TẤT TẦN TẬT về trở kháng là gì và các khái niệm liên quan

Bạn đang thắc mắc không biết trở kháng là gì và nó có ứng dụng gì trong đời sống hàng ngày. Hãy cùng với chúng tôi tìm hiểu về chủ đề này ngay sau đây nhé.

Khái niệm và công thức tính trở kháng

Khái niệm trở kháng là gì ?

• Trở kháng là một đại lượng vật lý biểu thị sự cản trở dòng điện trong một mạch điện khi ta đặt vào đó một hiệu điện thế.
• Trong lĩnh vực vật lý thì trở kháng được kí hiệu là Z, đơn vị là Ω (ohm)
• Nếu bạn đã biết đến điện trở của dòng điện xoay chiều rồi thì trở kháng chính là khái niệm mở rộng của nó, chỉ chứa thêm thông tin về độ lệch pha. Khái niệm về trở kháng lần đầu tiên được công bố bởi nhà khoa học Oliver Heaviside vào tháng 7/1886.

Công thức tính trở kháng là gì ?

• Công thức tổng quát là: Z = R + X
• Trong đó: R là điện trở, X là điện ứng
• Với mỗi loại mạch điện thì tổng trở kháng sẽ có sự thay đổi khác nhau.

Dòng điện một chiều

Với dòng điện một chiều khi xét ở trạng thái cân bằng thì:

• Tụ điện có mô hình là hai bản song song cách điện, tương đương với một đoạn mạch hở, có trở kháng hay điện trở vô cùng lớn.
• Cuộn cảm có mô hình là cuộn dây, điện trở không đáng kể và tương đương như một dây dẫn điện.
• Điện trở có trở kháng bằng giá trị điện trở, là một số thực.

Lúc này khái niệm trở kháng tổng quát vẫn có ý nghĩa với mạch điện chứa tụ điện, cuộn cảm, điện trở. Khi nghiên cứu trạng thái chuyển tiếp, lúc mới đóng mạch điện hoặc mới ngắt nguồn điện.

Dòng điện xoay chiều

Khi đặt hiệu điện thế là một hàm điều hòa theo thời gian hoặc tổng các hàm điều hòa thì:

• Tụ điện làm dòng sớm pha π/2 so với hiệu điện thế
• Cuộn cảm làm dòng trễ pha π/2 so với hiệu điện thế
• Điện trở không gây ảnh hưởng đến pha của dòng điện.

Lúc này khái niệm trở kháng tổng quát vẫn có ý nghĩa với mạch điện chứa tụ điện, cuộn cảm, điện trở. Khi nghiên cứu trạng thái chuyển tiếp hoặc lúc mới đóng mạch điện, ngắt nguồn điện.

• Điện trở:

Điện trở sẽ kháng lại dòng điện một kháng trở: ZR = R

• Cuộn dây:

– Trở kháng dây dẫn hay cuộn dây được định nghĩa là tổng của điện kháng với điện ứng của cuộn dây: ZR = RL + XL

Trong đó: RL là điện kháng của cuộn dây; XL là điện ứng của cuộn dây.

Lưu ý: XL = ωL mà ω = 2πf = 2π / T

– Điện thế của cuộn dây là tổng của điện thế trên điện kháng và điện thế trên điện ứng của cuộn dây: VL = VRL + VXL
– Điện thế trên điện ứng của cuộn dây trước điện thế trên điện kháng của cuộn dây một góc 90 độ.

– Cuộn dây dẫn có một tần số cảm ứng, tần số khi điện kháng bằng điện ứng tại tần số bằng R/L. Để đạt đến tần số này cần thời gian là L/R.

• Tụ điện

– Trở kháng tụ điện được định nghĩa là tổng của điện kháng và điện ứng của tụ điện: ZC = RC + XC. 

– Điện thế của tụ điện là tổng của điện thế trên điện kháng và điện thế trên điện ứng của tụ điện: VC = VRC + VXC

– Điện thế trên điện ứng của tụ điện đi sau điện thế trên điện kháng của tụ điện một góc 90 độ.

– Tụ điện có 1 tần số cảm ứng, điện kháng bằng điện ứng tại tần số 1/CR và thời gian đạt tần số này là CR.

– Trở kháng tổng cộng của mạch điện tính giống như mạch điện 1 chiều nhưng trên các số phức: Z = R + JX

R: phần thực của trở kháng, gọi là trở kháng thuần

X: phần ảo của trở kháng (điện kháng) có giá trị phụ thuộc vào tần số của hiệu điện thế.

Trở kháng là gì – Trở kháng loa là gì ?

Mỗi một thiết bị điện tử từ bóng đèn, máy giặt, điều hòa… đều có các thông số kỹ thuật đi kèm như: cường độ dòng điện, công suất tiêu thụ điện, điện trở… Trở kháng của loa cũng được hiểu một cách đơn giản là trở kháng của loa điện đó.

Trở kháng loa tính bằng đơn vị Ohm, ký hiệu là Ω 

• Ý nghĩa của trở kháng loa:

– Giá trị của trở kháng càng lớn thì loa sẽ hoạt động càng ổn định. Đặc biệt là khi kết hợp với amply sẽ càng đạt hiệu quả hơn.

– Với những người chơi audio thường sẽ ưu tiên kết hợp loa với ampli có mức trở kháng 8 Ohm. Thay vì sử dụng ampli trở kháng 4 Ohm nhằm tiết kiệm công suất. Chính điều này đã được chứng minh thông qua damping factor của ampli:

• Chỉ số damping factor của loa càng lớn thì âm bass của loa càng mạnh, chắc hơn và khó vỡ.
• Damping factor được đo bằng thương số giữa trở kháng loa và trở kháng của amply.

– Ví dụ: trở kháng loa 8 Ohm, trở kháng đầu ra của ampli là 0,01 Ohm thì damping factor bằng 800.

• Quy định khi ghép loa với ampli:

– Nếu tổng trở của loa nhỏ hơn hơn trở kháng của ampli thì amply sẽ bị quá tải và cháy. Kể cả đảm bảo điều kiện ghép nối đầy đủ, an toàn là công suất ampli cao hơn công suất trung bình của loa.

– Tổng trở của loa chính là tổng điện trở của các loa được ghép với nhau, cùng sử dụng một amply. Khi kết nối loa với nhau có 2 cách sau:

• Kết nối tiếp:

R = R1 + R2 + R3 + … + Rn

• Kết nối song song:

R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 +… + 1 / Rn

– Để có kiến thức tổng thể về loa bạn nên xem kỹ thông số kỹ thuật của loa.

• Kết nối loa trở kháng cao:

– Hàng ngày ở các gia đình thì hầu như không sử dụng đến kiểu kết nối loa này bởi tính ứng dụng của nó không cao. Tuy nhiên kết nối loa ở trở kháng khoảng 70-100V lại được ứng dụng nhiều trong hệ thống loa phát thanh ở thành phố, trường học, khu công nghiệp…

– Để có thể chia vùng phát đến khu vực mong muốn thì đòi hỏi dàn âm thanh phải có loa và ampli đặc trưng. Đó là loa có biến áp (loa cho phép điều chỉnh mức công suất loa theo mục đích sử dụng khác nhau). Ưu điểm của loại loa có biến áp này là cho phép kết nối ở những khoảng cách xa. Sẽ không có hiện tượng bị suy giảm tín hiệu đồng thời không phải tính trở kháng phức tạp.

– Công suất lý tưởng của amply phải gấp đôi công suất trung bình của loa. Hoặc nó cũng phải lớn hơn chứ không được nhỏ hơn để tránh gây méo tiếng hoặc cháy loa karaoke.

– Trường hợp chọn amply để chơi với loa siêu trầm thì cần chú ý đến đáp tuyến tần số và thông số kiểm soát âm trầm hay yếu tố giảm xóc, chống rung. Tần số phải đáp ứng được từ 20Hz trở lên, thông số kiểm soát âm trầm từ 400 trở lên (thông số càng cao thì âm trầm càng mạnh và đầm).

• Kết nối loa trở kháng thấp:

– Dạng kết nối này được áp dụng rộng rãi hơn do có tính ứng dụng cao hơn.

– Thường được sử dụng cho các dàn âm thanh ở đám cưới, sự kiện, hệ thống âm nhạc, hội trường, sân khấu… Mức trở kháng thường thấy là 8 Ω hoặc cũng có thể là 2 Ω và 16 Ω.

– Kết nối loa ở dạng này thường dùng cho các loa có công suất lớn. Nhưng phải đảm bảo kết nối ở khoảng cách gần thì loa mới có thể hoạt động tốt. Bạn chỉ cần chọn amply có mức công suất vừa đủ hoặc dư ra một chút so với mức công suất loa ở cùng mức trở kháng là đã đạt hiệu quả sử dụng rất cao.

– Hiện nay cũng có một số loại amply có thể hoạt động ở cả chế độ trở kháng cao và thấp. Tuy nhiên nó lại chưa được sử dụng phổ biến.

Trở kháng tai nghe là gì?

– Trở kháng của tai nghe chỉ độ điện trở hay độ kháng điện của tai nghe. Nó được tính bằng đơn vị Ohm.

– Hiểu một cách đơn giản thì độ trở kháng càng cao thì tai nghe kháng điện càng tốt. Chính vì thế nên bạn cần tốn nhiều điện năng hơn khi sử dụng.

– Những chiếc tai nghe dành cho điện thoại thường có trở kháng khá thấp để đỡ tốn pin hơn. Trở kháng tai nghe phù hợp với điện thoại:

• Tai nghe có trở kháng dưới 60 OHM thường phù hợp với thiết bị nghe nhạc cầm tay như: iPhone, iPod, iPad, Smartphone…
• Tai nghe chụp có trở kháng lớn từ 300 – 600 Ohm thì nên sử dụng với Head amp

Tăng trở kháng đm rốn là gì?

• Trở kháng đm (động mạch) rốn quyết định lượng máu từ bánh nhau đến thai nhi. Trường hợp tăng trở kháng đm rốn có thể khiến thai nhi bị suy dinh dưỡng do không nhận đủ chất dinh dưỡng từ mẹ hoặc xuất hiện tình trạng đẻ non.
• Nếu gặp tình trạng này thì bạn nên đi khám thường xuyên kết hợp với chế độ ăn uống hợp lý.

Trên đây là những kiến thức liên quan đến trở kháng là gì cũng như vai trò của nó trong đời sống mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn đọc. Trở kháng không chỉ được dùng trong lĩnh vực vật lý mà nó còn áp dụng trong y học. Hy vọng rằng sau khi đọc xong bài viết này bạn sẽ có thêm cho mình nhiều thông tin bổ ích. Đừng quên theo dõi thietbimaycongnghiep.net của chúng tôi nhé.