Impedans
Forholdet mellom vekselspenning og vekselstrøm ved en gitt frekvens. / From Wikipedia, the free encyclopedia
Impedans, også kalt vekselstrømsmotstand, er forholdet mellom vekselspenning over og vekselstrøm gjennom en topol ved en gitt frekvens. Impedansens størrelse er (matematisk) kompleks.
Kildeløs: Denne artikkelen mangler kildehenvisninger, og opplysningene i den kan dermed være vanskelige å verifisere. Kildeløst materiale kan bli fjernet. Helt uten kilder. (10. okt. 2015) |
Begrepet impedans er en utvidelse av begrepet resistans, og trengs når betraktningen utvides til å inkludere reaktanser i tillegg til resistanser, det vil si når likestrømsbetraktninger utvides til vekselstrømsbetraktninger. Reaktanser, og derfor også impedanser, har frekvensavhengig motstand for strømledning.
Impedansen erstatter resistansen i formelen R = U/I, og U og I er nå vekselspenning og -strøm. Impedansen får bokstaven Z som symbol i stedet for R, og måles også i Ohm, eller .
Z = u/i, der små bokstaver gjelder vekselstørrelser.
- En impedans er satt sammen som en seriekopling av to komponenter, en reaktans og en resistans.
- En reaktans kan være enten en kapasitans eller en induktans, som uttrykk for virkningene av henholdsvis en kondensator eller en spole.
For hver frekvens finnes alltid én reaktansverdi og én resistansverdi for topolen, og vektorsummen deres utgjør impedansen ved denne frekvensen. Dette gjelder for alle tenkelige (linjære) nettverk mellom polene, uten begrensning av antall resistanser og reaktanser som den består av. Reaktansens fortegn bestemmer typen; en negativ reaktans er kapasitiv og en positiv reaktans er induktiv. Ved frekvensendring er det særlig reaktansen X som endrer sin verdi, verdien av R er i forhold langt mer konstant.
Impedansen, seriekoplingen av resistansen og reaktansen blir:
hvor
- Z er impedansen
- X er reaktansen
- R er resistansen
alle målt i Ohm [].
- j er den imaginære enheten fra komplekse tall i matematikken.
Siden resistanser og reaktanser er ortogonale til hverandre i tid (derfor "j", se senere i artikkelen), kan ikke Ohmverdiene deres bare adderes. Impedansen er vektorsummen.
Resistansen står for energitapet i topolen. De reaktive komponentene, reaktansene, opptar og avgir elektrisk energi i løpet av signalets periode, men de avgir aldri energi i form av varme.