Hvad er en elektrisk impedans?

Elektrisk impedans, ofte blot kaldet impedans, er en måling, der bruges til at beskrive, hvor let elektricitet flyder gennem et vekselstrøm (AC) kredsløb. Den beskriver den samlede mængde modstand, som et kredsløb præsenterer for strømmen. I en jævnstrøm (DC) kredsløb bruges modstanden til at beskrive de samme egenskaber, men i et vekselstrømssystem kommer yderligere faktorer i spil. Elektrisk impedans er en funktion af både resistens og reaktans på grund af den cykliske karakter af et vekslende strømkredsløb.

Generelt bestemmes kredsløbets modstand af antallet af frie elektroner, der er tilgængelige i lederne til at transportere elektrisk strøm. En kobbertråd med stor diameter, for eksempel, vil have flere frie elektroner end en kobbertråd med mindre diameter, og den vil præsentere en lavere modstand. Den type metal, der bruges til lederen, spiller også en rolle, fordi et mindre ledende metal har færre frie elektroner og tilbyder højere modstand mod strømmen.

thE anden komponent i elektrisk impedans, reaktans, er på grund af cykling af en vekslende elektrisk strøm. En typisk elektrisk husholdningsstrøm vender retning 60 gange i sekundet eller med en hastighed på 60 Hertz. Hver cyklus forårsager yderligere elektrisk og magnetisk modstand mod strømmen. Denne modstand kaldes reaktans.

Som modstand er måleenheden for elektrisk impedans OHM. Impedans udtrykkes normalt som forskellen i potentiel spænding på tværs af et kredsløb, divideret med den maksimale mængde strøm, der passerer gennem kredsløbet. Det enkleste udtryk for elektrisk impedans er vist i den matematiske ligning z = v/i, hvor z repræsenterer impedans, V er spænding og jeg repræsenterer aktuel.

Elektriske målinger er nyttige til mere end blot kobbertråde og kredsløbskort. Den menneskelige krop besidder også en bestemt mængde ledningsevne, resiholdning og endda impedans. Faktisk har det medicinske samfund brugt elektrisk impedans som et diagnostisk værktøj siden de tidlige 1900'ere. Medicinske tests, der er afhængige af impedans, drager fordel af det faktum, at forskellige typer væv har forskellige størrelser af impedans.

Elektriske impedansafbildningsteknikker, såsom elektrisk impedans tomografi (EIT), er blevet brugt i mange år, og de er fortsat med at forbedre og vinde i popularitet. Da ondartet væv typisk viser lavere impedans end sundt væv, har denne type test vist et stort løfte ved tidlig påvisning af brystkræft. En typisk EIT -test involverer placering af elektroder på den kropsdel, der testes. En svag elektrisk strøm påføres to eller flere elektroder, og forskellene i spænding måles. Testen kan gentages flere gange og over mange kombinationer af elektroder for at få de mest nøjagtige resultater.