Co je elektrická impedance?

Ve stejnosměrných obvodech hraje odpor R důležitou roli. Pokud jde o sinusové střídavé obvody, pak to nelze provést pouze s jedním aktivním odporem. Pokud jsou totiž ve stejnosměrných obvodech kapacity a indukčnosti patrné pouze při přechodových procesech, pak ve střídavých obvodech se tyto složky projevují mnohem výrazněji.

Proto se pro adekvátní výpočet střídavých obvodů zavádí termín «elektrická impedance» - Z neboli komplexní (celkový) odpor dvoukoncové sítě vůči harmonickému signálu. Někdy řeknou jen „impedance“ a vynechají slovo „elektrický“.

Pojem impedance umožňuje aplikovat Ohmův zákon na úseky střídavých sinusových proudových obvodů... Projev oboustranné (zatěžovací) indukční složky vede ke zpoždění proudu od napětí na dané frekvenci a projev kapacitní složky - ke zpoždění napětí od proudu. Aktivní součástka nezpůsobuje zpoždění mezi proudem a napětím, působí v podstatě stejně jako ve stejnosměrném obvodu.

Impedanční složka obsahující kapacitní a indukční složku se nazývá jalová složka X. Graficky lze na ose oX vynést aktivní složku R impedance a na ose oY reaktivní složku, pak bude impedance jako celek reprezentované ve formě komplexního čísla, kde j je imaginární jednotka (imaginární jednotka na druhou je mínus 1).

V tomto případě je jasně vidět, že reaktivní složku X lze rozložit na kapacitní a indukční složky, které mají opačný směr, to znamená, že mají opačný účinek na proudovou fázi: při převaze indukční složky je impedance. obvodu jako celku bude kladný, to znamená, že proud v obvodu bude zpožďovat napětí, ale pokud převládá kapacitní složka, pak bude napětí zpožďovat proud.

Schematicky je tato dvoukoncová síť v daném tvaru znázorněna následovně:

V zásadě lze do podobné podoby zredukovat jakýkoli lineární dvouportový síťový diagram. Zde můžete určit aktivní složku R, která nezávisí na aktuální frekvenci, a jalovou složku X, která zahrnuje kapacitní a indukční složky.

Z grafického modelu, kde jsou odpory znázorněny vektory, je zřejmé, že modul impedance pro danou frekvenci sinusového proudu se vypočítá jako délka vektoru, která je součtem vektorů X a R. Impedance se měří v ohmech.

Prakticky se v popisech sinusových střídavých obvodů z hlediska impedance můžete setkat s pojmy jako «aktivní-indukční povaha zátěže» nebo «aktivní-kapacitní zátěž» nebo «čistě aktivní zátěž». To znamená následující:

• Pokud v obvodu převládá vliv indukčnosti L, pak je jalová složka X kladná, zatímco aktivní složka R je malá — jedná se o indukční zátěž. Příkladem indukční zátěže je induktor.

• Pokud v obvodu převládá vliv kapacity C, pak je reaktivní složka X záporná, zatímco aktivní složka R je malá — jedná se o kapacitní zátěž. Příkladem kapacitní zátěže je kondenzátor.

• Převažuje-li v obvodu aktivní odpor R, zatímco jalová složka X je malá, jedná se o aktivní zátěž. Příkladem aktivní zátěže je žárovka.

• Pokud je aktivní složka R v obvodu významná, ale převažuje indukční složka nad kapacitní, to znamená, že jalová složka X je kladná, nazývá se zátěž aktivní indukční. Příkladem aktivní indukční zátěže je indukční motor.

• Pokud je aktivní složka R v obvodu významná, zatímco kapacitní složka převažuje nad složkou induktivní, to znamená, že jalová složka X je záporná, nazývá se zátěž aktivní kapacitní. Příkladem aktivní kapacitní zátěže je napájení zářivky.

Viz také:Co je účiník (kosinus Phi)