Impedància elèctrica: Què és?
Què és la impedància elèctrica?
En l'enginyeria elèctrica, la impedància elèctrica és la mesura de l'oportunitat que presenta un circuit a una corrent quan s'aplica una tensió. La impedància estén el concepte de resistència als circuits de corrent alternada (CA). La impedància té tant magnitud com fase, diferent de la resistència, que només té magnitud.
A diferència de la resistència elèctrica, la oportunitat de la impedància elèctrica a la corrent dependrà de la freqüència del circuit. La resistència es pot considerar com una impedància amb un angle de fase de zero.
En un circuit purament inductiu, la corrent queda 90° (elèctrics) darrere de la tensió aplicada. En un circuit purament capacitatiu, la corrent avança 90° (elèctrics) respecte a la tensió aplicada. En un circuit purament resistiu, la corrent no queda ni avança respecte a la tensió aplicada. Quan un circuit es fa funcionar amb corrent contínua (CC), no hi ha distinció entre impedància i resistència.
En un circuit pràctic on hi ha tant reactància inductiva com reactància capacitativa juntament amb la resistència, o quan hi ha o bé reactància capacitativa o inductiva juntament amb la resistència, hi haurà un efecte d'avanç o retard en la corrent del circuit, depenent del valor de la reactància i la resistència del circuit.
En el circuit CA, l'efecte acumulatiu de la reactància i la resistència es denomina impedància. La impedància normalment es denota amb la lletra Z. El valor de la impedància es representa com
On R és el valor de la resistència del circuit i X és el valor de la reactància del circuit.
L'angle entre la tensió aplicada i la corrent és
La reactància inductiva es pren com a positiva i la reactància capacitativa com a negativa.
La impedància es pot representar en forma complexa. Això és
La part real d'una impedància complexa és la resistència i la part imaginària és la reactància del circuit.
Apliquem una tensió sinusoidal Vsinωt a través d'un indutor pur de inductància L Henry.
L'expressió de la corrent a través de l'inductor és
De l'expressió de la forma d'ona de la corrent a través de l'inductor, es dedueix que la corrent queda 90° (elèctrics) darrere de la tensió aplicada.
Ara apliquem la mateixa tensió sinusoidal Vsinωt a través d'un capacitor pur de capacitància C farad.
L'expressió de la corrent a través del capacitor és
De l'expressió de la forma d'ona de la corrent a través del capacitor, es dedueix que la corrent avança 90° (elèctrics) respecte a la tensió aplicada.
Ara connectarem la mateixa font de tensió a través d'una resistència pura de valor R ohm.
L'expressió de la corrent a través de la resistència seria
D'aquesta expressió, es pot concluir que la corrent té la mateixa fase que la tensió aplicada.
Impedància d'un Circuit RL Sèrie
Derivem l'expressió de la impedància d'un circuit RL sèrie. Aquí la resistència de valor R i l'inductància de valor L estan connectades en sèrie. El valor de la reactància de l'inductor és ωL. Per tant, l'expressió de la impedància en forma complexa és
El valor numèric o modul de la reactància és
Impedància d'un Circuit RC Sèrie
Connectem una resistència de valor R ohm en sèrie amb un capacitor de capacitància
