Co to jest impedancja elektryczna?

Impedancja elektryczna, często nazywana impedancją, jest pomiarem zastosowanym do opisania, jak łatwo przepływa elektryczność przez obwód prądu naprzemiennego (AC). Opisuje całkowitą ilość sprzeciwu, którą obwód przedstawia prądowi. W obwodzie prądu stałego (DC) rezystancja jest używana do opisania tych samych właściwości, ale w systemie AC wchodzą dodatkowe czynniki. Impedancja elektryczna jest funkcją zarówno odporności, jak i reaktancji, ze względu na cykliczny charakter przemiennego obwodu prądu.

Zasadniczo rezystancja obwodu jest określona przez liczbę wolnych elektronów dostępnych w przewodnikach do przenoszenia prądu elektrycznego. Na przykład drut miedziany o dużej średnicy będzie miał więcej wolnych elektronów niż drut miedziany o mniejszej średnicy i będzie miał niższy opór. Rodzaj metalu stosowany w przewodzie odgrywa również rolę, ponieważ mniej przewodzący metal ma mniej wolnych elektronów i oferuje wyższą odporność na prąd.

thE drugi składnik impedancji elektrycznej, reaktancji, wynika z cykli przemiennego prądu elektrycznego. Typowy domowy prąd elektryczny odwraca kierunek 60 razy na sekundę lub z prędkością 60 Hertz. Każdy cykl powoduje dodatkowy sprzeciw elektryczny i magnetyczny wobec prądu. Ta opozycja nazywa się reaktancją.

Podobnie jak rezystancja, jednostką pomiaru impedancji elektrycznej jest om. Impedancja jest zwykle wyrażana jako różnica w potencjalnym napięciu w obwodzie, podzielona przez maksymalną ilość prądu przechodzącego przez obwód. Najprostszy wyrażenie impedancji elektrycznej pokazano w równaniu matematycznym Z = V/I, w którym Z reprezentuje impedancję, V jest napięciem, a I reprezentuje prąd.

Pomiary elektryczne są przydatne dla nie tylko przewodów miedzianych i płyt obwodowych. Ciało ludzkie posiada również pewną przewodność, Resipostawa, a nawet impedancja. W rzeczywistości społeczność medyczna stosuje impedancję elektryczną jako narzędzie diagnostyczne od wczesnych lat XX wieku. Testy medyczne, które opierają się na impedancji, wykorzystują fakt, że różne rodzaje tkanki mają różne wielkości impedancji.

Techniki obrazowania impedancji elektrycznej, takie jak tomografia impedancyjna elektryczna (EIT), są używane od wielu lat, i nadal poprawia się i zyskuje na popularności. Ponieważ złośliwe tkanki zwykle wykazują niższą impedancję niż zdrowa tkanka, ten rodzaj testowania wykazał wielką obiecanie we wczesnym wykryciu raka piersi. Typowy test EIT obejmuje umieszczenie elektrod na testowanej części ciała. Słaby prąd elektryczny jest nakładany na dwie lub więcej elektrod, a różnice w napięciu są mierzone. Test można powtórzyć kilka razy i przez wiele kombinacji elektrod, aby uzyskać najdokładniejsze wyniki.