Hva er en elektrisk impedans?

Elektrisk impedans, ofte bare kalt impedans, er en måling som brukes for å beskrive hvor lett strøm strømmer gjennom en vekselstrøm (AC) -krets. Den beskriver den totale mengden motstand som en krets gir for strømmen. I en likestrømkrets (DC) brukes motstand for å beskrive de samme egenskapene, men i et AC-system kommer flere faktorer inn. Elektrisk impedans er en funksjon av både motstand og reaktanse, på grunn av den sykliske natur til en vekselstrømskrets.

Generelt bestemmes kretsens motstand av antall ledige elektroner som er tilgjengelige i lederne for å føre elektrisk strøm. En kobbertråd med stor diameter vil for eksempel ha flere frie elektroner enn kobbertråd med mindre diameter, og den vil gi en lavere motstand. Den typen metall som brukes til lederen spiller også en rolle, fordi et mindre ledende metall har færre frie elektroner og gir høyere motstand mot strømmen.

Den andre komponenten av elektrisk impedans, reaktans, er på grunn av syklingen av en vekslende elektrisk strøm. En typisk elektrisk strøm fra husholdningen reverserer retning 60 ganger i sekundet, eller med en hastighet på 60 Hertz. Hver syklus forårsaker ekstra elektrisk og magnetisk motstand mot strømmen. Denne opposisjonen kalles reaktans.

I likhet med motstand er måleenheten for elektrisk impedans ohm. Impedans uttrykkes vanligvis som forskjellen i potensiell spenning over en krets, delt med den maksimale mengden strøm som går gjennom kretsen. Det enkleste uttrykket av elektrisk impedans er vist i den matematiske ligningen Z = V / I, der Z representerer impedans, V er spenning og I representerer strøm.

Elektriske målinger er nyttige for mer enn bare kobberledninger og kretskort. Menneskekroppen har også en viss grad av ledningsevne, motstand og til og med impedans. Faktisk har det medisinske samfunnet brukt elektrisk impedans som et diagnostisk verktøy siden begynnelsen av 1900-tallet. Medisinske tester som er avhengige av impedans, utnytter det faktum at forskjellige typer vev har forskjellige størrelser av impedans.

Teknikker for avbildning av elektrisk impedans, for eksempel elektrisk impedansetomografi (EIT), har blitt brukt i mange år, og de har fortsatt å forbedre og øke populariteten. Siden ondartet vev typisk viser lavere impedans enn sunt vev, har denne typen tester vist et stort løfte når det gjelder tidlig påvisning av brystkreft. En typisk EIT-test innebærer å plassere elektroder på kroppsdelen som testes. En svak elektrisk strøm påføres to eller flere elektroder, og spenningsforskjellene måles. Testen kan gjentas flere ganger og over mange kombinasjoner av elektroder for å oppnå mest mulig nøyaktige resultater.