Impedanza

Impedanza è una grandezza fondamentale in elettronica e teoria dei circuiti che descrive la relazione tra tensione e corrente per segnali in corrente alternata. È una generalizzazione della resistenza, che integra sia componenti resistivi sia reattivi. In forma complessa si scrive Z = R + jX, dove R è la resistenza (parte reale) e X è la reattanza (parte reale che può essere positiva o negativa). Il concetto fu formulato nel XIX secolo da Oliver Heaviside.

La reattanza X può essere positiva o negativa a seconda del tipo di elemento: X_L = ωL per l’induttore e X_C = -1/(ωC) per il condensatore. Qui ω è la pulsazione angolare, ω = 2πf, con f la frequenza del segnale. Il modulo dell’impedenza è |Z| = sqrt(R^2 + X^2) e l’angolo di fase è φ = arctan(X/R), che indica lo sfasamento tra tensione e corrente.

Aspetti pratici: l’impedenza è utile nell’analisi delle reti in continua dominio delle frequenze, nell’abbinamento tra fonte e carico, nella progettazione di filtri e nelle linee di trasmissione. Le proprietà di Z cambiano con la frequenza, per cui i circuiti possono avere risposte diverse a segnali di diverse frequenze. La misurazione si effettua con strumenti come un ponte LCR o un analizzatore di impedenza, misurando Z a una data frequenza.

In altri campi fisici, il concetto di impedenza ha analoghe formulazioni: ad esempio, nell’acustica l’impedenza acustica Z_a = ρ c collega pressione e velocità di flusso, facilitando l’abbinamento tra sorgente e ambiente.