Impedancia: Definicion y Conceptos Fundamentales
Este artículo fue publicado por el autor Editores el 09/02/2025 y actualizado el 09/02/2025. Esta en la categoria Artículos.
La impedancia es un término eléctrico que describe la oposición de un circuito a la corriente alterna (CA). Es una medida de la resistencia combinada de un circuito a la corriente y al voltaje, y se mide en ohmios (Ω). La impedancia es un concepto crucial en el análisis de circuitos eléctricos, ya que influye en la potencia, el voltaje y la corriente en un circuito.
¿Qué es la impedancia?
La impedancia es una cantidad compleja que describe la oposición a la corriente CA en un circuito. Incluye los efectos de la resistencia, la reactancia inductiva y la reactancia capacitiva. La resistencia es la oposición al flujo de corriente continua, mientras que la reactancia inductiva y capacitiva son las oposiciones al flujo de corriente alterna.
La impedancia se denota con el símbolo Z y se mide en ohmios (Ω). Se puede expresar en forma polar o rectangular. En forma polar, Z se expresa como Z = |Z|∠θ, donde |Z| es el módulo o magnitud de la impedancia y θ es el ángulo de fase. En forma rectangular, Z se expresa como Z = R + jX, donde R es la resistencia, X es la reactancia y j es la unidad imaginaria.
Resistencia, reactancia inductiva y reactancia capacitiva
La resistencia es la oposición al flujo de corriente continua y se mide en ohmios (Ω). Es una propiedad intrínseca de los materiales y no varía con la frecuencia.
La reactancia inductiva es la oposición al flujo de corriente alterna en un inductor. Se mide en ohmios (Ω) y se denota con el símbolo XL. La reactancia inductiva depende de la frecuencia y aumenta con ella. Se calcula como XL = 2πfL, donde f es la frecuencia y L es la inductancia.
La reactancia capacitiva es la oposición al flujo de corriente alterna en un condensador. Se mide en ohmios (Ω) y se denota con el símbolo XC. La reactancia capacitiva también depende de la frecuencia, pero disminuye con ella. Se calcula como XC = 1/(2πfC), donde f es la frecuencia y C es la capacitancia.
Fase y desfase
La fase y el desfase son conceptos importantes en el análisis de circuitos eléctricos con impedancia. La fase describe la diferencia de tiempo entre el voltaje y la corriente en un circuito. El desfase se mide en grados (°) o radianes (rad) y puede ser positivo o negativo.
En un circuito resistivo puro (sin reactancia), la corriente y el voltaje están en fase. En un circuito inductivo puro, la corriente está retrasada respecto al voltaje en 90°, mientras que en un circuito capacitivo puro, la corriente está adelantada respecto al voltaje en 90°.
Potencia en circuitos con impedancia
La potencia en circuitos con impedancia se divide en tres categorías: potencia activa, potencia reactiva y potencia aparente.
La potencia activa es la potencia real transferida en el circuito y se mide en vatios (W). Se calcula como P = VIcosθ, donde V es el voltaje, I es la corriente y θ es el ángulo de fase.
La potencia reactiva es la potencia almacenada en el campo magnético o eléctrico del circuito y se mide en voltios-amperios reactivos (VAR). Se calcula como Q = VI*sinθ, donde V es el voltaje, I es la corriente y θ es el ángulo de fase.
La potencia aparente es la potencia total del circuito y se mide en voltios-amperios (VA). Se calcula como S = VI, donde V es el voltaje y I es la corriente.
Impedancia en circuitos serie y paralelo
La impedancia en circuitos serie y paralelo se calcula de diferente manera.
En un circuito serie, la impedancia total se calcula como Zt = Z1 + Z2 + ... + Zn, donde Z1, Z2, ..., Zn son las impedancias individuales.
En un circuito paralelo, la impedancia total se calcula como Zt = 1/(1/Z1 + 1/Z2 + ... + 1/Zn), donde Z1, Z2, ..., Zn son las impedancias individuales.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la impedancia?
La impedancia es una medida de la oposición de un circuito a la corriente y al voltaje alternos. Se mide en ohmios (Ω) y se denota con el símbolo Z.
¿Por qué es importante la impedancia en el análisis de circuitos?
La impedancia es importante porque influye en la potencia, el voltaje y la corriente en un circuito. El análisis de circuitos con impedancia permite calcular estos parámetros y optimizar el rendimiento del circuito.
¿Cómo se calcula la impedancia en un circuito serie?
En un circuito serie, la impedancia total se calcula como Zt = Z1 + Z2 + ... + Zn, donde Z1, Z2, ..., Zn son las impedancias individuales.
¿Cómo se calcula la impedancia en un circuito paralelo?
En un circuito paralelo, la impedancia total se calcula como Zt = 1/(1/Z1 + 1/Z2 + ... + 1/Zn), donde Z1, Z2, ..., Zn son las impedancias individuales.
Referencias
- Wikipedia. Impedancia.
- Electronics Tutorials. Impedance.
- All About Circuits. Impedance.
- Ohm's Law Calculator. Impedance Calculator.
- HyperPhysics. Impedance.
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