IMPEDANCIA ELECTRICA.

...

Resistencia vs reactancia

La resistencia y la reactancia juntas determinan la magnitud y la fase de la impedancia

En muchas aplicaciones la fase relativa de la tensión y la corriente no es crítica por lo que sólo la magnitud de la impedancia es significativa.

Resistencia

La resistencia es la parte real de la impedancia; un dispositivo con una impedancia puramente resistiva no exhibe ningún desplazamiento de fase entre la tensión y la corriente.

Reactancia

Reactancia es la parte imaginaria de la impedancia; un componente con una reactancia finita induce un desplazamiento de fase entre el voltaje y la corriente a través de él.

Una componente puramente reactiva se distingue por la tensión sinusoidal a través de la componente en cuadratura con la corriente sinusoidal a través del componente, esto implica que el componente absorbe alternativamente la energía desde el circuito y a continuación, devuelve energía para el circuito. Una reactancia pura no disipará cualquier energía.

La reactancia capacitiva

Es la oposición al paso de corriente alterna (AC) ofrecida por los condensadores. Se representa como XC. Esta oposición es “reactiva” porque el elemento “reacciona” al variar la tensión aplicada sobre él. Cuando el condensador (C) está totalmente descargado se comporta como un cortocircuito y cuando se carga completamente es una resistencia de valor infinito. Como la corriente es alterna el condensador esta cargando y descargándose constantemente. Si la frecuencia de la corriente es baja, permanecerá más tiempo en estado de “casi carga” que en estado de “casi descarga”, por lo tanto presentara una media de alta oposición al paso de la corriente. Por el contrario si la frecuencia de la corriente es alta, el efecto será contrario y la oposición al paso de la corriente será baja. La reactancia capacitiva es de carácter electrostático, la carga en el condensador se opone a que este se siga cargando y esta será mayor cuanto más carga acumule el condensador...

La reactancia inductiva

Es la oposición a la corriente alterna (AC) ofrecida por las bobinas. Se representa como XL. Al igual que el condensador la bobina “reacciona” al paso de la corriente pero la reacción es de carácter electromagnético y no electrostático. La bobina induce una tensión (fenómeno de autoinducción) que se opondrá a la que la genera, provocando que no circule corriente en ese instante.

Cuanto mayor sea la frecuencia de la tensión, mayor será la tensión inducida y menor la corriente circulando por ella. Por lo tanto a mayor frecuencia, mayor será la reactancia.

Reactancia total

La reactancia total viene dada por X = XL – XC.

De manera que la impedancia total es Z = R + jX

Combinando impedancias

La impedancia total de muchas redes simples de componentes se puede calcular utilizando las reglas para combinar impedancias en serie y en paralelo. Las reglas son idénticas a las utilizadas para la combinación de resistencias, excepto que los números en general serán números complejos. En el caso general, sin embargo, la impedancia equivalente transforma en se requiere la adición de serie y en paralelo.

Combinación en serie

Para los componentes conectados en serie, la corriente a través de cada elemento de circuito es la misma; la impedancia total es la suma de las impedancias de los componentes.

Combinación en paralelo

Para los componentes conectados en paralelo, la tensión a través de cada elemento de circuito es la misma; la relación de las corrientes a través de dos elementos es la relación inversa de sus impedancias.

Por lo tanto la impedancia total inversa, es la suma de las inversas de la componente de las impedancias.

Medición

La medición de la impedancia de los dispositivos y líneas de transmisión es un problema en la práctica de la tecnología de radio y otros. Las mediciones de impedancia se pueden llevar a cabo a una frecuencia, o la variación de la impedancia de dispositivos a través de una gama de frecuencias. La impedancia puede medirse directamente en ohmios, o se pueden mostrar otros valores relacionados con la impedancia, por ejemplo en una antena de radio de la relación de onda o coeficiente de reflexión de pie puede ser más útil que la impedancia solo. La medición de la impedancia requiere la medición de la magnitud de la tensión de la corriente, y la diferencia de fase entre ellos. La impedancia se mide a menudo por métodos " puente”, similar a la del puente de Wheatstone de corriente continua; una referencia calibrada de impedancia se ajusta para equilibrar y desactivar el efecto de la impedancia del dispositivo bajo prueba. La medición de la impedancia en los dispositivos electrónicos de potencia puede requerir simultáneamente la medición y el suministro de energía al dispositivo operativo.

La impedancia de un dispositivo se puede calcular por la división compleja de la tensión y corriente. La impedancia del dispositivo se puede calcular mediante la aplicación de una tensión sinusoidal al dispositivo en serie con una resistencia, y la medición de la tensión en la resistencia y a través del dispositivo. La realización de esta medida mediante el barrido de las frecuencias de la señal aplicada proporciona la fase de impedancia y magnitud.

El uso de una respuesta de impulso se puede ser en combinación con la “fast Fourier transform ( FFT )”, para medir rápidamente la impedancia eléctrica de varios dispositivos eléctricos.

El medidor LCR ( inductancia ( L ) , capacitancia ( C ) , y la resistencia ( R ) ) es un dispositivo comúnmente utilizado para medir la inductancia , resistencia y capacitancia de un componente ; a partir de estos valores se puede calcular la impedancia a cualquier frecuencia .

Impedancia variable

En general, ni impedancia ni admisión pueden ser variables en el tiempo, ya que se definen por las exponenciales complejas para (-inf