Impedancja

Impedancja to wielkość opisująca całkowity opór przeciw przepływowi prądu przemiennego w obwodzie elektrycznym. Jest to wielkość zespolona oznaczana Z i wyrażana w omach. Zapisuje się ją jako Z = R + jX, gdzie R to rezystancja, a X – reaktancja. Reaktancja może być dodatnia (X_L) dla elementu indukcyjnego oraz ujemna (X_C) dla elementu kondensacyjnego.

W zależności od częstotliwości impedancja zmienia się, ponieważ X_L = ωL i X_C = -1/(ωC), gdzie ω = 2πf. Dla układu zawierającego rezystancję R i elementy indukcyjny/kondensacyjny łączone w sposób seriowy, łączna reaktancja przyjmuje postać X = ωL - 1/(ωC), a Z = R + jX. Moduł impedancji |Z| = sqrt(R^2 + X^2) a faza φ = arctan(X/R).

W prądzie przemiennym zastosowanie ma Prawo Ohma w postaci V = IZ, gdzie V i I są napięciem i prądem w postaci zespolonej. Moc czynna P = I^2R, moc bierna Q = I^2X, moc pozorna S = VI = sqrt(P^2 + Q^2).

Zastosowania impedancji obejmują dopasowanie impedancji w układach audio i telekomunikacyjnych, analizę sieci AC, pomiary za pomocą mierników LCR i analizatorów sieci. Impedancja mechaniczna i akustyczna to odpowiedniki w innych dziedzinach, gdzie Z_m = F/v. W praktyce dopasowanie impedancji poprawia transfer mocy i kształtuje charakterystykę częstotliwości obwodów.