Impedancia

La impedancia comprende a la resistencia que se encuentra en un circuito el cual está dotado de cierta capacidad ante la autoinducción a todo el flujo que posee una carga eléctrica.

Temas relacionados

Conductancia, conductor eléctrico

¿Qué es la impedancia?

Desde tiempos antiguos el hombre fue testigo de la electricidad en su forma natural. Si bien aún no comprendía los razonamientos detrás de dicho fenómeno, la indagación continuó hasta que, a mediados del siglo XVIII, los científicos alcanzaron una mejor comprensión del mismo, lo cual permitió el desarrollo tecnológico moderno. Entre los múltiples desarrollos tecnológicos que se generaron en aquel entonces se encuentra la noción de corriente alterna y circuito eléctrico. No obstante, antes de profundizar acerca de estos temas es importante hacer referencia al concepto de impedancia, el cual se encuentra ligado al concepto de resistencia eléctrica.

Definición de impedancia

Según los expertos, la impedancia (Z) se define como la resistencia eléctrica que se genera en un circuito eléctrico cuando una corriente alterna intenta pasar a través de ella. A diferencia de la resistencia en corriente continúa, la impedancia se expresa a través de números complejos, es decir, con una parte real y una parte imaginaria.

Características

• Se aplica tanto para circuitos de corriente continúa como de corriente alterna, con la diferencia de que, para el caso de la corriente continua, se establece que hay una impedancia de fase.
• La impedancia se encuentra asociada a los preceptos establecidos en la Ley de Kirchoff, con la excepción de las tensiones y la corriente serán de tipo compleja.
• Se define como el valor del cociente entre los fasores del voltaje y la corriente, respectivamente.
• También es posible representarse como la suma de una parte real y una parte imaginaria, es decir, en forma binómica.
• Se define la Admitancia (A) como inversamente proporcional a la impedancia.
• Es posible representarle en un plano complejo; dicho plano es conocido como el diagrama de Fresnel.

Tipos

Entre los diferentes tipos de impedancia, se encuentran:

Impedancia capacitiva

Esta clase de impedancia se relaciona con la resistencia ejercida al cambio de corriente dentro de un capacitor, la cual se asocia a su parte imaginaria. Cuando la reactancia capacitiva es mayor que la reactancia inductiva, se dice que el circuito presenta esta condición.

Impedancia inductiva

Esta clase de impedancia se relaciona con la resistencia ejercida al cambio de corriente dentro de una bobina la cual se asocia a su parte imaginaria. Cuando la reactancia inductiva es mayor que la reactancia capacitiva, se dice que el circuito presenta esta condición.

Impedancia resistiva

Este el caso típico para los circuitos de corriente directa en los cuales no hay reactancia, es decir, hay una fase cero.

Impedancia equivalente

Se define a la impedancia equivalente como aquel circuito equivalente que representa a un circuito cualquiera con diversos elementos, tal que la impedancia entre ambos sea equivalente. Existen diversas formas de circuitos equivalentes, los cuales son utilizados frecuentemente en el análisis de redes e incluyen resistores en paralelo y en serie, entre otros.

Impedancia acústica

La impedancia acústica se conoce como aquella resistencia que se presenta a la propagación de las ondas sonoras sobre un medio dado. La impedancia acústica presenta equivalencia con la impedancia eléctrica (Z) por ser expresiones sobre cómo se disipa la energía de las ondas en dichos medios.

Cálculo

Para calcular impedancias en circuitos eléctricos se pueden utilizar las mismas nociones presentes en la Ley de Ohm, es decir, se pueden calcular las equivalencias en serie o en paralelo de la misma manera en que se calculan para un circuito de corriente continua convencional. Del mismo modo, también se cumplen los preceptos de la Ley de Kirchoff y, de existir varios generadores, se toma uno como el de fase de referencia.

Cabe destacar que todos estos cálculos deben realizarse garantizando que la corriente alterna sea de tipo sinusoidal y con régimen permanente y que los componentes sean de tipo lineal. Finalmente, se obtiene un número complejo en el que el módulo representa el valor calculado (tensión o corriente) y el argumento permite obtener el valor del desfase con referencia al generador.

Medición

La impedancia es posible medirse experimentalmente en diversos dispositivos a través de un instrumento denominado multímetro.

Importancia

La importancia del concepto de impedancia radica en que, posterior al desarrollo de la corriente alterna como alternativa para la generación de energía a gran escala, fue posible el cálculo y diseño de circuitos para los dispositivos electrónicos modernos.

Ejemplos

Para un circuito modelo cualquiera con un generador y componentes inductivos y capacitivos debe calcularse, en primer lugar, las reactancias correspondientes a cada componente. Luego, deben sumarse las resistencias de acuerdo al arreglo en que se encuentren (en serie o paralelo). Lo mismo debe hacerse con las reactancias similares. Finalmente, para obtener la reactancia total se debe restar la reactancia inductiva total a la reactancia capacitiva total. Finalmente se calcula el módulo de la impedancia de acuerdo al arreglo del circuito.