임피던스(Impedance)란 무엇인가?

임피던스(Impedance)란 무엇인가?

impede : 방해하다.

임피던스란?
직류에서의 저항을 보통 R(resistance)로 표현하고 교류에서의 저항을 Z(impedance)로 표현한다.

이때 교류에서의 저항 Z를 임피던스라고 부른다.

임피던스 표현

임피던스(Z)는 R + jX로 표현 가능하다.
(여기에서 R은 실수로 유효전력과 관련이 있다. jX는 허수로 무효전력과 관련이 있다.)
(X는 X(L)과 X(c)로 나눌 수 있고 X(L) = wL(유도성 리액턴스)로 인덕터와 관련이 있고
X(c) = 1/(wC) (용량성 리액턴스)로 커패시터와 관련이 있다.)
-> 앞에서 봤듯이 교류전류일 때 인덕터와 커패시터가 의미를 가질 수 있고
교류전류에서 인덕터와 커패시터의 영향을 받은 저항을 jX, 순수저항의 영향을 받은 저항R, 두 값의 합을 Z(임피던스)라고 말할 수 있다.

XL(유도성 리액턴스)과 Xc(용량성 리액턴스)에서의 f(주파수)?

XL(유도성 리액턴스)에서 f(주파수)가 커지면 리액턴스는 증가하게 된다.
인덕터에서의 용량성 리액턴스 = XL = wL = 2πfL (w=각주파수=2πf)

(인덕터 공식 V(t) = L · di(t)/dt )
인덕터는 관성의 소자로서 코일 사이를 지나는 자속이 더 많아지면 더 많은 관성이 발생하게 된다.
f(주파수)가 커지게 되면 교류전류에서 주기가 짧아지게 되면서 코일 사이를 지나는 자속이 급격히 증가한다.
-> 관성에 의해 급격히 증가한 자속 반대방향으로 힘이 커지게 된다 -> 저항이 커진다 -> 리액턴스가 증가한다.


Xc(용량성 리액턴스)에서 f(주파수)가 커지면 리액턴스는 감소하게 된다.
커패시터에서의 유도성 리액턴스 = Xc = 1/(Wc) = 1/2πfC

(커패시터 공식 i(t) = C · dv(t)/dt )
커패시터는 f(주파수)가 증가할수록 전류의 흐름이 증가한다 = 리액턴스는 감소하게 된다.



f(주파수)가 증가함에 따라 XL은 증가하고 Xc는 감소하게 되는데 둘의 값이 같아지는 시점의 f = 공진



ex)

임피던스 회로 예시

위의 회로에서 회로에 흐르는 전류값은?

임피던스 구하기

임피던스 Z값은 위와 같이 구할 수 있다.
I = 100V / 5Ω = 20A이다.

+다시정리
yyxx.tistory.com/139

10. 저항과 임피던스에 대해 알아보자(Resistance, Impedance)