impedanskarakteristika

Impedanskarakteristik beskriver hur impedansen Z(ω) för en elektrisk krets eller ett system varierar med frekvensen ω. Impedansen är en komplex storhet Z = R + jX, där R är den resistiva delen och X den reaktiva delen. Magnituden |Z| anger spännings- till strömförhållandet och fasvinkeln φ anger hur mycket spänningen föregår eller följer strömmen.

Grundläggande element har enkla impedanser: resistor ZR = R, induktor ZL = jωL och kondensator ZC = 1/(jωC) = -j/(ωC). Vid seriekoppling adderas impedanserna: Z_series = Z1 + Z2 + …. Vid parallellkoppling används 1/Z = 1/Z1 + 1/Z2 + …. Dessa regler ligger till grund för att ta fram total impedans i ett nätverk.

RLC-kretsar: i seriekoppling är Z = R + j(ωL − 1/(ωC)); i parallellkoppling är Z = 1 / (1/R + 1/(jωL) + jωC). Vid resonansfrekvensen ω0 = 1/√(LC) uppstår särskilda egenskaper: i seriekrets blir Z ungefär lika med R, medan den i parallellkrets blir stor. Detta används till exempel för filtrering och frekvensselektivitet.

Impedanskarakteristik används för att beskriva frekvenssvar och används ofta i representationer som Bode-diagram (|Z| och φ mot ω) och Nyquist-diagram (Z-re mot Z-im). Det gör det möjligt att analysera dämpning, resonanser och effektöverföring i ett nätverk.

Användningar inkluderar impedansmåttning med nätverksanalysatorer och LCR-mätare, impedansmatchning, filtrering, antenndesign och generellt när elektriska system kräver kontrollerad respons över frekvensen.