Выходное сопротивление - Output impedance - Wikipedia

В выход сопротивление из электрическая сеть является мерой противодействия току (импеданс), как статических (сопротивление ) и динамический (реактивное сопротивление ), в подключаемую сеть нагрузки, которая внутренний к источнику электричества. Выходной импеданс - это мера склонности источника к падению напряжения, когда нагрузка потребляет ток, при этом сеть источника является частью сети, которая передает, а сеть нагрузки - частью сети, которая потребляет.

Из-за этого выходной импеданс иногда называют сопротивление источника или же внутренний импеданс.

Схема слева от центрального набора открытых кружков моделирует схему источника, а схема справа моделирует подключенную схему. Z_S - выходной импеданс, видимый нагрузкой, и Z_L - входной импеданс, видимый источником.

Описание

Все устройства обладают определенным сопротивлением и емкостью, поэтому ни одно устройство не может быть идеальным источником. Выходное сопротивление часто используется для моделирования реакции источника на ток. Некоторая часть измеренного выходного сопротивления устройства может физически не существовать внутри устройства; некоторые из них являются артефактами, вызванными химическими, термодинамическими или механическими свойствами источника. Этот импеданс можно представить как импеданс, последовательно соединенный с идеальным источник напряжения, или параллельно с идеальным Источник тока (видеть: Последовательные и параллельные цепи ).

Источники моделируются как идеальные источники (идеальные источники, которые всегда сохраняют желаемое значение) в сочетании с их выходным сопротивлением. Выходной импеданс определяется как смоделированный и / или реальный импеданс, соединенный последовательно с идеальным источником напряжения. Математически источники тока и напряжения могут быть преобразованы друг в друга с помощью Теорема Тевенина и Теорема Нортона.

В случае нелинейное устройство, например транзистор, термин «выходной импеданс» обычно относится к влиянию на сигнал малой амплитуды и будет меняться в зависимости от точка смещения транзистора, то есть с постоянным током (DC) и напряжением, приложенными к устройству.

Измерение

Сопротивление источника чисто резистивного устройства может быть экспериментально определено путем увеличения нагрузки на устройство до тех пор, пока напряжение на нагрузке (переменное или постоянное) не станет половиной напряжения холостого хода. На этом этапе сопротивление нагрузки и внутреннее сопротивление равны.

Более точно это можно описать, отслеживая кривые зависимости напряжения от тока для различных нагрузок и вычисляя сопротивление из Закон Ома. (Внутреннее сопротивление может быть разным для разных типов нагрузки или на разных частотах, особенно в таких устройствах, как химические батареи.)

Обобщенный импеданс источника для реактивного (индуктивного или емкостного) устройства-источника сложнее определить и обычно измеряется с помощью специализированных инструментов, а не вручную.

Усилители звука

Реальный выходной импеданс (Z_{источник}) из усилитель мощности обычно меньше 0,1 Ом, но это редко указывается. Вместо этого он «спрятан» внутри коэффициент демпфирования параметр, который:

${\displaystyle DF={\frac {Z_{\mathrm {load} }}{Z_{\mathrm {source} }}}}$

Решение для Z_{источник},

${\displaystyle Z_{\mathrm {source} }={\frac {Z_{\mathrm {load} }}{DF}}}$

дает малый импеданс источника (выходное сопротивление) усилителя мощности. Это можно рассчитать из Z_{нагрузка} громкоговорителя (обычно 2, 4 или 8 Ом) и заданное значение коэффициента демпфирования.

Обычно в аудио и привет входное сопротивление компонентов в несколько раз (технически более чем в 10 раз) превышает выходное сопротивление подключенного к ним устройства. Это называется мостовое сопротивление или перемычка напряжения.

В этом случае, Z_{нагрузка}>> Z_{источник}, DF > 10

В видео, RF и других системах импедансы входов и выходов одинаковы. Это называется согласование импеданса или согласованное соединение.

В этом случае, Z_{источник} = Z_{нагрузка}, DF = 1/1 = 1 .

Фактическое выходное сопротивление для большинства устройств не совпадает с номинальным выходным сопротивлением. Номинальный импеданс усилителя мощности может составлять 8 Ом, но фактическое выходное сопротивление будет варьироваться в зависимости от условий цепи. Номинальный выходной импеданс - это импеданс, при котором усилитель может без сбоев передавать максимальное количество мощности.

Аккумуляторы

Внутреннее сопротивление это концепция, которая помогает моделировать электрические последствия сложных химических реакций внутри аккумулятор. Невозможно напрямую измерить внутреннее сопротивление батареи, но его можно рассчитать по данным тока и напряжения, измеренным в цепи. Когда к батарее прилагается нагрузка, внутреннее сопротивление можно рассчитать по следующим уравнениям:

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

куда

${\displaystyle R_{B}}$ это внутреннее сопротивление батареи

${\displaystyle V_{S}}$ напряжение аккумулятора без нагрузки

${\displaystyle V}$ напряжение АКБ с нагрузкой

${\displaystyle R_{L}}$ это полное сопротивление цепи

${\displaystyle I}$ полный ток, подаваемый батареей

Внутреннее сопротивление зависит от возраста аккумулятора, но для большинства коммерческих аккумуляторов внутреннее сопротивление составляет порядка 1 Ом.

Когда через ячейку проходит ток, измеренное э.м.ф. ниже, чем при отсутствии тока в ячейке. Причина этого в том, что часть доступной энергии ячейки используется для переноса зарядов через ячейку. Эта энергия растрачивается так называемым «внутренним сопротивлением» этой клетки. Эта потраченная впустую энергия проявляется как потеря напряжения. Внутреннее сопротивление r = (E - V) / I.

Смотрите также

• Импеданс
• Входное сопротивление
• Номинальное сопротивление
• Коэффициент демпфирования
• Делитель напряжения
• Модель слабого сигнала раннего эффекта
• Эквивалентное последовательное сопротивление
• Прирост мощности

Рекомендации

• Токчи, Рональд Дж. (1975). "11". Основы электронных устройств (2-е изд.). Меррилл. С. 243–246. ISBN  978-0-675-08771-1. Получено 27 октября 2011.

внешняя ссылка

• Расчет коэффициента затухания и затухания импедансного моста