Pengertian Impedansi – jenis, contoh, karakteristik

Impedansi terdiri dari resistansi yang ditemukan dalam rangkaian yang diberkahi dengan kapasitas tertentu untuk menginduksi sendiri semua aliran yang memiliki muatan listrik.

Sejak zaman kuno, manusia telah menyaksikan listrik dalam bentuk alaminya. Meskipun dia masih tidak mengerti alasan di balik fenomena ini, penyelidikan berlanjut sampai, pada pertengahan abad ke-18, para ilmuwan mencapai pemahaman yang lebih baik tentang hal itu, yang memungkinkan perkembangan teknologi modern.

Di antara banyak perkembangan teknologi yang dihasilkan pada saat itu adalah pengertian arus bolak-balik dan rangkaian listrik. Namun, sebelum mempelajari masalah ini, penting untuk merujuk pada konsep impedansi, yang terkait dengan konsep hambatan listrik.

Apa itu impedansi?

Hambatan terhadap lewatnya arus bolak-balik disebut impedansi. Ini mirip dengan konsep hambatan dalam rangkaian arus searah tetapi, tidak seperti resistansi, impedansi diwakili oleh bilangan kompleks. Impedansi, seperti bilangan kompleks, memiliki bagian nyata dan bagian imajiner.

Definisi impedansi

Menurut para ahli, impedansi (Z) didefinisikan sebagai hambatan listrik yang dihasilkan dalam rangkaian listrik ketika arus bolak-balik mencoba melewatinya. Tidak seperti hambatan dalam arus searah, impedansi dinyatakan melalui bilangan kompleks, yaitu dengan bagian nyata dan bagian imajiner.

Bagian nyata dari impedansi diberikan oleh hambatan listrik dan bagian imajiner dibentuk oleh reaktansi yang merupakan hambatan untuk lewatnya arus elemen induktif dan kapasitif. Jika kita memiliki elemen resistif murni hanya akan memiliki bagian nyata (sesuai dengan resistansi), sedangkan jika kita memiliki elemen kapasitif murni atau induktif murni hanya akan memiliki bagian imajiner (sesuai dengan reaktansinya). Elemen dengan bagian resistif dan bagian induktif memiliki bagian nyata dan bagian imajiner.

Karakteristik Impedansi:

  • Ini berlaku untuk rangkaian arus searah dan arus bolak-balik, dengan perbedaan, dalam kasus arus searah, ditetapkan bahwa ada impedansi fasa.
  • Impedansi dikaitkan dengan aturan yang ditetapkan dalam Hukum Kirchoff, dengan pengecualian tegangan dan arus akan menjadi tipe yang kompleks.
  • Ini didefinisikan sebagai nilai bagi antara fasor tegangan dan arus, masing-masing.
  • Dimungkinkan juga untuk menyatakannya sebagai jumlah dari bagian nyata dan bagian imajiner, yaitu dalam bentuk binomial.
  • Admitansi (A) didefinisikan sebagai berbanding terbalik dengan impedansi.
  • Dimungkinkan untuk mewakilinya di bidang yang kompleks; Bidang ini dikenal sebagai diagram Fresnel.

Jenis

Di antara berbagai jenis impedansi adalah:

Impedansi kapasitif.

Kelas impedansi ini terkait dengan resistansi yang diberikan pada perubahan arus di dalam kapasitor, yang dikaitkan dengan bagian imajinernya. Ketika reaktansi kapasitif lebih besar dari reaktansi induktif, rangkaian dikatakan memiliki kondisi ini.

Impedansi induktif.

Jenis impedansi ini terkait dengan hambatan yang diberikan pada perubahan arus di dalam kumparan yang dikaitkan dengan bagian imajinernya. Ketika reaktansi induktif lebih besar dari reaktansi kapasitif, rangkaian dikatakan memiliki kondisi ini.

Impedansi resistif.

Ini adalah kasus khas untuk rangkaian arus searah di mana tidak ada reaktansi, yaitu, ada fase nol.

Impedansi ekivalen.

Impedansi ekivalen didefinisikan sebagai rangkaian ekivalen yang mewakili rangkaian apa pun dengan berbagai elemen, sehingga impedansi antara keduanya setara. Ada beberapa bentuk rangkaian ekivalen, yang sering digunakan dalam analisis jaringan dan termasuk resistor secara paralel dan seri, antara lain.

Impedansi akustik.

Impedansi akustik dikenal sebagai resistansi yang disajikan pada perambatan gelombang suara di atas media tertentu. Impedansi akustik setara dengan impedansi listrik (Z) karena merupakan ekspresi bagaimana energi gelombang dihamburkan dalam media tersebut.

Perhitungan.

Untuk menghitung impedansi dalam rangkaian listrik, gagasan yang sama yang ada dalam Hukum Ohm dapat digunakan, yaitu, kesetaraan dapat dihitung secara seri atau paralel dengan cara yang sama seperti yang dihitung untuk rangkaian arus searah konvensional. Dengan cara yang sama, Hukum Kirchoff juga terpenuhi dan, jika ada beberapa generator, diambil satu sebagai fase referensi.

Perlu dicatat bahwa semua perhitungan ini harus dilakukan untuk memastikan bahwa arus bolak-balik adalah tipe sinusoidal dan keadaan tunak dan komponen-komponennya adalah tipe linier. Akhirnya, bilangan kompleks diperoleh di mana modul mewakili nilai yang dihitung (tegangan atau arus) dan argumen memungkinkan memperoleh nilai pergeseran fasa dengan mengacu pada generator.

Impedansi diwakili oleh huruf Z dan dinyatakan sebagai berikut:

R adalah bagian nyata dari impedansi dan sesuai dengan nilai resistif elemen. X adalah bagian imajiner dan sesuai dengan reaktansi total, yang dihitung sebagai perbedaan reaktansi induktif dan kapasitif.

Untuk menyelesaikan rangkaian dalam bentuk fasor, perlu diketahui impedansi elemen-elemennya, dengan cara yang sama seperti dalam arus searah kita harus mengetahui resistansi.

Segitiga impedansi dari suatu elemen atau rangkaian dibentuk dengan mewakili bagian nyata dari impedansi (sesuai dengan resistansi) dan bagian imajiner (sesuai dengan perbedaan antara reaktansi induktif dan kapasitif) di kaki segitiga. Hipotenusa dihitung dengan cara yang sama seperti modulus bilangan kompleks, yaitu menggunakan teorema Pythagoras.

Pengukuran

Impedansi dapat diukur secara eksperimental di berbagai perangkat melalui alat yang disebut multimeter.

Pentingnya

Pentingnya konsep impedansi terletak pada kenyataan bahwa, setelah pengembangan arus bolak-balik sebagai alternatif untuk pembangkit listrik skala besar, dimungkinkan untuk menghitung dan merancang sirkuit untuk perangkat elektronik modern.

Contoh

Untuk setiap rangkaian model dengan generator dan komponen induktif dan kapasitif, reaktansi yang sesuai untuk setiap komponen harus dihitung terlebih dahulu. Kemudian, hambatan harus ditambahkan sesuai dengan pengaturan di mana mereka ditemukan (seri atau paralel). Hal yang sama harus dilakukan dengan reaktansi serupa. Akhirnya, untuk mendapatkan reaktansi total, reaktansi induktif total harus dikurangi dari reaktansi kapasitif total. Akhirnya, modul impedansi dihitung sesuai dengan susunan rangkaian.

Related Posts