Elektriksel empedans, bir devrenin akım veya voltaj değişimine gösterdiği karşıtlık miktarıdır.

Bir empedans yazmanın iki ana yolu vardır: (bkz. 2. şekil, "karmaşık empedans düzlemi")

  1. "R" direnci (gerçek kısım) ve "X" reaktansı (hayali kısım) ile, örneğin Z = 1 + 1 j {\displaystyle Z=1+1j} {\displaystyle Z=1+1j}
  2. bir büyüklük ve bir faz ile (boyut | Z | {\displaystyle \left\vert Z\right\vert }{\displaystyle \left\vert Z\right\vert } ve açı ∠ θ {\displaystyle \angle \theta } {\displaystyle \angle \theta }), örneğin Z = 1.4 ∠ 45 ∘ {\displaystyle Z=1.4\angle 45^{\circ }} {\displaystyle Z=1.4\angle 45^{\circ }}(45 derecede 1,4 ohm)

Empedans ve direnç oldukça benzerdir:

Direnç söz konusu olduğunda, bir direnç içinden geçen herhangi bir akıma direnç gösterir. Direnç ne kadar yüksek olursa, belirli bir akımı elde etmek için gereken voltaj da o kadar yüksek olur. Formül şöyledir:

V = R ∗ I {\displaystyle V=R*I}{\displaystyle V=R*I} , burada V gerilim, R direnç ve I akımdır.

Empedans durumunda, bir indüktör akımdaki değişikliklere direnç gösterir ve kapasitör voltajdaki değişikliklere direnç gösterir.

Direnç ve empedans arasındaki temel fark "değişim" kelimesidir, değişim oranı empedansı etkiler. Genellikle "değişim" bir frekans olarak ifade edilir, akım veya voltajın saniyede kaç kez yön değiştirdiği. Formüller şöyledir:

İndüktör için: Z = j 2 π f L {\displaystyle Z=j2\pi fL\,} {\displaystyle Z=j2\pi fL\,}

Kondansatör için: Z = 1 j 2 π f C {\displaystyle Z={\frac {1}{j2\pi fC}} {\displaystyle Z={\frac {1}{j2\pi fC}}}

Burada Z empedansın sembolüdür, j hayali sayıdır - 1 {\displaystyle {\sqrt {-1}} {\displaystyle {\sqrt {-1}}}, π {\displaystyle \pi } {\displaystyle \pi }pi sabiti, f frekans, L endüktans ve C kapasitanstır. Direnç ve empedans için birimler aynıdır, ohm sembolü Ω {\displaystyle \Omega } {\displaystyle \Omega }(büyük omega).

Yukarıdaki formüllerde belirtildiği gibi, empedans frekansa bağlı olarak değişir, örneğin, sıfır Hertz'de veya DC'de, indüktörün empedansı sıfırdır, kısa devre ile aynıdır ve kapasitörün empedansı sonsuzdur, açık devre ile aynıdır. Çoğu sinyal, çeşitli frekanslardaki birçok sinüs dalgasının toplamıdır (daha fazla ayrıntı için fourier dönüşümüne bakın) ve her biri farklı bir empedansa maruz kalır.

Dirence benzer şekilde, empedans ne kadar yüksekse, belirli bir akım elde etmek için gereken voltaj da o kadar yüksek olur. Formül şöyledir:

V = Z ∗ I {\displaystyle V=Z*I}{\displaystyle V=Z*I} , burada V gerilim, Z empedans ve I akımdır.

Fiziksel düzeyde, birçok şeyi basitleştirmek:

  • Direnç, elektronların dirençlerin içindeki atomlarla çarpışmasından kaynaklanır.
  • Bir kondansatördeki empedans, bir elektrik alanının yaratılmasından kaynaklanır.
  • Bir indüktördeki empedans, manyetik bir alanın yaratılmasından kaynaklanır.

Direnç ve empedans arasındaki önemli bir fark, bir direncin enerjiyi dağıtması, ısınması, ancak bir indüktör ve bir kapasitörün enerjiyi depolaması ve düştüğünde bu enerjiyi kaynağa geri verebilmesidir.

Kaynak, kablo ve yükün empedansı eşit değilse, sinyalin bir kısmı kaynağa geri yansıyarak güç israfına ve parazite neden olur. Yansıma oranı şu şekilde hesaplanabilir:

Γ = Z L - Z S Z L + Z S {\displaystyle \Gamma ={Z_{L}-Z_{S} \over Z_{L}+Z_{S}}}{\displaystyle \Gamma ={Z_{L}-Z_{S} \over Z_{L}+Z_{S}}} burada Γ {\displaystyle \Gamma } {\displaystyle \Gamma }(büyük gama) Yansıma katsayısı, Z S {\displaystyle Z_{S}}{\displaystyle Z_{S}} kaynağın empedansı, Z L {\displaystyle Z_{L}}{\displaystyle Z_{L}} yükün empedansıdır.

Bir dalgaya sahip olabilen her ortamın bir dalga empedansı vardır, boş uzay bile (ışık bir elektromanyetik dalgadır ve uzayda hareket edebilir) yaklaşık 377 Ω {\displaystyle \Omega } empedansa sahiptir. {\displaystyle \Omega }.