Vad är en elektrisk impedans?

Elektrisk impedans, ofta enkelt kallad impedans, är en mätning som används för att beskriva hur lätt el flyter genom en växelström (AC) -krets. Den beskriver den totala mängden motstånd som en krets presenterar för strömmen. I en likströmskrets (DC) används motstånd för att beskriva samma egenskaper, men i ett växelströmssystem kommer ytterligare faktorer in. Elektrisk impedans är en funktion av både motstånd och reaktans på grund av en växelströmskretsens cykliska natur.

Generellt bestäms kretsens motstånd av antalet fria elektroner tillgängliga i ledarna för att bära elektrisk ström. En koppartråd med stor diameter, till exempel, kommer att ha fler fria elektroner än en koppartråd med mindre diameter, och den kommer att ge ett lägre motstånd. Den typ av metall som används för ledaren spelar också en roll, eftersom en mindre ledande metall har färre fria elektroner och erbjuder högre motstånd mot strömmen.

Den andra komponenten av elektrisk impedans, reaktans, beror på cykling av en växelström. En typisk hushålls elektrisk ström vänder riktning 60 gånger per sekund eller med en hastighet av 60 Hertz. Varje cykel orsakar ytterligare elektrisk och magnetisk motstånd mot strömmen. Denna opposition kallas reaktans.

Liksom motstånd är mätenheten för elektrisk impedans ohm. Impedansen uttrycks vanligtvis som skillnaden i potentialspänning över en krets, dividerad med den maximala mängden ström som passerar genom kretsen. Det enklaste uttrycket för elektrisk impedans visas i den matematiska ekvationen Z = V / I, där Z representerar impedans, V är spänning och I representerar ström.

Elektriska mätningar är användbara för mer än bara koppartrådar och kretskort. Människokroppen har också en viss mängd konduktivitet, motstånd och till och med impedans. Faktum är att det medicinska samfundet har använt elektrisk impedans som ett diagnostiskt verktyg sedan början av 1900-talet. Medicinska test som förlitar sig på impedans drar fördel av det faktum att olika typer av vävnad har olika storleken av impedans.

Elektriska impedansavbildningstekniker, såsom elektrisk impedans tomografi (EIT), har använts under många år, och de har fortsatt att förbättra och öka i popularitet. Eftersom malign vävnad typiskt uppvisar lägre impedans än frisk vävnad, har denna typ av tester visat stort löfte för tidig upptäckt av bröstcancer. Ett typiskt EIT-test involverar placering av elektroder på den kroppsdel ​​som testas. En svag elektrisk ström appliceras på två eller flera elektroder, och spänningsskillnaderna mäts. Testet kan upprepas flera gånger och över många kombinationer av elektroder för att få de mest exakta resultaten.