Električni impedancija: Što je to?

Što je električni impedanc?

U elektrotehnici, električni impedanc je mjera otpora koji se javlja u krugu kada se struja primjenjuje na krug s napon. Impedanc proširuje koncept otpora na izmjenične struje (AC) krugove. Impedanc ima i magnitudu i fazu, za razliku od otpora, koji ima samo magnitudu.

Za razliku od električnog otpora, električni impedanc ovisi o frekvenciji kruga. Otpor može se smatrati impedancom s faznim kutom nula.

U čistom induktivnom krugu struja zapožđena je za 90° (električno) u odnosu na primijenjeni napon. U čistom kapacitivnom krugu struja vodi 90° (električno) u odnosu na primijenjeni napon. U čistom rezistivnom krugu struja ne zapožđuje niti vodi u odnosu na primijenjeni napon. Kada je krug napajan jednosmjernom strujom (DC), ne postoji razlika između impedanca i otpora.

U praktičnom krugu gdje su prisutni i induktivna reaktivnost i kapacitivna reaktivnost uz otpor, ili je prisutna kapacitivna ili induktivna reaktivnost uz otpor, dobit će se efekt zapožđenja ili vodstva struje u krugu, ovisno o vrijednosti reaktivnosti i otpora kruga.

U AC krugu, kumulativni efekt reaktivnosti i otpora naziva se impedanc. Impedanc obično označava englesko slovo Z. Vrijednost impedanca predstavljena je kao

gdje je R vrijednost otpora kruga, a X vrijednost reaktivnosti kruga.
Kut između primijenjenog napona i struje je

Induktivna reaktivnost uzima se kao pozitivna, a kapacitivna reaktivnost kao negativna.

Impedanc može se predstaviti u kompleksnom obliku. To je

Realni dio kompleksnog impedanca je otpor, a imaginarni dio reaktivnost kruga.

Primijenimo sinusni napon Vsinωt na čisti induktor induktivnosti L Henry.

Izraz za struju kroz induktor je

Iz izraza valovode struje kroz induktor jasno je da struja zapožđena je za 90° (električno) u odnosu na primijenjeni napon.

Sada primijenimo isti sinusni napon Vsinωt na čisti kapacitor kapacitance C farad.

Izraz za struju kroz kapacitor je

Iz izraza valovode struje kroz kapacitor jasno je da struja vodi za 90° (električno) u odnosu na primijenjeni napon.

Sada spojimo isti naponski izvor na čisti otpornik vrijednosti R ohm.

Ovdje izraz za struju kroz otpornik bi bio

Iz tog izraza može se zaključiti da struja ima istu fazu s primijenjenim naponom.

Impedanc serije RL kruga

Izvedimo izraz za impedanc serijskog RL kruga. Ovdje su povezani otpornik vrijednosti R i induktor vrijednosti L u seriju. Vrijednost reaktivnosti induktora je ωL. Stoga je izraz za impedanc u kompleksnom obliku

Numerička vrijednost ili mod vrijednost reaktivnosti je

Impedanc serije RC kruga

Spojimo jedan otpornik vrijednosti R ohm u seriju s kapacitorem