Impedansas

Elektrinis impedansas, kitaip kompleksinė grandinės varža, nusako pasipriešinimą kintamajai srovei. Elektrinis impedansas pratęsia varžos sąvoką kintamosios srovės grandinėms (toliau vadinamoms AC grandinėms), apibūdindamas ne tik santykius tarp įtampos ir srovės amplitudžių, bet ir tarpusavyje susijusias fazes. Kai grandinė yra prijungta prie nuolatinės srovės, nėra jokio skirtumo tarp varžos ir impedanso. Vėliau nuolatinės srovės varžą galėsime laikyti, kaip impedansą su nuline faze. Impedansas dažniausiai žymimas simboliu .

Impendansas yra apibrėžiamas, kaip dažnių srities santykis tarp įtampos ir srovės. Kitais žodžiais, tai yra kompleksinės įtampos ir kompleksinės srovės santykis esant tam tikram kampiniam dažniui ω. Impendansas yra kompleksinis skaičius, tačiau turi tuos pačius matavimo vienetus kaip ir varža (omus). Kintamajai srovei, kintančiai pagal harmoninį (sinusinį) dėsnį, polinė kompleksinio impendanso forma nusako sąryšį tarp amplitudžių ir fazių, tarp įtampos ir srovės. Ypatingai reikia atkreipti dėmesį į šias dvi impendanso savybes:
	Kompleksinio impendanso modulis nusako santykį tarp įtampos ir srovės amplitudžių.
	Kompleksinio impendanso fazė, nusako fazės poslinkį, kuriuo srovė aplenkia įtampą.

 Kompleksinis impedansas 

Impendansas yra išreiškiamas kaip kompleksinis dydis  ir gali būti atvaizduojamas viena iš formų. Polinė forma patogiai nusako impendanso modulio ir fazės charakteristikas.

kur modulis  nusako įtampos ir srovės amplitudžių santykį, tuo pačiu argumentas  nurodo fazių skirtumą tarp įtampos ir srovės. Dekarto formoje išreiškiame impedansą formule

, kurios realioji dalis nusako aktyviąją varžą , o menamoji reaktyviąją varžą .

Atvejais, kai reikia sudėti arba atimti impedansus, dekarto forma yra mums patogesnė, bet kada dydžiai yra sudauginami arba dalinami, labiau praverčia impedanso polinė forma. Grandinės skaičiavimuose, sakykim, ieškant bendro impedanso, sudaryto iš dviejų lygiagrečiai sujungtų impedansų, mums gali tekti pakeisti formas net kelis kartus.

 Kompleksinė įtampa ir srovė 

Nagrinėjant tiesines grandines (kuriose neiškraipomas signalo tipas) norint supaprastinti skaičiavimus, harmoninės įtampos ir srovės vaizduojamos kompleksinio kintamojo funkcijomis  ir , priklausančiomis nuo laiko. Taip galime daryti todėl, kad tiesinėse grandinėse galioja superpozicijos principas, ir poveikio realiąją dalį atitinka reakcijos realioji dalis, o menamąją atitinka reakcijos menamoji dalis. Žinant Oilerio formules lengvai galime iš kompleksinės formos surasti realaus kintamojo sinusinę funkciją. Funkcijos  ir  išreiškiamos formulėmis:

Šiose formulėse dydžiai  ir  vadinami kompleksinėmis amplitudėmis. Jie nusako ne tik srovės ir įtampos amplitudines vertes, bet ir pradines fazes  ir . Impendansas apibrėžiamas, kaip santykis 

Sustatę šias reikšmes į Omo dėsnio išraišką gausime

Kadangi impedanso modulis atitinka įtampos ir srovės amplitudžių santykį, gauname išraiškas.


Kaip matome, antroji lygtis nusako amplitudžių sąryšį.

 Omo dėsnis 

Elektrinio impendanso prasmė geriau suprantama panaudojant jį Omo dėsnyje.

Impendanso modulis  nusako poveikį, tokį, kokį sukurtų aktyvioji varža, t. y. per impendansą  tekant srovei  įvyksta įtampos amplitudės kitimas. Fazės faktorius  nusako fazių skirtumą tarp srovės ir įtampos (pvz., laiko momentu, srovės signalas yra paslinktas  į dešinę įtampos signalo atžvilgiu).

Taip pat, kaip impendansas praplečia Omo dėsnis kintamosios srovės grandinėms, pakeitus varžą impendansu ir įtampą bei srovę išreiškus kompleksinėmis amplitudėmis, kiti rezultatai iš nuolatinės srovės analizės, tokie kaip įtampos padalinimas ar srovės padalinimas, analogiškai gali būti praplėsti kintamosios srovės grandinėms.

 Elektronikos elementų pavyzdžiai 


Idealaus rezistoriaus impendansas yra realus dydis ir vadinamas realiuoju impendansu:

Idealios ritės ir kondensatoriaus impendansas yra menamasis dydis ir vadinamas reaktyviuoju impendansu:

Reikia atkreipti dėmesį į menamojo vieneto tapatumus:



Taip pat mes galime perrašyti ritės ir kondensatoriaus impendansus polinėje formoje:

Modulis nusako įtampos amplitudės pokytį, duotai srovės amplitudei per impendansą, o eksponentiniai daugikliai nusako fazių sąryšius.

Kategorija:Elektromagnetizmas