Impedanța electrică este cantitatea de opoziție pe care un circuit o prezintă la schimbarea curentului sau a tensiunii.

Cele două moduri principale de a scrie o impedanță sunt: (a se vedea a doua figură, "planul complex de impedanță")

  1. cu rezistența "R" (partea reală) și reactanța "X" (partea imaginară), de exemplu Z = 1 + 1 j {\displaystyle Z=1+1j} {\displaystyle Z=1+1j}
  2. cu o magnitudine și o fază (mărimea | Z | {\displaystyle \left\vert Z\right\vert } {\displaystyle \left\vert Z\right\vert }și unghiul θ {\displaystyle \angle \theta } {\displaystyle \angle \theta }), de exemplu, Z = 1,4 45 {\displaystyle Z=1,4\ unghi 45^{\circ }}}. {\displaystyle Z=1.4\angle 45^{\circ }}(1,4 ohm la 45 grade)

Impedanța și rezistența sunt destul de asemănătoare:

În cazul rezistenței, un rezistor se opune oricărui curent care trece prin el. Cu cât rezistența este mai mare, cu atât mai mare este tensiunea necesară pentru a obține un curent dat. Formula este:

V = R ∗ I {\displaystyle V=R*I}{\displaystyle V=R*I} , unde V este tensiunea, R este rezistența, iar I este curentul.

În cazul impedanței, un inductor rezistă la modificările curentului, iar condensatorul rezistă la modificările tensiunii.

Diferența esențială dintre rezistență și impedanță este cuvântul "schimbare", rata de schimbare afectează impedanța. De obicei, "schimbarea" este exprimată ca o frecvență, numărul de ori pe secundă în care curentul sau tensiunea își schimbă direcția. Formulele sunt:

Pentru inductor: Z = j 2 π f L {\displaystyle Z=j2\pi fL\,} {\displaystyle Z=j2\pi fL\,}

Pentru condensator: Z = 1 j 2 π f C {\displaystyle Z={\frac {1}{j2\pi fC}}}}}. {\displaystyle Z={\frac {1}{j2\pi fC}}}

Unde Z este simbolul pentru impedanță, j este numărul imaginar - 1 {\displaystyle {\sqrt {-1}}}. {\displaystyle {\sqrt {-1}}}π {\displaystyle \displaystyle \pi }{\displaystyle \pi } este constanta pi, f este frecvența, L este inductanța și C este capacitatea. Unitățile de măsură pentru rezistență și impedanță sunt aceleași, ohm-ul cu simbolul Ω {\displaystyle \Omega}. {\displaystyle \Omega }(omega majusculă).

După cum indică formulele de mai sus, impedanța variază în funcție de frecvență, de exemplu, la zero Hertz, sau DC, impedanța inductorului este zero, la fel ca un scurtcircuit, iar impedanța condensatorului este infinită, la fel ca un circuit deschis. Cele mai multe semnale sunt suma mai multor unde sinusoidale la diferite frecvențe (pentru mai multe detalii, consultați transformata Fourier), iar fiecare dintre ele are o impedanță diferită.

La fel ca și în cazul rezistenței, cu cât impedanța este mai mare, cu atât mai mare este tensiunea necesară pentru a obține un curent dat. Formula este:

V = Z ∗ I {\displaystyle V=Z*I}{\displaystyle V=Z*I} , unde V este tensiunea, Z este impedanța, iar I este curentul.

La nivel fizic, simplificând multe lucruri:

  • rezistența este cauzată de ciocnirile electronilor cu atomii din interiorul rezistenței.
  • impedanța într-un condensator este cauzată de crearea unui câmp electric.
  • impedanța într-un inductor este cauzată de crearea unui câmp magnetic.

O diferență importantă între rezistență și impedanță este aceea că o rezistență disipează energie, se încălzește, dar un inductor și un condensator stochează energia și o poate returna la sursă atunci când aceasta scade.

Dacă impedanța sursei, a cablului și a sarcinii nu sunt egale, atunci o parte din semnal este reflectată înapoi la sursă, irosind energie și creând interferențe. Raportul de reflexie poate fi calculat cu:

Γ = Z L - Z S Z L + Z S {\displaystyle \Gamma ={Z_{L}-Z_{S}} \over Z_{L}+Z_{S}}}}{\displaystyle \Gamma ={Z_{L}-Z_{S} \over Z_{L}+Z_{S}}} unde Γ {\displaystyle \Gamma } {\displaystyle \Gamma }(capital gamma) este coeficientul de reflexie, Z S {\displaystyle Z_{S}}{\displaystyle Z_{S}} este impedanța sursei, Z L {\displaystyle Z_{L}}{\displaystyle Z_{L}} este impedanța sarcinii.

Orice mediu care poate avea o undă are o impedanță de undă, chiar și spațiul gol (lumina este o undă electro-magnetică și poate călători în spațiu) are o impedanță de aproximativ 377 Ω {\displaystyle \Omega }. {\displaystyle \Omega }.