Impedanță de ieșire - Output impedance

De ieșire impedanta unei rețele electrice este măsura opoziția față de fluxul de curent (impedanță), atât statice ( rezistență ) și dinamic ( reactanță ), în rețeaua de încărcare fiind conectată , care este internă la sursa electrică. Impedanța de ieșire este o măsură a tendinței sursei de a cădea în tensiune atunci când sarcina atrage curent, rețeaua sursă fiind porțiunea rețelei care transmite și rețeaua de încărcare fiind porțiunea rețelei care consumă.

Din această cauză, impedanța de ieșire este uneori denumită impedanța sursei sau impedanța internă .

Circuitul din stânga setului central de cercuri deschise modelează circuitul sursă, în timp ce circuitul din dreapta modelează circuitul conectat. Z _S este impedanță de ieșire, așa cum este văzută de sarcină, și Z _L este impedanță de intrare, așa cum este văzută de sursă.

Descriere

Toate dispozitivele și conexiunile au rezistență și reactanță diferite de zero și, prin urmare, niciun dispozitiv nu poate fi o sursă perfectă. Impedanța de ieșire este adesea utilizată pentru a modela răspunsul sursei la fluxul curent. Este posibil ca o parte din impedanța de ieșire măsurată a dispozitivului să nu existe fizic în dispozitiv; unele sunt artefacte care se datorează proprietăților chimice, termodinamice sau mecanice ale sursei. Această impedanță poate fi imaginată ca o impedanță în serie cu o sursă de tensiune ideală sau în paralel cu o sursă de curent ideală ( vezi : Circuite în serie și paralele ).

Sursele sunt modelate ca surse ideale (surse de semnificație ideale care păstrează întotdeauna valoarea dorită) combinate cu impedanța lor de ieșire. Impedanța de ieșire este definită ca această impedanță modelată și / sau reală în serie cu o sursă de tensiune ideală. Matematic, sursele de curent și de tensiune pot fi convertite între ele folosind teorema lui Thévenin și teorema lui Norton .

În cazul unui dispozitiv neliniar , cum ar fi un tranzistor , termenul "impedanță de ieșire" se referă de obicei la efectul asupra unui semnal de mică amplitudine și va varia în funcție de punctul de polarizare al tranzistorului, adică cu curentul continuu ( DC) și tensiunea aplicată dispozitivului.

Măsurare

Rezistența sursei unui dispozitiv pur rezistiv poate fi determinată experimental prin încărcarea tot mai mare a dispozitivului până când tensiunea de-a lungul sarcinii (AC sau DC) este o jumătate din tensiunea circuitului deschis. În acest moment, rezistența la sarcină și rezistența internă sunt egale.

Poate fi descris mai exact prin urmărirea curbelor de tensiune vs curent pentru diferite sarcini și calcularea rezistenței din legea lui Ohm . (Rezistența internă poate să nu fie aceeași pentru diferite tipuri de încărcare sau la diferite frecvențe, în special în dispozitive precum bateriile chimice.)

Impedanța sursei generalizate pentru un dispozitiv sursă reactivă (inductivă sau capacitivă) este mai complicată de determinat și este de obicei măsurată cu instrumente specializate, mai degrabă decât luând multe măsurători manual.

Amplificatoare audio

Impedanța reală de ieșire (Z _S ) a unui amplificator de putere este de obicei mai mică de 0,1 Ω, dar acest lucru este rar specificat. În schimb, este „ascuns” în parametrul factorului de amortizare , care este:

${\ displaystyle DF = {\ frac {Z _ {\ mathrm {L}}} {Z _ {\ mathrm {S}}}}}$

Rezolvarea pentru Z _S ,

${\ displaystyle Z _ {\ mathrm {S}} = {\ frac {Z _ {\ mathrm {L}}} {DF}}}$

dă impedanța sursei mici (impedanță de ieșire) a amplificatorului de putere. Acest lucru poate fi calculată din Z _L a difuzorului (tipic 2, 4 sau 8 ohmi) și valoarea dată a factorului de amortizare.

În general, în audio și hifi , impedanța de intrare a componentelor este de câteva ori (din punct de vedere tehnic, mai mult de 10) impedanța de ieșire a dispozitivului conectat la acestea. Aceasta se numește punte de impedanță sau punte de tensiune.

În acest caz, Z _L >> Z _S , (în practică :) DF > 10

În video, RF și alte sisteme, impedanțele intrărilor și ieșirilor sunt aceleași. Aceasta se numește potrivire de impedanță sau o conexiune potrivită.

În acest caz, Z _S = Z _L , DF = 1/1 = 1.

Impedanța reală de ieșire pentru majoritatea dispozitivelor nu este aceeași cu impedanța nominală de ieșire. Un amplificator de putere poate avea o impedanță nominală de 8 ohmi, dar impedanța reală de ieșire va varia în funcție de condițiile circuitului. Impedanța nominală de ieșire este impedanța în care amplificatorul își poate furniza cantitatea maximă de putere fără a da greș.

Baterii

Rezistența internă este un concept care ajută la modelarea consecințelor electrice ale reacțiilor chimice complexe din interiorul unei baterii . Este imposibil să se măsoare direct rezistența internă a unei baterii, dar poate fi calculată din datele de curent și tensiune măsurate dintr-un circuit. Când o sarcină este aplicată unei baterii, rezistența internă poate fi calculată din următoarele ecuații:

${\ displaystyle {\ begin {align} R_ {B} & = \ left ({\ frac {Vs} {I}} \ right) -R_ {L} \\ & = {\ frac {V_ {S} -V_ {L}} {I}} \ end {align}}}$

Unde

${\ displaystyle R_ {B}}$ este rezistența internă a bateriei

${\ displaystyle V_ {S}}$ este tensiunea bateriei fără sarcină

${\ displaystyle V_ {L}}$ este tensiunea bateriei cu o sarcină

${\ displaystyle R_ {L}}$ este rezistența totală a circuitului

${\ displaystyle I}$ este curentul total furnizat de baterie

Rezistența internă variază cu vârsta unei baterii, dar pentru majoritatea bateriilor comerciale rezistența internă este de ordinul a 1 ohm.

Când există un curent printr-o celulă, emf-ul măsurat este mai mic decât atunci când nu există curent livrat de celulă. Motivul pentru aceasta este că o parte din energia disponibilă a celulei este consumată pentru a conduce sarcini prin celulă. Această energie este irosită de așa-numita „rezistență internă” a acelei celule. Această energie irosită apare ca tensiune pierdută. Rezistența internă este r = (E - ) / I. ${\ displaystyle V_ {L}}$

Vezi si

• Impedanță
• Impedanta de intrare
• Impedanță nominală
• Factorul de amortizare
• Divizor de tensiune
• Model de semnal mic cu efect timpuriu
• Rezistență echivalentă în serie
• Câștig de putere

Referințe

• Tocci, Ronald J. (1975). „11”. Bazele dispozitivelor electronice (ediția a II-a). Merrill. pp. 243-246. ISBN 978-0-675-08771-1. Accesat la 27 octombrie 2011 .

linkuri externe

• Calculul factorului de amortizare și amortizarea punții de impedanță