| ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า |
| --- |
| Solenoid |
| * ไฟฟ้า
* แม่เหล็ก
 |
| สถิตยศาสตร์ไฟฟ้า
* ประจุไฟฟ้า
* ไฟฟ้าสถิต

* สนามไฟฟ้า
* ตัวนำไฟฟ้า

* ฉนวนไฟฟ้า
* ไฟฟ้าสถิตจากการสัมผัส

* การถ่ายเทประจุไฟฟ้า
* การเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต

* กฏของกูลง
* กฏของเกาส์

* ฟลักซ์ไฟฟ้า / พลังงานศักย์ไฟฟ้า

* โมเมนต์ของขั้วคู่ไฟฟ้า

* ความหนาแน่นโพลาไรเซชัน
 |
| สถิตยศาสตร์แม่เหล็ก
* กฎของอ็องแปร์
* สนามแม่เหล็ก

* สภาพความเป็นแม่เหล็ก
* ฟลักซ์แม่เหล็ก

* กฎของบีโย–ซาวาร์

* โมเมนต์ของขั้วคู่แม่เหล็ก

* กฎของเกาส์สำหรับทฤษฎีแม่เหล็ก
 |
| พลศาสตร์ไฟฟ้า
* กฏของแรงลอเรนซ์

* การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

* กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์

* กฏของเลนซ์
* Displacement current

* ศักย์แม่เหล็ก

* สมการของแมกซ์เวลล์

* สนามแม่เหล็กไฟฟ้า

* คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

* Maxwell tensor
* เวกเตอร์พอยน์ติง

* Liénard–Wiechert potential

* Jefimenko's equations

* กระแสฟูโก

* สมการของล็อนด็อน

* Mathematical descriptions of the electromagnetic field
 |
| เครือข่ายไฟฟ้า
* กระแสไฟฟ้า
* ศักย์ไฟฟ้า

* แรงดันไฟฟ้า
* ความต้านทาน

* กฎของโอห์ม

* Series circuit
* Parallel circuit

* กระแสตรง
* กระแสสลับ
 |
| สูตรความแปรปรวนร่วมElectromagnetic tensor(stress–energy tensor)
* Four-current

* Electromagnetic four-potential
 |
| นักวิทยาศาสตร์
* อ็องแปร์ (แอมแปร์)
* กูลง (คูลอมบ์)
* ฟาราเดย์
* เกาส์
* เฮวิไซด์
* เฮนรี
* แฮทซ์
* โลเรินตส์
* แมกซ์เวลล์
* เทสลา
* โวลตา
* เวเบอร์
* เออร์สเตด
 |
| * ด
* ค
* ก
 |

**อิมพีแดนซ์** (อังกฤษ: impedance) เป็นการวัดความต้านทานที่วงจรไฟฟ้ามีการต่อต้านต่อกระแสเมื่อมีการจ่ายแรงดัน

ในความหมายด้านปริมาณ มันเป็นอัตราส่วนที่ซับซ้อนของแรงดันไฟฟ้าต่อกระแสในวงจรกระแสสลับ (AC) อิมพีแดนซ์ขยายแนวคิดของความต้านทานไปยังวงจร AC และครอบครองทั้งขนาดและเฟส ซึ่งแตกต่างจากความต้านทานกระแสตรง (DC) ซึ่งมีเพียงขนาดเท่านั้น เมื่อวงจรถูกขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสตรง (DC) มันจะไม่มีความแตกต่างระหว่างอิมพีแดนซ์และความต้านทาน; ความต้านทานจะเป็นอิมพีแดนซ์ที่มีมุมเฟส (อังกฤษ: phase angle) เป็นศูนย์

มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องนำเสนอแนวคิดของอิมพีแดนซ์ในวงจร AC เพราะว่ามีสองกลไกต้านทานเพิ่มเติมที่จะต้องนำมาพิจารณานอกเหนือไปจากความต้านทานปกติของวงจรดีซี: นั่นคือ 1. การเหนี่ยวนำของแรงดันไฟฟ้าในตัวนำที่เหนี่ยวนำด้วยตนเองจากสนามแม่เหล็กของกระแส (เรียกว่าการเหนี่ยวนำ) และ 2. การเก็บสะสมไฟฟ้าสถิตของประจุที่เหนี่ยวนำโดยแรงดันไฟฟ้าระหว่างแผ่นตัวนำสองแผ่น (เรียกว่าความจุ) อิมพีแดนซ์ที่เกิดจากผลกระทบทั้งสองนี้จะรวมเรียกว่ารีแอคแตนซ์ (reactance) และมีรูปเป็นส่วนจินตภาพของอิมพีแดนซ์ที่ซับซ้อนในขณะที่ความต้านทานมีรูปเป็นส่วนจริง

สัญลักษณ์สำหรับอิมพีแดนซ์ปกติจะเป็น *Z* และมันอาจแทนความหมายโดยการเขียนขนาดและเฟสของมันในรูปของ |*Z*|*∠θ* อย่างไรก็ตาม การแทนความหมายด้วยตัวเลขซับซ้อนแบบคาร์ทีเซียนจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับวัตถุประสงค์ในการวิเคราะห์วงจร

คำว่า *อิมพีแดนซ์* ตั้งขึ้นโดย Oliver Heaviside ในเดือนกรกฎาคมปี 1886 อาร์เธอร์ Kennelly เป็นคนแรกที่แทนค่าอิมพีแดนซ์ด้วยตัวเลขที่ซับซ้อนในปี 1893

อิมพีแดนซ์จะถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนแบบโดเมนความถี่ของแรงดันไฟฟ้าต่อกระแส พูดอีกอย่าง มันเป็นอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าต่อกระแสสำหรับค่าเอกโปเนนเชียลที่ซับซ้อนเชิงเดี่ยวที่ความถี่เฉพาะ *ω* โดยทั่วไป อิมพีแดนซ์จะเป็นตัวเลขที่ซับซ้อนตัวหนึ่ง ที่มีหน่วยเดียวกันกับความต้านทาน ซึ่งในหน่วย SI เป็นโอห์ม (Ω) สำหรับกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่เป็นรูปซายน์ รูปแบบขั้วของอิมพีแดนซ์ที่ซับซ้อนจะเกี่ยวข้องกับแอมพลิจูดและเฟสของแรงดันและกระแส โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:

* ขนาดของอิมพีแดนซ์ที่ซับซ้อนคืออัตราส่วนของแอมพลิจูดของแรงดันต่อแอมพลิจูดของกระแส
* เฟสของอิมพีแดนซ์ที่ซับซ้อนเป็น phase shift โดยที่กระแสจะช้ากว่าแรงดันไฟฟ้า

ตัวตรงขัามของอิมพีแดนซ์คือแอดมิทแตนซ์ (admittance) (เป็นอัตราส่วนของกระแสต่อแรงดันและมีหน่วยของซีเมนส์ ที่แต่ก่อนเรียกว่าโม (mho))

อิมพีแดนซ์ที่ซับซ้อน
--------------------

การแสดงด้วยภาพกราฟิกของระนาบอิมพีแดนซ์ที่ซับซ้อน (อังกฤษ: complex impedance plane)
อิมพีแดนซ์จะถูกแสดงเป็นปริมาณที่ซับซ้อน {\displaystyle \scriptstyle Z} และคำว่า *อิมพีแดนซ์ที่ซับซ้อน* อาจใช้แทนกันได้

รูปแบบขั้วจะสะดวกที่จะแสดงค่าลักษณะเฉพาะได้ทั้งขนาดและเฟส เป็น

{\displaystyle \ Z=|Z|e^{j\arg(Z)}}
เมื่อขนาด {\displaystyle \scriptstyle |Z|} หมายถึงอัตราส่วนของแอมพลิจูดความต่างศักย์ของแรงดันไฟฟ้าต่อแอมพลิจูดของกระแส ในขณะที่อาร์กิวเมนต์ {\displaystyle \scriptstyle \arg(Z)} (ปกติจะมีสัญลักษณ์เป็น {\displaystyle \scriptstyle \theta }) จะแสดงความแตกต่างของเฟสระหว่างแรงดันและกระแส. {\displaystyle \scriptstyle j} เป็นหน่วยจินตภาพและถูกใช้แทน {\displaystyle \scriptstyle i} ในบริบทนี้เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับสัญลักษณ์ของกระแสไฟฟ้า

ในรูปแบบคาร์ทีเซียน อิมพีแดนซ์ถูกกำหนดให้เป็น

{\displaystyle \ Z=R+jX}
เมื่อส่วนที่เป็นค่าจริงของอิมพีแดนซ์เป็นค่าความต้านทาน {\displaystyle \scriptstyle R} และส่วนที่เป็นค่าจินตภาพเป็นรีแอคแตนซ์ {\displaystyle \scriptstyle X}

เมื่อมีความจำเป็นที่จะต้องเพิ่มหรือลดค่าอิมพีแดนซ์ รูปแบบคาร์ทีเซียนจะสะดวกมากกว่า แต่เมื่อมีการคูณหรือหาร การคำนวณจะง่ายกว่าถ้ารูปแบบขั้วถูกนำมาใช้ การคำนวณวงจรเช่นการหาค่าอิมพีแดนซ์รวมของอิมพีแดนซ์สองตัวที่ต่อกันในแบบคู่ขนาน อาจจำเป็นต้องมีการแปลงระหว่างรูปแบบข้างบนหลายครั้งในระหว่างการคำนวณ การแปลงระหว่างรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่งจะต้องทำตามกฎแปลงปกติของตัวเลขที่ซับซ้อน

กฎของโอห์ม
----------

แหล่งจ่ายไฟ AC กำลังจ่ายแรงดันไฟฟ้า {\displaystyle \scriptstyle V} คล่อมโหลด {\displaystyle \scriptstyle Z} ผลักดันกระแส {\displaystyle \scriptstyle I}
บทความหลัก: กฎของโอห์ม

ความหมายของอิมพีแดนซ์สามารถเข้าใจได้โดยการแทนค่าลงไปในกฎของโอห์ม

{\displaystyle \ V=IZ=I|Z|e^{j\arg(Z)}}
ขนาดของอิมพีแดนซ์ {\displaystyle \scriptstyle |Z|} ทำหน้าที่เช่นเดียวกับความต้านทาน คือทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมอิมพีแดนซ์ {\displaystyle \scriptstyle Z} ด้วยกระแส {\displaystyle \scriptstyle I} ปัจจัยเฟส (อังกฤษ: phase factor) บอกเราว่ากระแสจะตามหลังแรงดันไฟฟ้าโดยองศาเท่ากับ {\displaystyle \scriptstyle \theta \;=\;\arg(Z)} (เช่นในโดเมนเวลา สัญญาณกระแสจะเลื่อนไป {\displaystyle \scriptstyle {\frac {\theta }{2\pi }}T} ช้ากว่าสัญญาณแรงดันไฟฟ้า)

เช่นเดียวกับที่อิมพีแดนซ์ขยายกฎของโอห์มเพื่อให้ครอบคลุมวงจร AC, ผลลัพท์อื่น ๆ ที่เกิดจากการวิเคราะห์วงจร DC เช่นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า (อังกฤษ: voltage divider) ตัวแบ่งแรงดันกระแส (อังกฤษ: current divider) ทฤษฎีบทของ Thévenin และทฤษฎีบทของนอร์ตัน ยังสามารถขยายไปยังวงจร AC ได้โดยการแทนที่ความต้านทานด้วยอิมพีแดนซ์

อ้างอิง
-------

1. ↑  *Science*, p. 18, 1888
2. ↑  Oliver Heaviside, *The Electrician*, p. 212, 23 July 1886, reprinted as *Electrical Papers*, p 64, AMS Bookstore, ISBN 0-8218-3465-7
3. ↑  Kennelly, Arthur. *Impedance* (AIEE, 1893)
4. ↑  Alexander, Charles; Sadiku, Matthew (2006). *Fundamentals of Electric Circuits* (3, revised ed.). McGraw-Hill. pp. 387–389. ISBN 978-0-07-330115-0`{{cite book}}`: CS1 maint: postscript (ลิงก์)
5. ↑  AC Ohm's law, Hyperphysics
6. ↑  Horowitz, Paul; Hill, Winfield (1989). "1". *The Art of Electronics*. Cambridge University Press. pp. 32–33. ISBN 0-521-37095-7.