Trở kháng là gì?
Trở kháng (Z) là tổng trở mà một mạch điện gây ra đối với dòng điện xoay chiều (AC). Nó kết hợp giữa điện trở (R) — thành phần tiêu hao năng lượng — với điện kháng (X) — thành phần tích trữ và giải phóng năng lượng trong cuộn cảm và tụ điện. Vì điện trở và điện kháng vuông góc với nhau trên mặt phẳng phức, bạn không thể cộng trực tiếp hai đại lượng này — thay vào đó phải kết hợp chúng như cạnh huyền của một tam giác vuông.
Cách sử dụng máy tính
Nhập điện trở R theo đơn vị ôm và điện kháng tổng X theo đơn vị ôm, sau đó đọc kết quả độ lớn trở kháng Z cùng góc pha θ. Điện kháng tổng bằng điện kháng cảm trừ đi điện kháng dung: \(X = X_{L} - X_{C}\). X dương nghĩa là mạch mang tính cảm; X âm nghĩa là mạch mang tính dung. Cả hai dấu đều cho cùng độ lớn Z vì đại lượng này được bình phương, nhưng góc pha thì vẫn giữ nguyên dấu.
Giải thích công thức
Độ lớn của trở kháng được tính bằng $$Z = \sqrt{\text{R}^{2} + \text{X}^{2}}$$. Góc pha là $$\theta = \arctan\!\left(\frac{\text{X}}{\text{R}}\right)$$, đo bằng độ, cho biết dòng điện trễ pha (mạch cảm) hay sớm pha (mạch dung) so với điện áp bao nhiêu.
Ví dụ minh họa
Giả sử R = 3 Ω và X = 4 Ω. Khi đó $$Z = \sqrt{3^{2} + 4^{2}} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5 \ \Omega.$$ Góc pha là \(\theta = \arctan(4 / 3) \approx 53{,}13°\), nghĩa là dòng điện trễ pha so với điện áp khoảng 53 độ.
Câu hỏi thường gặp
X có thể âm không? Có. Mạch mang tính dung sẽ có điện kháng tổng âm. Độ lớn của Z không bị ảnh hưởng, nhưng góc pha sẽ trở thành số âm.
Nếu X = 0 thì sao? Khi đó mạch hoàn toàn thuần trở và Z = R, với góc pha bằng 0°.
Trở kháng có giống điện trở không? Không. Điện trở áp dụng cho dòng một chiều và cho phần thực của tổng trở xoay chiều; còn trở kháng là toàn bộ tổng trở xoay chiều, bao gồm cả các tác động phản kháng.
