Che cos'è un'impedenza elettrica?
L'impedenza elettrica, spesso chiamata semplicemente impedenza, è una misura utilizzata per descrivere la facilità con cui l'elettricità fluisce attraverso un circuito a corrente alternata (CA). Descrive la quantità totale di opposizione che un circuito presenta alla corrente. In un circuito a corrente continua (CC), la resistenza viene utilizzata per descrivere le stesse proprietà, ma in un sistema CA entrano in gioco altri fattori. L'impedenza elettrica è una funzione sia della resistenza che della reattanza, a causa della natura ciclica di un circuito a corrente alternata.
Generalmente, la resistenza del circuito è determinata dal numero di elettroni liberi disponibili all'interno dei conduttori per trasportare corrente elettrica. Un filo di rame di grande diametro, ad esempio, avrà più elettroni liberi di un filo di rame di diametro inferiore e presenterà una resistenza inferiore. Anche il tipo di metallo utilizzato per il conduttore ha un ruolo, perché un metallo meno conduttivo ha meno elettroni liberi e offre una maggiore resistenza alla corrente.
Il secondo componente dell'impedenza elettrica, la reattanza, è dovuto al ciclo di una corrente elettrica alternata. Una tipica corrente elettrica domestica inverte la direzione 60 volte al secondo o con una frequenza di 60 Hertz. Ogni ciclo provoca un'ulteriore opposizione elettrica e magnetica alla corrente. Questa opposizione si chiama reattanza.
Come la resistenza, l'unità di misura dell'impedenza elettrica è l'ohm. L'impedenza è solitamente espressa come differenza nella potenziale tensione attraverso un circuito, divisa per la quantità massima di corrente che passa attraverso il circuito. L'espressione più semplice dell'impedenza elettrica è mostrata nell'equazione matematica Z = V / I, in cui Z rappresenta l'impedenza, V è la tensione e I rappresenta la corrente.
Le misurazioni elettriche sono utili non solo per i fili di rame e i circuiti stampati. Il corpo umano possiede anche una certa quantità di conduttività, resistenza e persino impedenza. In effetti, la comunità medica ha usato l'impedenza elettrica come strumento diagnostico sin dai primi del 1900. I test medici che si basano sull'impedenza sfruttano il fatto che diversi tipi di tessuto possiedono diverse intensità di impedenza.
Le tecniche di imaging di impedenza elettrica, come la tomografia ad impedenza elettrica (EIT), sono state utilizzate per molti anni e hanno continuato a migliorare e ad acquisire popolarità. Poiché il tessuto maligno mostra in genere un'impedenza inferiore rispetto al tessuto sano, questo tipo di test ha mostrato grandi promesse nella diagnosi precoce del carcinoma mammario. Un tipico test EIT prevede il posizionamento di elettrodi sulla parte del corpo da testare. Una corrente elettrica debole viene applicata a due o più elettrodi e vengono misurate le differenze di tensione. Il test potrebbe essere ripetuto più volte e su più combinazioni di elettrodi per ottenere i risultati più accurati.