2.1 Definieer die term impedansie met verwysing na RLC-kringe - NSC Electrical Technology Electronics - Question 2 - 2018 - Paper 1

In 'n suiver kapasitiewe kring, is die stroom lei die spanning met 'n faseverskuiwing van 90 grade. Dit kan gevisualiseer word met die stroomgolf wat 90 grade voor die spanninggolf is.

In 'n suiver induktiewe kring, is die stroom agter die spanning met 'n faseverskuiwing van 90 grade. Die stroomgolf gaan 90 grade later as die spanninggolf wees.

Die kapasitasie kan bereken word met die formule:

$C = \frac{1}{2 \pi f X_C}$

Hierin is $f = 60 \text{Hz}$ en $X_C = 36 \Omega$. Dus,

$C = \frac{1}{2 \pi \times 60 \times 36} \approx 73.68 \mu F$

Die induktansie kan bereken word met die formule:

$L = \frac{X_L}{2 \pi f}$

Hierin is $X_L = 22 \Omega$ en $f = 60 \text{Hz}$. Dus,

$L = \frac{22}{2 \pi \times 60} \approx 58.35 \text{mH}$

Die totale impedansie kan bereken word met die formule:

$Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$

Hierin is $R = 12 \Omega$, $X_L = 22 \Omega$, en $X_C = 36 \Omega$. Dus,

$Z = \sqrt{12^2 + (22 - 36)^2} \approx 18.44 \Omega$

Die totale stroom kan bereken word met die formule:

$I = \frac{V_T}{Z}$

Hierin is $V_T = 60V$ en $Z \approx 18.44 \Omega$. Dus,

$I = \frac{60}{18.44} \approx 3.25A$

Die reaktiewe drywing kan bereken word met die formule:

$Q = V_T \times I \times \sin(\theta)$

Hierin is $heta = 50°$, dus,

$Q = 60 \times 3.25 \times \sin(50°) \approx 149.38 VA$

Die waarde van die induktiewe reaksie sal verdubbel of verminder ten opsigte van die induktiewe frekwensie, omdat die reaktansie van die inductors direk eweredig is aan die frekwensie: $X_L = 2\pi f L$. 'n Verhoogde of verminderde frekwensie sal dus die induktiewe reaktansie beïnvloed.

Die resonante frekwensie is die frekwensie waartydens die induktiewe reaktansie gelyk is aan die kapasitatiewe reaktansie. Dit is die punt waar die stroom en spanning in fase is, en die net impendansie van die kring is op sy minimum.