Impedantie

Elektromagnetisme
Lightning strike jan 2007.jpg
elektriciteit · magnetisme
Wetenschappers

Impedantie kan gezien worden als een complexe weerstand. Het woord komt van het Latijnse impedire, dat hinderen betekent.

Het begrip impedantie wordt in de elektriciteitsleer gebruikt om te rekenen met spoelen en condensatoren die een tijds- en frequentieafhankelijke weerstand hebben. In het algemeen: het is een begrip dat wordt gebruikt in de beschrijving van een lineaire respons op een tijdsafhankelijk signaal. Het vindt in een aantal op het oog tamelijk verschillende vakgebieden toepassing:

  • In de elektrotechniek voor de beschrijving van frequentieafhankelijk gedrag van elektrische stromen.
  • Een vergelijkbare beschrijving geldt voor warmtestromen.
  • In de studie van visco-elasticiteit wordt een wiskundig geheel vergelijkbare beschrijving gebruikt voor de beschrijving van trillingen en golven.
  • In de akoestiek wordt het weerkaatsen van geluidsgolven ermee beschreven.
  • In de mechanica beschrijft de impedantie het verband tussen de kracht op het mechanisch systeem en de bijhorende beweging (verplaatsing, snelheid én versnelling).
  • In de thermodynamica speelt de thermische impedantie van een systeem een rol.
  • In seismologisch onderzoek ten behoeve van onder andere delfstoffenwinning worden geluidsgolven gebruikt om de bodemstructuur te bepalen. Hier treden brekings- en buigingsverschijnselen op net als bij elektromagnetische golven (licht), waarbij veranderingen van de impedantie vergelijkbaar zijn met de brekingsindex.

Het gemeenschappelijke in vrijwel al deze gevallen is dat het gaat om twee signalen die op lineaire wijze met elkaar samenhangen, waarbij het ene signaal een zogenaamde intensieve parameter is (d.i. een parameter die een toestand weergeeft, zoals een spanning, een elektrische veldsterkte, een temperatuur, een hoogte, een kracht, etc.), terwijl de andere parameter een zogenaamde extensieve parameter voorstelt (d.i. een parameter die een zekere hoeveelheid (uitgebreidheid) weergeeft, zoals een volumestroom (bijvoorbeeld van materie), een elektrische stroom, een magnetische veldsterkte, een warmtestroom, een verplaatsing, etc.). De impedantie is de verhouding tussen de intensieve en de extensieve parameter (en de admittantie die tussen de extensieve en de intensieve parameter).