Ce este o impedanță electrică?

Impedanța electrică, adesea numită simplu impedanță, este o măsurătoare utilizată pentru a descrie cât de ușor curge electricitatea printr-un circuit de curent alternativ (AC). Descrie cantitatea totală de opoziție pe care o prezintă un circuit față de curent. Într-un circuit de curent continuu (DC), rezistența este folosită pentru a descrie aceleași proprietăți, dar într-un sistem de curent alternativ intră în joc factori suplimentari. Impedanța electrică este o funcție atât de rezistență, cât și de reactanță, din cauza naturii ciclice a unui circuit de curent alternativ.

În general, rezistența circuitului este determinată de numărul de electroni liberi disponibili în conductori pentru a transporta curent electric. Un fir de cupru cu diametru mare, de exemplu, va avea mai mulți electroni liberi decât un fir de cupru cu diametru mai mic și va prezenta o rezistență mai mică. Tipul de metal folosit pentru conductor joacă și el un rol, deoarece un metal mai puțin conductiv are mai puțini electroni liberi și oferă o rezistență mai mare la curent.

A doua componentă a impedanței electrice, reactanța, se datorează ciclării unui curent electric alternativ. Un curent electric tipic casnic inversează direcția de 60 de ori pe secundă sau cu o rată de 60 Herți. Fiecare ciclu provoacă o opoziție electrică și magnetică suplimentară față de curent. Această opoziție se numește reactanță.

La fel ca și rezistența, unitatea de măsură pentru impedanța electrică este ohmul. Impedanța este de obicei exprimată ca diferența de tensiune potențială pe un circuit, împărțită la cantitatea maximă de curent care trece prin circuit. Cea mai simplă expresie a impedanței electrice este prezentată în ecuația matematică Z=V/I, în care Z reprezintă impedanța, V este tensiunea și I reprezintă curentul.

Măsurătorile electrice sunt utile pentru mai mult decât pentru fire de cupru și plăci de circuite. Corpul uman posedă, de asemenea, o anumită cantitate de conductivitate, rezistență și chiar impedanță. De fapt, comunitatea medicală a folosit impedanța electrică ca instrument de diagnostic încă de la începutul anilor 1900. Testele medicale care se bazează pe impedanță profită de faptul că diferitele tipuri de țesut posedă mărimi diferite de impedanță.

Tehnicile de imagistică cu impedanță electrică, cum ar fi tomografia cu impedanță electrică (EIT), au fost folosite de mulți ani și au continuat să se îmbunătățească și să câștige în popularitate. Deoarece țesutul malign prezintă de obicei o impedanță mai mică decât țesutul sănătos, acest tip de testare a arătat o mare promisiune în depistarea precoce a cancerului de sân. Un test tipic EIT implică plasarea electrozilor pe partea corpului testată. La doi sau mai mulți electrozi se aplică un curent electric slab și se măsoară diferențele de tensiune. Testul poate fi repetat de mai multe ori și peste mai multe combinații de electrozi pentru a obține cele mai precise rezultate.