Электрическое сопротивление - это величина сопротивления, которое цепь представляет для изменения тока или напряжения.

Два основных способа написания импеданса: (см. 2-ой рисунок, "комплексная плоскость импеданса").

  1. с сопротивлением "R" (реальная часть) и реакцией "X" (воображаемая часть), например Z = 1 + 1 j {\displaystyle Z=1+1j}. {\displaystyle Z=1+1j}
  2. с амплитудой и фазой (размер | Z | {\displaystyle \left\vert Z\right\vert } {\displaystyle \left\vert Z\right\vert }и углом ∠ θ {\displaystyle \angle \theta }. {\displaystyle \angle \theta }), например Z = 1.4 ∠ 45 ∘ {\displaystyle Z=1.4\angle 45^{\circ }} {\displaystyle Z=1.4\angle 45^{\circ }}(1,4 Ом при 45 градусах)

Импеданс и сопротивление очень похожи:

В случае сопротивления резистор сопротивляется любому току, проходящему через него. Чем выше сопротивление, тем выше напряжение, необходимое для достижения заданного тока. Формула такая:

V = R ∗ I {\displaystyle V=R*I}{\displaystyle V=R*I} , где V - напряжение, R - сопротивление, а I - ток.

В случае импеданса индуктор сопротивляется изменениям тока, а конденсатор сопротивляется изменениям напряжения.

Ключевым различием между сопротивлением и импедансом является слово "изменение", скорость изменения влияет на импеданс. Обычно слово "изменение" выражается в виде частоты, количества раз в секунду изменения тока или направления изменения напряжения. Формулы таковы:

Для индуктора: Z = j 2 π f L {\displaystyle Z=j2\pi fL,} {\displaystyle Z=j2\pi fL\,}

Для конденсатора: Z = 1 j 2 π f C {\displaystyle Z={\frac {1}{j2\pi fC}}} {\displaystyle Z={\frac {1}{j2\pi fC}}}

Где Z - символ импеданса, j - воображаемое число - 1 {\displaystyle {\sqrt {-1}}} {\displaystyle {\sqrt {-1}}}π {\displaystyle \pi }{\displaystyle \pi } - постоянный пи, f - частота, L - индуктивность, а C - емкость. Единицы сопротивления и импеданса одинаковы, ом с символом Ω {\displaystyle \Omega }. {\displaystyle \Omega }(Капитал Омега).

Как видно из приведенных выше формул, импеданс изменяется в зависимости от частоты, например, при нулевом герце или постоянном токе, импеданс индуктора равен нулю, как при коротком замыкании, а импеданс конденсатора бесконечен, как при разомкнутом замыкании. Большинство сигналов представляет собой сумму многих синусоидальных волн на различных частотах (более подробно см. преобразование фурье), и каждый из них испытывает различный импеданс.

Подобно сопротивлению, чем выше импеданс, тем выше напряжение, необходимое для достижения заданного тока. Формула такая:

V = Z ∗ I {\displaystyle V = Z*I}{\displaystyle V=Z*I} , где V - напряжение, Z - импеданс, а I - ток.

На физическом уровне, упрощая многие вещи:

  • Сопротивление вызвано столкновениями электронов с атомами внутри резисторов.
  • импеданс в конденсаторе обусловлен созданием электрического поля.
  • импеданс в индукторе вызван созданием магнитного поля.

Одно из важных различий между сопротивлением и импедансом заключается в том, что резистор рассеивает энергию, он нагревается, но индуктор и конденсатор накапливают энергию и могут вернуть ее источнику, когда она падает.

Если импеданс источника, кабеля и нагрузки не одинаков, то часть сигнала отражается обратно на источник, напрасно тратя энергию и создавая помехи. Соотношение отражений может быть рассчитано с помощью:

Γ = Z L - Z S Z L + Z S {\displaystyle \Gamma ={Z_{L}-Z_{S} \over Z_{L}+Z_{S}} {\displaystyle \Gamma ={Z_{L}-Z_{S} \over Z_{L}+Z_{S}}}Где Γ {\displaystyle \Gamma } {\displaystyle \Gamma }(капитальная гамма) - коэффициент отражения, Z S {\displaystyle Z_{S}}{\displaystyle Z_{S}} - импеданс источника, Z L {\displaystyle Z_{L}{\displaystyle Z_{L}} - импеданс нагрузки.

Любая среда, которая может иметь волну, имеет волновое сопротивление, даже пустое пространство (свет - это электромагнитная волна, и она может перемещаться в пространстве) имеет импеданс около 377 Ω {\displaystyle \Omega }. {\displaystyle \Omega }.