Impedância de saída - Output impedance
A impedância de saída de uma rede elétrica é a medida da oposição ao fluxo de corrente (impedância), tanto estática ( resistência ) quanto dinâmica ( reatância ), na rede de carga sendo conectada que é interna à fonte elétrica. A impedância de saída é uma medida da propensão da fonte a cair na tensão quando a carga puxa a corrente, a rede de origem sendo a parte da rede que transmite e a rede de carga sendo a parte da rede que consome.
Por causa disso, a impedância de saída às vezes é chamada de impedância da fonte ou impedância interna .
Descrição
Todos os dispositivos e conexões têm resistência e reatância diferentes de zero e, portanto, nenhum dispositivo pode ser uma fonte perfeita. A impedância de saída é freqüentemente usada para modelar a resposta da fonte ao fluxo de corrente. Alguma parte da impedância de saída medida do dispositivo pode não existir fisicamente dentro do dispositivo; alguns são artefatos devido às propriedades químicas, termodinâmicas ou mecânicas da fonte. Esta impedância pode ser imaginada como uma impedância em série com uma fonte de tensão ideal , ou em paralelo com uma fonte de corrente ideal ( ver : Circuitos em série e em paralelo ).
As fontes são modeladas como fontes ideais (fontes de significado ideal que sempre mantêm o valor desejado) combinadas com sua impedância de saída. A impedância de saída é definida como esta impedância modelada e / ou real em série com uma fonte de tensão ideal. Matematicamente, fontes de corrente e tensão podem ser convertidos entre si usando o teorema de Thévenin e teorema de Norton .
No caso de um dispositivo não linear , como um transistor , o termo "impedância de saída" geralmente se refere ao efeito sobre um sinal de pequena amplitude e irá variar com o ponto de polarização do transistor, ou seja, com a corrente contínua ( DC) e tensão aplicada ao dispositivo.
Medição
A resistência da fonte de um dispositivo puramente resistivo pode ser determinada experimentalmente carregando cada vez mais o dispositivo até que a tensão na carga (CA ou CC) seja metade da tensão de circuito aberto. Neste ponto, a resistência de carga e a resistência interna são iguais.
Ele pode ser descrito com mais precisão acompanhando as curvas de tensão versus corrente para várias cargas e calculando a resistência a partir da lei de Ohm . (A resistência interna pode não ser a mesma para diferentes tipos de carregamento ou em diferentes frequências, especialmente em dispositivos como baterias químicas.)
A impedância da fonte generalizada para um dispositivo de fonte reativa (indutiva ou capacitiva) é mais complicada de determinar e geralmente é medida com instrumentos especializados, em vez de fazer muitas medições manualmente.
Amplificadores de áudio
A impedância de saída real (Z S ) de um amplificador de potência é geralmente menor que 0,1 Ω, mas raramente é especificada. Em vez disso, está "escondido" dentro do parâmetro do fator de amortecimento , que é:
Resolvendo para Z S ,
fornece a pequena impedância da fonte (impedância de saída) do amplificador de potência. Este pode ser calculado a partir da Z G do altifalante (tipicamente 2, 4, ou 8 ohms) e o valor dado do factor de amortecimento.
Geralmente em áudio e hi - fi , a impedância de entrada dos componentes é várias vezes (tecnicamente, mais de 10) a impedância de saída do dispositivo conectado a eles. Isso é chamado de ponte de impedância ou ponte de tensão.
Neste caso, Z L >> Z S , (na prática :) DF > 10
Em vídeo, RF e outros sistemas, as impedâncias de entradas e saídas são as mesmas. Isso é chamado de casamento de impedância ou conexão combinada.
Neste caso, Z S = Z L , DF = 1/1 = 1.
A impedância de saída real para a maioria dos dispositivos não é a mesma que a impedância de saída nominal. Um amplificador de potência pode ter uma impedância nominal de 8 ohms, mas a impedância de saída real irá variar dependendo das condições do circuito. A impedância de saída nominal é a impedância na qual o amplificador pode fornecer sua quantidade máxima de potência sem falhar.
Baterias
A resistência interna é um conceito que ajuda a modelar as consequências elétricas das complexas reações químicas dentro de uma bateria . É impossível medir diretamente a resistência interna de uma bateria, mas pode ser calculada a partir dos dados de corrente e tensão medidos em um circuito. Quando uma carga é aplicada a uma bateria, a resistência interna pode ser calculada a partir das seguintes equações:
Onde
- é a resistência interna da bateria
- é a voltagem da bateria sem carga
- é a tensão da bateria com uma carga
- é a resistência total do circuito
- é a corrente total fornecida pela bateria
A resistência interna varia com a idade da bateria, mas para a maioria das baterias comerciais a resistência interna é da ordem de 1 ohm.
Quando há corrente através de uma célula, a fem medida é menor do que quando não há corrente fornecida pela célula. A razão para isso é que parte da energia disponível da célula é usada para conduzir cargas através da célula. Essa energia é desperdiçada pela chamada "resistência interna" dessa célula. Esta energia desperdiçada aparece como tensão perdida. A resistência interna é r = (E - ) / I.
Veja também
- Impedância
- Impedância de entrada
- Impedância nominal
- Fator de amortecimento
- Divisor de tensão
- Modelo de pequeno sinal de efeito inicial
- Resistência de série equivalente
- Ganho de potência
Referências
- Tocci, Ronald J. (1975). "11". Fundamentos de dispositivos eletrônicos (2ª ed.). Merrill. pp. 243–246. ISBN 978-0-675-08771-1. Página visitada em 27 de outubro de 2011 .