Cos'è l'impedenza elettrica?

Nei circuiti DC, la resistenza R gioca un ruolo importante. Per quanto riguarda i circuiti CA sinusoidali, non è possibile farlo con una sola resistenza attiva. Infatti, se nei circuiti in corrente continua le capacità e le induttanze si notano solo durante i processi transitori, nei circuiti in corrente alternata queste componenti si manifestano in modo molto più significativo.

Pertanto, per un calcolo adeguato dei circuiti a corrente alternata, viene introdotto il termine «impedenza elettrica» - Z o la resistenza complessa (totale) di una rete a due estremità a un segnale armonico. A volte dicono solo "impedenza", tralasciando la parola "elettrico".

Il concetto di impedenza ti consente di applicare Legge di Ohm a sezioni di circuiti a corrente sinusoidale in corrente alternata... La manifestazione del componente induttivo a doppia estremità (caricamento) porta al ritardo della corrente dalla tensione a una data frequenza e la manifestazione del componente capacitivo - al ritardo della tensione dalla corrente. Il componente attivo non provoca un ritardo tra corrente e tensione, agendo essenzialmente come in un circuito CC.

La componente di impedenza contenente le componenti capacitive e induttive è chiamata componente reattiva X. Graficamente, la componente attiva R dell'impedenza può essere tracciata sull'asse oX e la componente reattiva sull'asse oY, quindi l'impedenza nel suo insieme sarà rappresentato sotto forma di un numero complesso dove j è l'unità immaginaria (l'unità immaginaria al quadrato è meno 1).

In questo caso, si vede chiaramente che la componente reattiva X può essere scomposta in componenti capacitive e induttive, che hanno verso opposto, cioè hanno l'effetto opposto sulla fase corrente: con la predominanza della componente induttiva, l'impedenza del circuito nel suo insieme sarà positivo, cioè la corrente nel circuito sarà in ritardo rispetto alla tensione, ma se predomina la componente capacitiva, allora la tensione sarà in ritardo rispetto alla corrente.

Schematicamente, questa rete a due terminali nella forma data è rappresentata come segue:

In linea di principio, qualsiasi diagramma di rete lineare a due porte può essere ridotto a una forma simile. Qui è possibile determinare la componente attiva R, che non dipende dalla frequenza della corrente, e la componente reattiva X, che comprende le componenti capacitive e induttive.

Dal modello grafico, dove le resistenze sono rappresentate da vettori, è chiaro che il modulo dell'impedenza per una data frequenza di corrente sinusoidale è calcolato come la lunghezza del vettore, che è la somma dei vettori X e R. Impedenza si misura in ohm.

In pratica, nelle descrizioni dei circuiti AC sinusoidali in termini di impedenza, si possono trovare termini come «natura attivo-induttiva del carico» o «carico attivo-capacitivo» o «carico puramente attivo». Ciò significa quanto segue:

• Se nel circuito prevale l'influenza dell'induttanza L, allora il componente reattivo X è positivo, mentre il componente attivo R è piccolo: si tratta di un carico induttivo. Un esempio di carico induttivo è un induttore.

• Se l'influenza della capacità C predomina nel circuito, allora il componente reattivo X è negativo, mentre il componente attivo R è piccolo: questo è un carico capacitivo. Un esempio di carico capacitivo è un condensatore.

• Se la resistenza attiva R predomina nel circuito mentre la componente reattiva X è piccola, si tratta di un carico attivo. Un esempio di carico attivo è una lampada a incandescenza.

• Se la componente attiva R nel circuito è significativa, ma la componente induttiva prevale sulla componente capacitiva, cioè la componente reattiva X è positiva, il carico è detto attivo-induttivo. Un esempio di carico induttivo attivo è un motore a induzione.

• Se la componente attiva R nel circuito è significativa, mentre la componente capacitiva prevale su quella induttiva, cioè la componente reattiva X è negativa, il carico è detto attivo-capacitivo. Un esempio di carico attivo-capacitivo è l'alimentazione di una lampada fluorescente.

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