعات الکترونیکی را با نماد Z نمایش می دهند که به دو فرم عدد مختلط و یا عدد قطبی مشابه زیر مقدار دهی می شود.

1-2# فرم عدد مختلط

2-2# فرم عدد قطبی

3# فرمول امپدانس مقاومت الکتریکی

در مقاومت های الکتریکی (Resistor)، مقدار امپدانس در واقع همان مقاومت ثابت است.

4# فرمول امپدانس سلف

در سلف ها مقدار امپدانس رابطه مستقیم با فرکانس دارد که مطابق فرمول زیر محاسبه می شود:

که در آن w از فرمول زیر محاسبه می شود.

5# فرمول امپدانس خازن

در خازن ها این مقدار رابطه معکوس با فرکانس دارد که مطابق فرمول زیر محاسبه می شود:

که در آن w از فرمول زیر محاسبه می شود.

6# محاسبه امپدانس معادل

از آن جایی که مشابه مقاومت است، از قوانین تبدیل و محاسبه معادل مقاومت استفاده می کند.

یعنی اگر چند امپدانس (Z₂,Z₁, ….) به صورت سری به هم وصل شده باشند، مقدار معادل آن مساوی جمع مقادیر است.

و اگر به صورت موازی متصل شده باشند از رابطه زیر محاسبه می شود.

1-6# مفهوم ادمیتانس

به معکوس امپدانس، ادمیتانس گفته می شود.

7# نکاتی درباره امپدانس دستگاه های صوتی

معمولا اندازه گیری های مرتبط با این پارامتر را در مشخصات فنی دستگاه های صوتی مثل هدفون و اسپیکر، به صورت اهم می بینیم.

• هدفون های با امپدانس کمتر با دستگاه هایی که آمپلی فایر ضعیف تری دارند بهتر کار می کنند.
  زیرا به قدرت کمتری نیاز دارند تا سطوح صوتی بالاتری داشته باشند.

• ولی هدفون های با امپدانس بیشتر برای اینکه سطح صوتی بالاتری داشته باشند،
  به قدرت بیشتری هم نیاز دارند و به همین دلیل این هدفون ها برای استودیوهای با کیفیت بالا، مناسب تر هستند.