Impedância

Impedância, denominada Z, é uma expressão da oposição que um componente eletrônico, circuito ou sistema oferece à corrente elétrica alternada e/ou direta. A impedância é uma quantidade vetorial (bidimensional) que consiste em dois fenômenos escalares independentes (unidimensionais): resistência e reatância.resistência, denotada R, é uma medida da medida em que uma substância se opõe ao movimento de elétrons entre seus átomos. Quanto mais facilmente os átomos desistem e/ou aceitam elétrons, menor é a resistência, que é expressa em número real positivo ohms. Exemplos de materiais com baixa resistência, conhecidos como condutores elétricos, incluem o cobre, prata e ouro. As substâncias de alta resistência são chamadas isoladores ou dielétricos e incluem materiais como polietileno, mica e vidro. A reactância, designada por X, é uma expressão da medida em que um componente electrónico, circuito ou sistema armazena e liberta energia à medida que a corrente e tensão flutuam a cada ciclo AC.Quando AC passa por um componente que contém reactância, a energia pode ser armazenada e libertada sob a forma de um campo magnético, caso em que a reactância é indutiva (denotado +jXL); ou a energia pode ser armazenada e libertada sob a forma de um campo eléctrico, caso em que a reactância é capacitiva (denotado -jXC). A reactância é convencionalmente multiplicada pela raiz quadrada positiva de -1, que é o número imaginário da unidade chamado operador j, para expressar Z como um número complexo da forma R + jXL (quando a reactância líquida é indutiva) ou R - jXC (quando a reactância líquida é capacitiva).

A ilustração mostra um plano de coordenadas modificado para denotar impedâncias de números complexos. A resistência aparece no eixo horizontal, deslocando-se para a direita.(A metade esquerda deste plano de coordenadas não é normalmente utilizada porque as resistências negativas não são encontradas na prática comum.A reactância indutiva aparece no eixo imaginário positivo, deslocando-se para cima. A reactância capacitiva é representada no eixo imaginário negativo, deslocando-se para baixo. Como exemplo, uma impedância complexa constituída por 4 ohms de resistência e +j5 ohms de reactância indutiva é denotada como um vector desde a origem até ao ponto no plano correspondente a 4 + j5.

>impedanc.gif (1953 bytes)

Em circuitos em série, as resistências e as reactâncias somam-se independentemente. Suponha que uma resistência de 100,00 ohms é ligada num circuito em série com uma indutância de 10.000 ?H.A 4,0000 MHz, a impedância complexa é:

ZRL = R + jXL = 100,00 + j251.33

Se um condensador de 0,0010000 ?F for colocado no lugar do indutor, a impedância complexa resultante a 4,0000 MHz é:

ZRC = R - jXC = 100,00 - j39.789

Se os três componentes estiverem ligados em série, então as reactâncias adicionam, produzindo uma impedância complexa de:

ZRLC = 100 + j251.33 - j39.789 = 100 + j211.5

Este é o equivalente a um resistor de 100 ohm em série com um indutor com +j211,5 ohms de reactância.A 4,0000 MHz, esta reactância é apresentada por uma indutância de 8,415 ?H, conforme determinado ligando os números à fórmula da reactância indutiva e trabalhando para trás.Para calcular os efeitos da reactância capacitiva e indutiva em paralelo, as quantidades são convertidas em susceptância indutiva e susceptância capacitiva.Para calcular os efeitos da condutividade e da condutividade em paralelo, as grandezas são convertidas em susceptância indutiva e susceptância capacitiva.