Электрический импеданс (комплексное сопротивление, полное сопротивление) — это комплексное сопротивление двухполюсника для гармонического сигнала. Импеданс — это аналог понятия сопротивления для постоянного тока в приложении к синусоидальному току. Такое понятие позволяет применить закон Ома для участка цепи в случае синусоидальных токов. Если двухполючник имеет проявление индуктивной составляющей на данной частоте, то синусоидальный ток будет отставать от напряжения на зажимах двухполюсника, а еслиимеет проявление ёмкостной составляющей, то напряжение будет отставать от тока. Если двухполюсник — активный, то задержки между током и напряжением не будет. Если реактивную составляющую импеданса X отложить по оcи Y c соответствующим знаком, а активную R по оси X, то получится графическая интерпретация импеданса как комплексного числа Z = R + jX, для которой j — это мнимая единица в представлении комплексного числа (j2=-1) , а реактивная составляющая X теоретически может быть представлена выражением:
в котором f [Герц] — это частота синусоидального сигнала; L [Генри] — выражает влияние индуктивной составляющей сопротивления; а 1/С [Фарад-1] — выражает влияние ёмкостной составляющей. Как видно из формулы, при преобладании в сопротивлении индуктивной составляющей X > 0, а преобладании ёмкостной X < 0.
Данная теоретичесая модель импеданса Z соответствует следующему физическому двухполюcнику:
К данной модели импеданса может быть приведена модель любого линейного двухполюсника, для которого может быть определены: его активная составляющая R, на зависящая от частоты, и реактивная X – зависящая от частоты сигнала.
Модуль импеданса |Z| (измеряемый в омах), как следует из графика, определяется как длина вектора суммы векторов R и X: Ещё раз подчеркнём, что значение комплексного импеданса Z = R + jX и его модуля |Z| определены только для заданной частоты синусоидального тока в цепи.
В таб. ниже раскрыт смысл терминов, употребляемых при описании импеданса цепи.
Характеристика импеданса Z=R+jX |
Активная состав-щая R |
Реактивная состав-щая X |
Индуктивный |
Мала |
Положительна |
Активно-индуктивный |
Значительна |
Положительна |
Активный |
Значительна |
Мала |
Активно-ёмкостной |
Значительна |
Отрицательна |
Ёмкостной |
Мала |
Отрицательна |
Если токи в цепи не синусоидальные, то понятие импеданса применимо отдельно для каждой частотной гармонической составляющей этого тока (если в решаемой задаче имеет смысл рассматривать полное сопротивление для каждой такой составляющей). В этом смысле понятие импеданса может быть интерпретировано как полное сопротивление цепи относительно рассматриваемой частотной составляющей переменного тока в данной цепи.
О комлексных числах ниже, или по ссылке: → комплексные числа → основные сведения о комп. числах