25. Dwójnik R, L, C, RL i RC, reaktancja i impedancja obwodu

Wprowadzenie

Dwójnik to podstawowy element obwodu elektrycznego z dwoma zaciskami, który może składać się z rezystora (R), cewki indukcyjnej (L), kondensatora (C) lub ich połączeń. Analiza dwójników w obwodach prądu zmiennego (AC) wymaga uwzględnienia pojęć reaktancji i impedancji.

Elementy dwójnikowe

1. Rezystor (R)

Opór stały, niezmienny z częstotliwością.

Impedancja:

Wartość rzeczywista, brak części urojonej.

2. Cewka indukcyjna (L)

Posiada indukcyjność, która powoduje opór na zmianę prądu.

Reaktancja indukcyjna:

Impedancja:

Część urojona (imaginary), dodatnia.

3. Kondensator (C)

Magazynuje ładunek elektryczny, przeciwstawia się zmianie napięcia.

Reaktancja pojemnościowa:

Impedancja:

Część urojona, ujemna.

Połączenia dwójników

1. Połączenie szeregowe RL

Rezystor i cewka połączone jeden za drugim.

Impedancja zespolona:

2. Połączenie szeregowe RC

Rezystor i kondensator połączone szeregowo.

Impedancja zespolona:

Reaktancja

Reaktancja to część impedancji związana z elementami L i C, która powoduje przesunięcie fazowe między prądem a napięciem.

Jednostka: om [Ω].

Dla cewki: reaktancja rośnie wraz z częstotliwością, dla kondensatora maleje.

Impedancja

Impedancja to całkowity opór dwójnika na prąd zmienny, zawiera część rzeczywistą (rezystancję ) i urojona (reaktancję ):

Moduł impedancji:

Kąt fazowy (przesunięcie fazowe napięcia względem prądu):

Znaczenie

Impedancja pozwala opisać, jak dwójnik reaguje na sygnał sinusoidalny o danej częstotliwości.

Wartość i faza impedancji decydują o przesunięciu fazowym i tłumieniu sygnału.

Podsumowanie

Element	Impedancja	Reaktancja	Uwagi
—————	———————————-	—————————–	——————————
Rezystor (R)	Opór czysto rezystancyjny
Cewka (L)	Reaktancja indukcyjna
Kondensator (C)	Reaktancja pojemnościowa
Szeregowe RL
Szeregowe RC