Công cụ này dùng để làm gì
Công cụ này tính tổng trở phức của mạch RC song song: một điện trở R mắc song song với tụ điện C, được cấp nguồn bằng tín hiệu hình sin ở tần số f. Kết quả trả về gồm độ lớn tổng trở |Z| tính bằng ohm và góc pha tính bằng độ. Đây là quy luật vật lý phổ quát nên áp dụng được ở bất cứ đâu.
Cách sử dụng
Bạn nhập giá trị điện trở, điện dung và tần số, rồi chọn đúng đơn vị tương ứng cho từng giá trị ở danh sách thả xuống (ví dụ MOhm, uF, kHz). Bộ chọn độ chính xác hiển thị chỉ thay đổi số chữ số được hiển thị, hoàn toàn không ảnh hưởng đến phép tính bên trong. Nhấn tính toán để nhận được |Z| và góc pha.
Giải thích công thức
Với các phần tử mắc song song, cách dễ nhất là cộng các dẫn nạp. Dẫn nạp được tính theo công thức \(1/Z = 1/R + j\omega C\), trong đó \(\omega = 2\pi f\) là tần số góc. Lấy độ lớn ta được
$$|Z| = \frac{1}{\sqrt{\left(\dfrac{1}{R}\right)^{2} + (\omega C)^{2}}}$$Góc pha của tổng trở là \(\arctan(-\omega C R)\), luôn nằm trong khoảng từ 0 đến -90 độ vì nhánh điện dung khiến dòng điện sớm pha hơn điện áp.
Ví dụ minh họa
Với \(R = 10\) ohm, \(C = 5\,\text{uF} = 5\times 10^{-6}\,\text{F}\) và \(f = 1\,\text{kHz} = 1000\,\text{Hz}\): \(\omega = 2\pi \cdot 1000 = 6283.19\) rad/s, do đó \(\omega C = 0.0314159\) S và \(1/R = 0.1\) S. Khi đó
$$|Z| = \frac{1}{\sqrt{0.01 + 0.000986960}} = 9.5402 \ \text{ohm}$$Góc pha là
$$\arctan(-0.0314159 \cdot 10) = \arctan(-0.314159) = -0.30445\ \text{rad} = -17.4406^{\circ}$$Câu hỏi thường gặp
Vì sao góc pha mang dấu âm? Tụ điện hút dòng điện sớm pha, nên tổ hợp song song mang tính dung kháng và góc pha của tổng trở nằm trong khoảng từ 0 đến -90 độ.
Điều gì xảy ra ở chế độ DC (f = 0)? Tụ điện trở thành mạch hở, do đó tổng trở chỉ còn bằng R và góc pha bằng 0 độ.
Nếu R rất lớn thì sao? Khi R càng lớn, nhánh điện trở dẫn rất ít dòng và mạch ứng xử như một tụ điện thuần túy, kéo góc pha tiến dần về -90 độ.
