impedanciák

Impedanciaról beszélünk, amikor az AC (váltakozó) áramkörökben a feszültség és a áram kapcsolatát komplex mennyiségben írjuk le. Egy impedancia Z valós és képzetes részekből állhat: Z = R + jX, ahol R a rezisztencia (valós rész) és X azreaktancia (képzetes rész).

A rezisztív és reaktív összetevők gyakorlati megnevezése: X = X_L + X_C, ahol X_L = ωL az induktív reaktancia és X_C = -1/(ωC) a kapacitív reaktancia. Konkrétan Z_R = R, Z_L = jωL és Z_C = -j/(ωC). A frekvencia függvénye miatt az impedancia Z(ω) változik a különböző körülmények között.

Az impedancia nagysága és fázisszöge: |Z| a jel erősség-attenuációját, míg φ = arctan(X/R) a fáziseltérést írja le a feszültség és az áram között. Az impedancia mértékegysége ohm. Az 1/Z a admittancia, amelynek valódi és képzetes összetevői is lehetnek.

Kombinációk és számítások: soros kapcsolásban Z_total = Σ Z_i, párhuzamos kapcsolásban pedig 1/Z_total = Σ 1/Z_i. A komplex algebra és a phasor-ábrázolás használatos a számításokban. Nem ideális elemeknél frekvenciától függő ellenállás és paraziták is befolyásolják a Z(ω) értékét.

Alkalmazások: impedanciát használunk szűrők, illesztőhálózatok és RF- vagy audio rendszerek tervezéséhez, valamint impedancia-spektrumok segítségével anyagok és határfelületek jellemzéséhez. Az impedancia fogalma kiterjed továbbá átviteli vonalak és hálózatok leírására is a frekvenciafüggő viselkedés megértéséhez.