Hay quienes dicen que el estudio de la electricidad fuese sencillo si no existiese la impedancia, ya que es uno de los elementos más complicados de entender dentro de la corriente, porque se presenta de forma diferente tanto para corriente continua como para la alterna, representando así un reto difícil en cada una, por lo que algunos incluso intentan evitarla.
Definición de impedancia
La impedancia (Z) es una medida de oposición dada por un circuito de corriente cuando se aplica un voltaje. La impedancia agrega el concepto de resistencia a los circuitos de corriente alterna (CA), y tiene un tamaño y una fase, no diferente de una resistencia, que solo tiene una magnitud.
Cuando un circuito se alimenta con corriente continua (CC), la impedancia es igual a la resistencia, lo que puede significar impedancia con ángulo de fase cero. Este nombre fue creado por Oliver Heaviside en 1886. Generalmente, las soluciones para corriente y voltaje de circuito hechas de resistencias, capacitores e inductancias sin componentes de comportamiento no lineales, son soluciones de ecuaciones diferenciales.
Sin embargo, si todos los generadores y voltajes de corriente tienen la misma frecuencia constante y amplitud constante, la solución bajo constante (si se pierden todos los transitorios) es sinusoidal, y todos los voltajes y corrientes tienen la misma frecuencia que el generador, y amplitud constante. Sin embargo, la fase se verá afectada por parte de la imaginación (reactancia) de la impedancia.
Pasos para calcular la impedancia
Antes de comenzar a explicar paso a paso o conociendo la fórmula, cómo calcular la impedancia, podemos determinar si la impedancia eléctrica (Z) es la oposición total que da el circuito a la corriente alterna. La impedancia se mide en ohmios u ohmios y puede incluir resistencia (R), reactividad inductiva (XL) y reactiva capacitiva (XC).
La reactancia capacitiva generalmente no está presente en las pruebas de corrientes inducidas, por lo que este término no se incluye en la ecuación que se explicará más adelante.
La impedancia total es solo la cantidad de resistencia y reactividad inductiva de forma algebraica. Debido a que la reactancia inductiva de 90 grados no entra en fase con la resistencia y, por lo tanto, los valores máximos ocurren en diferentes momentos, se debe usar el número de vectores para calcular la impedancia.
Cálculo de impedancia
Para calcular la impedancia, debemos observar que la cantidad de resistencia está representada por la longitud de la línea horizontal, y la cantidad de reactancia inductiva está representada por la longitud de la línea vertical.
Según la gráfica, la línea diagonal representa con su magnitud la cantidad de impedancia existente. Afortunadamente se puede aplicar el teorema de Pitágoras sobre la misma, ya que crea un triángulo, del cual se pueden extraer los catetos respectivos, ya sin generar el valor de la impedancia.
- Teorema de Pitágoras: c 2 = a 2 + b 2.
Para esta aplicación, las variables a es igual a resistencia, b es igual a reactividad inductiva y c es igual a impedancia. Entonces la ecuación se convierte en:
- Z 2 = R 2 + X L 2
Cuando esta ecuación se reescribe para resolver Z, la ecuación de impedancia se generará en la forma que se muestra.
Ejemplo práctico
Calcule la impedancia cuando la resistencia sea de 0,6 ohmios y la reactividad inductiva sea de 0,4 ohmios.
Simplemente insertamos el número y resolvemos la Z. Así:
Z = √ (0,62 + 0,42)
Z = √ (0,36 + 0,16)
Z = √52
Z = 0,72 ohmios
Resistencia y reacción
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Resistencia
La resistencia es igual que la corriente continua, porque solo detiene la corriente. En este caso, debemos mirar la resistencia. Resistencia real y resistencia ideal son dos conceptos muy diferentes, las cuales no compaginan no hay una intensidad constante.
Si la señal aplicada es sinusoidal, corriente alterna (AC), con baja frecuencia, se observa que la resistencia real actuará igual que en DC, las diferencias pueden ignorarse.
A altas frecuencias, el comportamiento es diferente, estoy aumentando porque aumenta la frecuencia de mi aplicación, lo que generalmente se explica por los efectos inductivos que produce el material que crea la resistencia real.
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Reactancia
La reactancia es un tipo especial de resistencia, pero no solo se basa en el material, sino en los campos magnéticos. Estos son los dos tipos de elementos que funcionan, a saber, inductores y condensadores.
Cuando la corriente alterna fluye a través de uno de los dos elementos que reaccionan, la energía alterna se almacena y se libera en forma de campo magnético, en el caso de una bobina, o campo eléctrico, en un condensador.
Esto da como resultado un adelanto o retraso entre la onda de corriente y la onda de voltaje. Este cambio de fase reduce la potencia transmitida a la carga resistiva asociada después de la reactancia sin consumir energía.
