Co je elektrická impedance?
Elektrická impedance, často jednoduše nazývaná impedance, je měření, které se používá k popisu toho, jak snadno elektřina protéká obvodem střídavého proudu (AC). Popisuje celkovou míru opozice, kterou obvod představuje proudu. V obvodu stejnosměrného proudu (DC) se odpor používá k popisu stejných vlastností, ale v systému střídavého proudu vstupují do hry další faktory. Elektrická impedance je funkcí jak odporu, tak i reaktance, kvůli cyklické povaze obvodu se střídavým proudem.
Obecně je odpor obvodu určen počtem volných elektronů dostupných ve vodičích pro přenos elektrického proudu. Například měděný drát s velkým průměrem bude mít více volných elektronů než měděný drát s menším průměrem a bude vykazovat nižší odpor. Roli hraje také druh kovu použitého pro dirigenta, protože méně vodivý kov má méně volných elektronů a nabízí vyšší odpor vůči proudu.
Druhá složka elektrické impedance, reaktance, je způsobena cyklem střídavého elektrického proudu. Typický elektrický proud v domácnosti mění směr 60krát za sekundu nebo rychlostí 60 Hertzů. Každý cyklus způsobuje další elektrickou a magnetickou opozici vůči proudu. Tato opozice se nazývá reaktivita.
Stejně jako odpor je měrnou jednotkou elektrické impedance ohm. Impedance je obvykle vyjádřena jako rozdíl potenciálního napětí v obvodu, děleno maximálním množstvím proudu procházejícího obvodem. Nejjednodušší vyjádření elektrické impedance je znázorněno v matematické rovnici Z = V / I, ve které Z představuje impedanci, V je napětí a I představuje proud.
Elektrická měření jsou užitečná nejen pro měděné dráty a desky s obvody. Lidské tělo má také určité množství vodivosti, odporu a dokonce i impedance. Ve skutečnosti lékařská komunita používá elektrickou impedanci jako diagnostický nástroj od počátku 20. století. Lékařské testy, které se spoléhají na impedanci, využívají skutečnosti, že různé typy tkáně mají různé velikosti impedance.
Elektrické impedanční zobrazovací techniky, jako je elektrická impedanční tomografie (EIT), se používají již mnoho let a stále se zlepšují a získávají na popularitě. Protože maligní tkáň obvykle vykazuje nižší impedanci než zdravá tkáň, ukázal se tento typ testování velmi slibně při včasné detekci rakoviny prsu. Typický test EIT zahrnuje umístění elektrod na testovanou část těla. Na dvě nebo více elektrod je přiveden slabý elektrický proud a měří se rozdíly v napětí. Zkouška se může opakovat několikrát a na mnoha kombinacích elektrod, aby se dosáhlo co nejpřesnějších výsledků.