O que é impedância elétrica?

Em circuitos DC, a resistência R desempenha um papel importante. Quanto aos circuitos CA senoidais, isso não pode ser feito com apenas uma resistência ativa. De fato, se nos circuitos CC as capacidades e indutâncias são perceptíveis apenas durante os processos transitórios, nos circuitos CA esses componentes se manifestam de maneira muito mais significativa.

Portanto, para um cálculo adequado de circuitos de corrente alternada, o termo «impedância elétrica» é introduzido - Z ou a resistência complexa (total) de uma rede de duas extremidades a um sinal harmônico. Às vezes, eles dizem apenas "impedância", deixando de fora a palavra "elétrica".

O conceito de impedância permite aplicar Lei de Ohm para seções de circuitos de corrente senoidal de corrente alternada... A manifestação do componente indutivo de dupla extremidade (carga) leva ao atraso da corrente da tensão em uma determinada frequência, e a manifestação do componente capacitivo - ao atraso da tensão da corrente. O componente ativo não causa atraso entre corrente e tensão, agindo essencialmente da mesma forma que em um circuito CC.

O componente de impedância contendo os componentes capacitivo e indutivo é chamado de componente reativo X. Graficamente, o componente ativo R da impedância pode ser plotado no eixo oX e o componente reativo no eixo oY, então a impedância como um todo será representado na forma de um número complexo onde j é a unidade imaginária (a unidade imaginária ao quadrado é menos 1).

Neste caso, percebe-se claramente que o componente reativo X pode ser decomposto em componentes capacitivos e indutivos, que têm sentido contrário, ou seja, têm efeito contrário na fase da corrente: com predominância do componente indutivo, a impedância do circuito como um todo será positivo, ou seja, a corrente no circuito ficará atrasada em relação à tensão, mas se o componente capacitivo predominar, a tensão ficará atrasada em relação à corrente.

Esquematicamente, esta rede de dois terminais na forma dada é representada da seguinte forma:

Em princípio, qualquer diagrama de rede linear de duas portas pode ser reduzido a uma forma semelhante. Aqui você pode determinar o componente ativo R, que não depende da frequência atual, e o componente reativo X, que inclui os componentes capacitivo e indutivo.

A partir do modelo gráfico, onde as resistências são representadas por vetores, fica claro que o módulo da impedância para uma dada frequência de corrente senoidal é calculado como o comprimento do vetor, que é a soma dos vetores X e R. Impedância é medido em ohms.

Praticamente, nas descrições de circuitos CA senoidais em termos de impedância, você pode encontrar termos como «natureza ativo-indutiva da carga» ou «carga ativa-capacitiva» ou «carga puramente ativa». Isso significa o seguinte:

• Se a influência da indutância L prevalecer no circuito, então o componente reativo X é positivo, enquanto o componente ativo R é pequeno - esta é uma carga indutiva. Um exemplo de uma carga indutiva é um indutor.

• Se a influência da capacitância C predominar no circuito, então o componente reativo X é negativo, enquanto o componente ativo R é pequeno - esta é uma carga capacitiva. Um exemplo de carga capacitiva é um capacitor.

• Se a resistência ativa R predomina no circuito enquanto o componente reativo X é pequeno, é uma carga ativa. Um exemplo de carga ativa é uma lâmpada incandescente.

• Se o componente ativo R no circuito é significativo, mas o componente indutivo prevalece sobre o componente capacitivo, ou seja, o componente reativo X é positivo, a carga é chamada de ativo-indutivo. Um exemplo de carga indutiva ativa é um motor de indução.

• Se o componente R ativo no circuito for significativo, enquanto o componente capacitivo prevalece sobre o componente indutivo, ou seja, o componente reativo X é negativo, a carga é chamada de ativo-capacitivo. Um exemplo de carga capacitiva ativa é a alimentação de uma lâmpada fluorescente.

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