Impedancja oznaczana literą Z jest odpowiednikiem rezystancji w obwodach prądu przemiennego. Uwzględnia nie tylko opór rezystora R, ale też wpływ cewki i kondensatora, czyli reaktancje: XL oraz XC.
W szeregowym obwodzie RLC elementy są połączone jeden za drugim, więc prąd jest taki sam w każdym elemencie. Impedancję oblicza się ze wzoru:
Wzór
Z = √[R² + (XL − XC)²]
Gdzie:
- Z – impedancja obwodu [Ω],
- R – rezystancja [Ω],
- XL – reaktancja indukcyjna cewki [Ω],
- XC – reaktancja pojemnościowa kondensatora [Ω].
Dlaczego odejmuje się XL i XC?
Reaktancja indukcyjna i pojemnościowa mają przeciwne znaki fazowe. Cewka powoduje opóźnienie prądu względem napięcia, a kondensator jego wyprzedzenie. Dlatego w obwodzie szeregowym ich wpływy częściowo lub całkowicie się znoszą.
Przykład z egzaminu
Dane:
- R = 5 Ω,
- XL = 5 Ω,
- XC = 5 Ω.
Obliczenie:
Z = √[5² + (5 − 5)²]
Z = √[25 + 0] = 5 Ω
Poprawna odpowiedź: 5 Ω.
Ważna zasada egzaminacyjna
Jeżeli w szeregowym RLC zachodzi XL = XC, to reaktancje się znoszą. Obwód ma wtedy charakter czysto rezystancyjny, a impedancja wynosi:
Z = R