Impedanssivastaus

Impedanssivastaus kuvaa, miten impedanssi reagoi taajuuden funktiona sähköisessä verkossa tai materiaalissa. Se kertoo, miten komponentti tai kokonaisuus vastustaa sähkövirran muutoksia sinusoidisella syötöllä, ja se esitetään usein Z(ω) tai Z(f) -muuttujilla. Impedanssivastaus määritellään V(ω) ja I(ω) suhteen steady-state sinusoidisessa tilassa: Z(ω) = V(ω)/I(ω).

Impedanssi on kompleksi luku, jonka suuruus |Z| mittaa vastuksen voimakkuutta ja vaihe φ kertoo jännitteen ja virran välistä vastussuhteen vetämisen tai viivästymisen. Reaali osa vastaa resistanssia ja imaginaari osa reaktanssia: X(ω) = ωL − 1/(ωC) esimerkkinä sarja-RLC-verkossa, jossa Z(ω) = R + j(ωL − 1/(ωC)). Tietysti eri verkkojen topologiasta riippuen impedanssi voi käyttäytyä monimutkaisemmin, esimerkiksi sarja- tai parallel-rakenteissa.

Impedanssivastausta analysoidaan ja esitetään erilaisilla tavoin: taajuusvastepitoisuuksien (kuten Bode-käyrän) lisäksi käytetään Nyquist-plotia ja muita kompleksisäteisiä kuvioita. Mittauksissa hyödynnetään laitteita kuten LCR-mittareita, RF-verkkoanalysaattoreita ja impedanssimittauksia, jotka soveltuvat sekä matalien että korkeiden taajuuksien tutkimuksiin. Impedanssianalyysi on keskeinen työkalu materiaalitieteen, bioimpedanssin ja elektronisen suunnittelun sovelluksissa, ja se paljastaa ominaisuuksia kuten dielektrisiä, johtavuudellisia sekä resonanssi-ilmiöitä.