Što je električna impedancija?

Električna impedancija, često jednostavno nazvana impedancija, je mjerenje koje se koristi za opisivanje kako lako struja teče kroz krug izmjenične struje (AC). Opisuje ukupnu količinu opozicije koju sklop predstavlja struji. U krugu istosmjerne struje (DC), otpor se koristi za opisivanje istih svojstava, ali u sustavu izmjenične struje dodatni čimbenici dolaze u igru. Električna impedancija je funkcija i otpora i reaktancije, zbog cikličke prirode kruga izmjenične struje.

Općenito, otpor kruga je određen brojem slobodnih elektrona dostupnih unutar vodiča za nošenje električne struje. Bakrena žica velikog promjera, na primjer, imat će više slobodnih elektrona od bakrene žice manjeg promjera i imat će manji otpor. Vrsta metala koji se koristi za vodič također igra ulogu, jer manje vodljivi metal ima manje slobodnih elektrona i nudi veći otpor struji.

Druga komponenta električne impedancije, reaktancija, je zbog cikliranja izmjenične električne struje. Tipična električna struja u kućanstvu mijenja smjer 60 puta u sekundi, ili brzinom od 60 Herca. Svaki ciklus uzrokuje dodatnu električnu i magnetsku opoziciju struji. Ova opozicija se zove reaktancija.

Kao i otpor, mjerna jedinica za električnu impedanciju je ohm. Impedancija se obično izražava kao razlika potencijalnog napona u krugu, podijeljena s maksimalnom količinom struje koja prolazi kroz krug. Najjednostavniji izraz električne impedancije prikazan je u matematičkoj jednadžbi Z=V/I, u kojoj Z predstavlja impedanciju, V je napon, a I predstavlja struju.

Električna mjerenja su korisna za više od bakrenih žica i ploča. Ljudsko tijelo također posjeduje određenu količinu vodljivosti, otpora, pa čak i impedancije. Zapravo, medicinska zajednica koristi električnu impedanciju kao dijagnostički alat od ranih 1900-ih. Medicinski testovi koji se oslanjaju na impedanciju iskorištavaju činjenicu da različite vrste tkiva posjeduju različite veličine impedancije.

Tehnike snimanja električne impedancije, kao što je električna impedancijska tomografija (EIT), koriste se već dugi niz godina, te su se nastavile poboljšavati i dobivati ​​na popularnosti. Budući da maligno tkivo obično pokazuje nižu impedanciju od zdravog tkiva, ova vrsta ispitivanja pokazala je veliko obećanje u ranom otkrivanju raka dojke. Tipičan EIT test uključuje postavljanje elektroda na dio tijela koji se testira. Na dvije ili više elektroda dovodi se slaba električna struja i mjere se razlike u naponu. Test se može ponoviti nekoliko puta i na više kombinacija elektroda kako bi se dobili najtočniji rezultati.