O termo impedância é comumente usado se alguém conecta um alto-falante ( amplificador ) para um sistema de áudio é normalmente um número de Ohms, impresso regularmente próximo a muitas entradas ou em uma tomada de saída. Embora a propriedade da impedância seja menos compreendida, a palavra impedância é usada em muitas disciplinas de engenharia para se referir a um oponente ao trabalho executado. De qualquer forma, este artigo se refere particularmente à impedância elétrica, que descreve um efeito combinado de resistência (R), reatância indutiva (XL) e reatância capacitiva (XC) em um circuito CA, seja em um único componente ou em um todo o circuito.
O que é impedância elétrica?
A impedância elétrica (também conhecida como “impedância”, em resumo) é um acréscimo à definição de resistência a uma corrente alternada (CA). Isso significa que a impedância inclui tanto a resistência (oposição da corrente elétrica que causa calor) quanto a reatância (uma medida dessa corrente de oposição alterna) - em detalhes, a oposição adjacente às correntes elétricas. No corrente direta (DC), a impedância elétrica é igual à resistência, exceto que não é verdadeira em circuitos CA.
Impedância Elétrica
A impedância também pode ser diferente da resistência quando um circuito DC altera o fluxo de uma forma ou de outra - semelhante ao abertura e fechamento de um interruptor elétrico , como é observado nos computadores quando eles abrem e fecham interruptores para representar uns e zeros (linguagem binária). O oposto de impedância é admitância, que é a medida da tolerância de corrente. A figura à esquerda é um plano de impedância complexo, em que a impedância é representada por um Z, a resistência é representada por R e a reatância é representada por X.
Tomografia de impedância elétrica (EIT)
O princípio fundamental da tomografia de impedância elétrica (EIT) é semelhante à tomografia de resistência elétrica (ERT), de modo que várias medições na periferia de um vaso ou tubo de processo são tomadas e combinadas para fornecer informações sobre as propriedades elétricas do volume do processo.
Tomografia de impedância elétrica
A Tomografia de Impedância Elétrica (EIT) é um método de imagem médica não invasivo no qual uma figura da condutividade ou permissividade de uma parte do corpo é incidental a partir das medições do eletrodo de superfície. A condutividade elétrica depende do conteúdo de íons livres e difere significativamente entre diferentes tecidos biológicos (EIT absoluta) ou estados práticos diferentes de um e outros tecidos ou órgãos semelhantes (EIT relativa ou funcional). A maioria dos sistemas EIT aplica poucas correntes irregulares em uma única frequência; no entanto, alguns sistemas EIT usam várias frequências para discriminar melhor entre o tecido anormal usual e suspeito dentro do mesmo órgão (multifrequency-EIT ou espectroscopia de impedância elétrica).
Impedância Complexa
Um resistor com valor R tem uma impedância de R ohms, um número real. Um indutor ideal tem uma impedância complexa de
Z = j2πfL
Onde 'f' é a frequência em Hertz e L é a indutância em Henries. É imaginário porque um indutor ideal pode simplesmente armazenar e liberar energia elétrica. Não pode dissipá-lo como calor como um resistor. Da mesma forma, um capacitor ideal tem uma impedância complexa de
Z = -j / 2πfc
Onde 'C' é a capacitância em farads.
Uso de impedância complexa
O comportamento da impedância de um circuito CA com vários componentes rapidamente se torna incontrolável se senos e cossenos são usados para apresentar as tensões e a corrente. Uma construção matemática que facilita o uso complexo de funções exponenciais complexas. As partes necessárias da estratégia são as seguintes
Relação matemática subjacente à técnica
ejωt = cosωt + sinωt
A parte real de uma função exponencial complexa pode ser usada para representar uma tensão ou corrente CA.
V = Vm COSωt
I = Im COS (ωt-φ)
A impedância pode então ser expressa como um exponencial complexo
Z = Vm / Im e-jØ = R + jX
A impedância dos elementos individuais do circuito pode então ser expressa como números reais ou imaginários puros.
R –j / ωc jωL
Impedância complexa para RL e RC
Usar impedância complexa é uma técnica significativa para lidar com circuitos CA de múltiplos componentes. Se um plano complexo é usado com resistência ao longo do eixo real, então a reatância de um capacitor e indutor são tratados como números imaginários. Para combinações em série dos componentes, como combinações RL e RC, os valores dos componentes são adicionados como se fossem componentes de um vetor. Agora é mostrada a forma cartesiana da impedância complexa. Eles também podem ser escritos na forma polar. Impedâncias em circuitos de combinação como o Circuito paralelo RLC .
Impedância complexa para RL e RC
Resistência e Reatância
A resistência é fundamentalmente o atrito contra o movimento dos elétrons. Ele está presente em todos os condutores até certo ponto (exceto supercondutores!), E mais notavelmente em resistores. Quando a corrente alternada passa por uma resistência, forma-se uma queda de tensão que está em fase com a corrente. A resistência é matematicamente simbolizada pela letra “R” e é medida na unidade de ohms (Ω).
Circuito de resistência e reatância
A reatância é essencialmente inativa contra o movimento dos elétrons. Ele está presente em qualquer lugar onde os campos elétricos ou magnéticos são desenvolvidos em proporção a uma tensão ou corrente aplicada, correspondentemente, mas mais notavelmente em capacitores e indutores. Quando a corrente alternada passa por uma reatância pura, ocorre uma queda de tensão - que está 90o defasada em relação à corrente. A reatância é matematicamente simbolizada pela letra “X” e é medida na unidade de Ohms (Ω).
Aplicações de impedância
Tanto a impedância quanto a resistência têm aplicações, quer você as considere ou não, ambas existem em sua própria casa. A eletricidade da sua casa é controlada por um painel que contém fusíveis. Quando você passa por um surto elétrico, os fusíveis estão lá para interromper a energia para que o ferimento seja minimizado. Seus fusíveis são semelhantes a resistores de muito alta capacidade, capazes de aguentar o golpe. Sem eles, o sistema elétrico de sua casa iria fritar e você teria que reconstruí-lo do zero
Este problema pode ser resolvido graças à impedância e resistência. Outra situação em que a impedância tem importância são os capacitores. Em capacitores, a impedância é usada para gerenciar o fluxo de eletricidade em uma placa de circuito. Sem os capacitores controlando e o fluxo elétrico adaptável, seus componentes eletrônicos que usam correntes alternadas irão fritar ou enlouquecer. Uma vez que a corrente alternada fornece eletricidade em um pulso flutuante, é necessário que haja um portão que retenha toda a eletricidade e a deixe fluir suavemente para que o circuito elétrico não está sobrecarregado ou com carga insuficiente.
Neste artigo, discutimos a teoria do circuito elétrico e os conceitos de EIT (tomografia de impedância elétrica) e seus princípios de funcionamento, impedância complexa, uso de impedância complexa, impedância complexa para conceitos de circuito RL e RC e reatância e resistência. Finalmente aplicações de impedância elétrica. Além disso, para qualquer dúvida sobre este conceito ou projetos elétricos e eletrônicos , dê suas sugestões valiosas comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, quais são as aplicações de uma impedância elétrica ?
Créditos fotográficos:
,_1987._(9663810916).jpg){kind=link}
