Impedantie berekenen
In wisselstroomkringen neemt de wet van Ohm de meer algemene vorm aan: E = I⋅Z, waarbij E spanning is en I stroom, zoals voorheen. De nieuwe term, Z, is impedantie, een vectorcombinatie van:
- Weerstand, R (in ohm), met spanningsverliezen in fase met de stroom.
- Inductieve reactantie, XL (in ohm), met spanningsverliezen die 90° voorlopen op de stroom.
- Capacitieve reactantie, XC (in ohm), met spanningsdalingen die 90° achterlopen op de stroom.
f = 6,4 kHz R = 120 Ω
L = 3,6 mH C = 0,38 μf
Figuur 1. Voorbeeld RLC-schakeling
Figuur 2. Vectorsom van R en
XL-XC geeft Z
Uit de formules voor XL en XC kunt u zien dat de reactanties afhangen van zowel de componentwaarden L en C, als van de AC-frequentie, f:
en 
waarbij f de frequentie inHertz (of sec-1) is, L de inductie in Henries, en C de capaciteit in farads. Omdat XL en X 180° van fase verschillen, is de totale reactantie X van een serieschakeling XL-XC.
De bekende toepassingen van de wet van Ohm, zoals het berekenen van serieschakelingen en parallelschakelingen, zijn nog steeds van toepassing. Je moet nu echter rekening houden met de concurrerende vectorbijdragen van weerstanden en reactanties.
Fasehoeken en vectoren
Laat ons de totale impedantie van de schakeling in figuur 1 vinden. Gebruik de bovenstaande formules:
 |
 |
Het samenstellen van de impedantie Z, draagt de weerstand bij aan de horizontale component. De verticale component is het verschil van de reactanties: XL-XC.Dan is Z de vectorsom van R en XL-XC, zoals geïllustreerd in figuur 2.
In figuur 2 zien we dat Z de schuine zijde is van een rechthoekige driehoek, we kunnen de stelling van Pythagoras en de rechthoekige driehoeksmeetkunde gebruiken om Z te evalueren.
Dus, in deze schakeling, zouden we getuige zijn van het effect van een impedantie van 144 ohm, waarbij de stroom achterloopt op de voedingsspanning bij een fasehoek van 33.
Zoals u uit de bovenstaande bespreking kunt afleiden, is het heel goed mogelijk dat de inductieve en capacitieve reactanties bij de juiste combinaties van L, C, en f-waarden precies opheffen. Dat is een zeer belangrijke voorwaarde die resonantie wordt genoemd.