Näivtakistus
Elektriline impedants on voolu või pinge muutumisele vastuseisu suurus.
Kaks peamist viisi impedantsi kirjutamiseks on järgmised: (vt 2. joonis, "kompleksne impedantsitasand")
- koos takistuse "R" (reaalosa) ja reaktiivsusega "X" (imaginaarne osa), näiteks Z = 1 + 1 j {\displaystyle Z=1+1j}
- mille suurus ja faas (suurus | Z | \displaystyle \left\vert Z\right\vert }
ja nurk ∠ θ θ \displaystyle \angle \theta } 
), näiteks Z = 1.4 ∠ 45 ∘ {\displaystyle Z=1.4\ nurk 45^{\circ }} 
(1,4 ohmi 45 kraadi juures)
Impedants ja takistus on üsna sarnased:
Takistuse puhul peab takisti vastu igale seda läbivale voolule. Mida suurem on takistus, seda suurem on pinge, mida on vaja teatud voolu saavutamiseks. Valem on järgmine:
V = R ∗ I {\displaystyle V=R*I}
, kus V on pinge, R on takistus ja I on vool.
Impedantsi puhul peab induktor vastu voolu muutustele ja kondensaator vastu pinge muutustele.
Peamine erinevus takistuse ja impedantsi vahel on sõna "muutus", muutuse kiirus mõjutab impedantsi. Tavaliselt väljendatakse "muutust" sagedusena, st kui mitu korda sekundis muutub voolu või pinge suund. Valemid on järgmised:
Induktori jaoks: Z = j 2 π f L {\displaystyle Z=j2\pi fL\,} 
Kondensaatori jaoks: Z = 1 j 2 π f C {\displaystyle Z={\frac {1}{j2\pi fC}}} 
Kus Z on impedantsi sümbol, j on kujuteldav arv - 1 {\displaystyle {\sqrt {-1}}} 
π {\displaystyle \pi }
on konstant pi, f on sagedus, L on induktiivsus ja C on mahtuvus. Takistuse ja impedantsi ühikud on samad, ohm sümboliga Ω {\displaystyle \Omega}. 
(suur omega).
Nagu ülaltoodud valemitest nähtub, muutub impedants sõltuvalt sagedusest, näiteks null hertsi ehk alalisvoolu korral on induktori impedants null, mis on sama kui lühis, ja kondensaatori impedants on lõpmatu, mis on sama kui lahtine vooluring. Enamik signaale on paljude erinevate sagedustega siinuslainete summa (vt täpsemalt Fourier' teisendust) ja iga signaal on erineva impedantsiga.
Sarnaselt takistusega on ka vastupanuga, mida suurem on impedants, seda suurem on pinge, mida on vaja antud voolu saavutamiseks. Valem on järgmine:
V = Z ∗ I {\displaystyle V=Z*I}
, kus V on pinge, Z on impedants ja I on vool.
Füüsilisel tasandil, lihtsustades paljusid asju:
- takistus on põhjustatud elektronide kokkupõrgetest aatomitega takistite sees.
- kondensaatori impedantsi põhjustab elektrivälja tekkimine.
- impedants induktoris on põhjustatud magnetvälja tekkimisest.
Üks oluline erinevus takistuse ja impedantsi vahel on see, et takisti hajutab energiat, see kuumeneb, kuid induktor ja kondensaator salvestavad energiat ja võivad selle energia allikale tagasi anda, kui see langeb.
Kui allika, kaabli ja koormuse impedants ei ole kõik võrdsed, siis peegeldub osa signaalist tagasi allikale, mis raiskab energiat ja tekitab häireid. Refleksiooni suhtarvu saab arvutada järgmiselt:
Γ = Z L - Z S Z L + Z S {\displaystyle \Gamma ={Z_{L}-Z_{S} \over Z_{L}+Z_{S}}
kus Γ {\displaystyle \Gamma}} 
(suur gamma) on peegeldustegur, Z S {\displaystyle Z_{S}}
on allika impedants, Z L {\displaystyle Z_{L}}
on koormuse impedants.
Igasugusel keskkonnal, milles võib olla laine, on laineimpedants, isegi tühjal ruumil (valgus on elektromagnetiline laine ja see võib liikuda ruumis) on impedants umbes 377 Ω (\displaystyle \Omega). .
Signaal peegeldub osaliselt tagasi, kui impedants muutub.
Vahelduvvooluallikas, mis rakendab pinget V {\displaystyle \scriptstyle V} 
impedantsi Z {\displaystyle \scriptstyle Z} üle. 
, mis juhib voolu I {\displaystyle \scriptstyle I} 
Kompleksse impedantsitasandi graafiline kujutamine
Faas
Takisti kohal lähevad nii pinge kui ka vool korraga üles ja alla, neid nimetatakse faasiliseks, kuid impedantsi puhul on see teisiti, pinge nihkub 1/4 lainepikkuse võrra voolu taha kondensaatoris ja ettepoole induktoris.
1/4 lainepikkust esitatakse tavaliselt kujuteldava arvuga "j", mis on samuti võrdne 90-kraadise nihkega.
Imaginaarse arvu "j" kasutamine muudab matemaatika palju lihtsamaks, see võimaldab arvutada kogu impedantsi samamoodi nagu seda tehakse takistite puhul, näiteks takisti pluss impedants jada on R+Z ja paralleelselt (R*Z)/(R+Z).
Kondensaatori (üleval) kohal muutub pinge (punane) pärast voolu (sinine), induktori (all) kohal enne. Pinge ja voolu faasivahe on 1/4 lainepikkust.
Küsimused ja vastused
K: Mis on elektriline impedants?
V: Elektriline impedants on voolu või pinge muutusele vastuseisu suurus, mida vooluahel esitab.
K: Kuidas saab elektrilist impedantsi kirjutada?
V: Elektrilist impedantsi saab kirjutada koos takistuse "R" (reaalosa) ja reaktiivsusega "X" (imaginaarne osa), samuti suurus, faas, suurus ja nurk.
K: Mis vahe on takistuse ja impedantsi vahel?
V: Peamine erinevus takistuse ja impedantsi vahel on sõna "muutus"; teisisõnu mõjutab impedantsi muutuse kiirus. Takistus peab vastu igale seda läbivale voolule, samas kui induktor peab vastu voolu muutustele ja kondensaator pinge muutustele.
K: Millised on mõned takistuse ja impedantsiga seotud valemid?
V: Takistuse puhul V=R*I, kus V on pinge, R on takistus ja I on vool; induktorite puhul Z=j2πfL; kondensaatorite puhul Z=1/j2πfC; kus Z tähistab impedantsi, j kujutab kujuteldavat arvu -1 , π tähistab konstantset pi, f tähistab sagedust, L tähistab induktiivsust, C tähistab mahtuvust.
K: Millised on mõned füüsikalised selgitused takistuse ja impedantsi vahel?
V: Takistus on tingitud elektronide kokkupõrkest aatomitega takistite sees, samas kui induktori impedants tuleneb elektrivälja tekitamisest ja kondensaatori impedants tuleneb magnetvälja tekitamisest. Lisaks sellele hajutavad takistid energiat, samas kui induktorid ja kondensaatorid salvestavad energiat, mida saab siis allikasse tagasi anda, kui see langeb.
K: Kuidas arvutatakse peegeldustegurit?
V: Peegeldustegurit saab arvutada, kasutades Γ=(ZL-ZS)/(ZL+ZS), kus Γ (suur gamma) tähistab peegeldustegurit; ZS tähistab allika impedantsi; ZL tähistab koormuse impedantsi.
