impedantieanalyse

Impedantieanalyse is de studie en toepassing van impedantie, de complexe oppositie die een elektrisch systeem biedt aan wisselstroom als functie van frequentie. Impedantie combineert weerstand en reactantie in één complex getal Z = R + jX, waarbij R de reële weerstand is en X de reactantie (positief bij inductie, negatief bij capaciteit).

Door de frequentie-afhankelijkheid van de impedantie kunnen eigenschappen van materialen, schakelingen en media worden gekarakteriseerd. Bij lineaire, tijdinvariante systemen verandert Z met frequentie door condensator-, weerstand- en inductie-elementen en door diffusie- of polarisatieprocessen.

Metingen gebeuren doorgaans met een impedantieanalysator of LCR-meter. Een kleine wisselspanning wordt toegepast op een proefstuk of component over een reeks frequenties en de respons wordt geregistreerd. De verkregen gegevens worden vaak uitgedrukt als Nyquist-plots (imaginaire tegen reële deel) en Bode-plots (grootte en fase versus frequentie). Modelleren gebeurt vaak met equivalente circuits bestaande uit weerstanden, condensatoren en elementen zoals Warburg of constante-fase-elementen om diffusiestromen te beschrijven.

Toepassingen zijn onder meer elektronica voor schakelingkarakterisering, elektrochemie en energietoepassingen (batterijen, accu’s, corrosie), materialenwetenschap en dielektrische studies. Een belangrijke subdiscipline is bioimpedantieanalyse (BIA), dat lichaams- en weefselparameters afleidt uit impedantie bij verschillende frequenties.

Belangrijke aandachtspunten zijn elektrodepolarisatie, contactweerstand, temperatuur en de keuze van het model. Impedantieanalyse vereist doorgaans lineaire, tijdinvariante aannames en zorgvuldige verwerking van data.

---