Hvad er en elektrisk impedans?

Elektrisk impedans, ofte simpelt 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 et jævnstrømskredsløb (DC) bruges modstand til at beskrive de samme egenskaber, men i et vekslingssystem kommer ekstra faktorer ind. Elektrisk impedans er en funktion af både modstand og reaktans på grund af den vekslende strømkreds cykliske karakter.

Generelt bestemmes kredsløbets modstand af antallet af ledige elektroner, der er tilgængelige i lederne til at føre elektrisk strøm. For eksempel vil en kobbertråd med stor diameter have mere frie elektroner end en kobbertråd med mindre diameter, og den vil give en lavere modstand. Den type metal, der bruges til lederen, spiller også en rolle, fordi et mindre ledende metal har færre frie elektroner og giver større modstand mod strømmen.

Den anden komponent af elektrisk impedans, reaktans, er på grund af cyklussen af ​​en vekslende elektrisk strøm. En typisk elektrisk strøm til husholdningen vender retning 60 gange pr. Sekund eller med en hastighed på 60 Hertz. Hver cyklus medfører yderligere elektrisk og magnetisk modstand mod strømmen. Denne modstand kaldes reaktans.

Ligesom modstand er måleenheden for elektrisk impedans ohm. Impedans udtrykkes normalt som forskellen i potentialspænding over et kredsløb divideret med den maksimale strømmængde, 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 I repræsenterer strøm.

Elektriske målinger er nyttige til mere end bare kobberledninger og kredsløbskort. Den menneskelige krop besidder også en vis mængde ledningsevne, modstand og endda impedans. Faktisk har det medicinske samfund anvendt 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 impedansetomografi (EIT), har været brugt i mange år, og de er fortsat med at forbedre og få 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 legemsdel, 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 opnå de mest nøjagtige resultater.