L'Impédance Électrique : Qu'est-ce que c'est?
Qu'est-ce que l'impédance électrique?
En génie électrique, l'impédance électrique est la mesure de l'opposition qu'un circuit présente à un courant lorsqu'une tension est appliquée. L'impédance étend le concept de résistance aux circuits à courant alternatif (CA). L'impédance possède à la fois une amplitude et une phase, contrairement à la résistance qui n'a qu'une amplitude.
Contrairement à la résistance électrique, l'opposition de l'impédance électrique au courant dépend de la fréquence du circuit. La résistance peut être considérée comme une impédance avec un angle de phase de zéro.
Dans un circuit purement inductif, le courant est en retard de 90° (électriques) par rapport à la tension appliquée. Dans un circuit purement capacitif, le courant est en avance de 90° (électriques) par rapport à la tension appliquée. Dans un circuit purement résistif, le courant n'est ni en retard ni en avance par rapport à la tension appliquée. Lorsqu'un circuit est alimenté en courant continu (CC), il n'y a pas de distinction entre l'impédance et la résistance.
Dans un circuit pratique où sont présents à la fois la réactance inductive et la réactance capacitive, ainsi que la résistance, ou soit la réactance capacitive, soit la réactance inductive, avec la résistance, il y aura un effet de déphasage sur le courant du circuit, selon la valeur de la réactance et de la résistance du circuit.
Dans un circuit CA, l'effet cumulatif de la réactance et de la résistance est appelé impédance. L'impédance est généralement notée par la lettre anglaise Z. La valeur de l'impédance est représentée par
Où R est la valeur de la résistance du circuit et X est la valeur de la réactance du circuit.
L'angle entre la tension appliquée et le courant est
La réactance inductive est prise comme positive et la réactance capacitive comme négative.
L'impédance peut être représentée sous forme complexe. Cela est
La partie réelle d'une impédance complexe est la résistance et la partie imaginaire est la réactance du circuit.
Appliquons une tension sinusoïdale Vsinωt à travers un inducteur pur d'inductance L Henry.
L'expression du courant à travers l'inducteur est
D'après l'expression de la forme d'onde du courant à travers l'inducteur, il est clair que le courant est en retard de 90° (électriques) par rapport à la tension appliquée.
Appliquons maintenant la même tension sinusoïdale Vsinωt à travers un condensateur pur de capacité C farad.
L'expression du courant à travers le condensateur est
D'après l'expression de la forme d'onde du courant à travers le condensateur, il est clair que le courant est en avance de 90° (électriques) par rapport à la tension appliquée.
Connectons maintenant la même source de tension à travers une résistance pure de valeur R ohm.
L'expression du courant à travers la résistance serait
D'après cette expression, on peut conclure que le courant est en phase avec la tension appliquée.
Impédance d'un circuit RL en série
Déduisons l'expression de l'impédance d'un circuit RL en série. Ici, une résistance de valeur R et une inductance de valeur L sont connectées en série. La valeur de la réactance de l'inducteur est ωL. Par conséquent, l'expression de l'impédance sous forme complexe est
La valeur numérique ou modulaire de la réactance est
Impédance d'un circuit RC en série
Connectons une résistance de valeur R ohm en série avec un condensateur de
