Resistencia Vs Impedancia?

• ¿Cuál es la diferencia entre la resistencia y la impedancia?

• ¿Cuándo diremos que es una impedancia y cuándo lo diremos como una resistencia?

• ¿Puede explicarlo con un diagrama (si es posible) y un ejemplo en tiempo real?

• ¿Y cómo se formarán las reactancias en el circuito donde los condensadores e inductores no están disponibles en nuestro circuito?

• ¿Cómo encontraremos las reactancias en el circuito y sus valores en tiempo real?

• Quiero decir, ¿es posible calcular la reactancia utilizando algún instrumento?

• ¿La reactancia fue mantenida intencionalmente por el diseñador o generalmente se formará en el circuito?

Todas las respuestas son apreciadas.

¡Diagrama!

Esto es para una impedancia compleja:

$Z = R + \dfrac{1}{j \omega C}$

La resistencia está en fase con el voltaje aplicado, por lo que el vector apunta en la misma dirección X. La impedancia de un condensador es casi completamente reactiva, es decir, su parte resistiva es mucho más pequeña que la $R$ . Lajcausa unarotaciónθ= 90 °, y dado que laj(=$\dfrac{1}{j \omega C}$$j$$\theta$$j$ ) está en el denominador, el ángulo es negativo ( $\sqrt{-1}$. Para calcular la corrienteI=$\left( \dfrac{1}{j} = -j \right)$
, notamos que al dividir por una impedancia con el ánguloθrestamos el ángulo de nuestra referencia, de modo que el signo del ángulo se invierte. El resultado muestra cómo, para una carga capacitiva, la corriente conduce el voltaje en un ánguloθ, donde0≤θ≤90°. Para cargas inductivas se puede dibujar un diagrama similar, solojωLpuntos en la dirección opuesta de$I = \dfrac{U}{Z}$$\theta$
$\theta$$0 \le \theta \le 90°$
$j \omega L$ , y la corriente rastreará el voltaje.$\dfrac{1}{j \omega C}$

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Entonces, la resistencia hará que la corriente esté en fase con el voltaje. Si hay un término imaginario ( ), ese término representa la reactancia, ya sea capacitiva o inductiva, y$j$

Resistencia + Reactancia = Impedancia

En un mundo ideal, si no tienes condensadores o bobinas tampoco tendrías reactancia. Pero un circuito puede tener una impedancia parásita: la longitud de una traza de PCB causará una reactancia inductiva (se comporta como una bobina), y dos trazas adyacentes tendrán una reactancia capacitiva (se comportarán como un condensador). Las impedancias parasitarias no son intencionales, y la mayoría de las veces son una molestia, aunque a veces un diseñador puede hacer un buen uso de ellas.
Puede medir las impedancias de los componentes con un medidor RLC , que le dará resistencia en serie o en paralelo con una reactancia (inductiva o capacitiva).
La reactancia se mostrará como un cambio de fase en voltaje o corriente. Este cambio de fase se puede mostrar en un osciloscopio en modo XY; un cambio de fase cero mostrará una línea recta, un cambio de fase de 90 ° mostrará un círculo, cualquier cosa en el medio le dará una elipse.

Aquí hay un diagrama para la impedancia:

Básicamente, la impedancia consta de dos cosas: reactancia y resistencia , lo que hace que la resistencia sea un subconjunto de impedancia.

$Z=R+jX$$R$$j$$X$$X$

Otro problema con el término impedancia es que se usa principalmente para circuitos de CA y, por alguna razón, las personas generalmente se exponen primero a los circuitos de CC. La razón por la cual la impedancia no se usa para los circuitos de CC se debe a la naturaleza de la reactancia. Básicamente para la reactancia, tenemos 3 casos: cuando la reactancia es cero, cuando es positiva y cuando es negativa.

$Z=R+j \omega L$$\omega=2 \pi f$$L$

$Z=R+ \frac{-j}{\omega C}=R-\frac{j}{\omega C}$

$Y=Z^{-1}=G+jB$$G=\frac{R}{R^2+X^2}$$B=\frac{-X}{R^2+X^2}$

ACTUALIZACIÓN Desafortunadamente, no estoy tan avanzado, así que no puedo darle una buena respuesta a la actualización. Básicamente, cada parte del circuito actúa como una combinación de una resistencia, un inductor y un condensador. Es posible calcular la inductancia de un trozo de cable, por ejemplo, utilizando la ley de Biot-Savart o la ley de Gauss .

$Q$$C= \frac{Q}{V}$ .

Hasta donde sé, hoy en día existen programas de diseño electrónico que son capaces de calcular la inductancia y la capacitancia de las trazas de PCB automáticamente a partir del diseño de la PCB. Las leyes que proporcioné funcionan, pero calcular la inductancia y la capacitancia de las trazas en una PCB sería bastante complicado.

ACTUALIZACIÓN 2

Varios tipos de instrumentos pueden medir la reactancia, dependiendo de los valores que espere, la cantidad de precisión que necesita y qué tipo de instrumento es más fácil de usar en un circuito en particular.

Puede, por ejemplo, usar un multímetro "simple" para medir la capacitancia y la inductancia de una traza. Para obtener mejores resultados, se puede usar un tipo especial de multímetro llamado RLCmeter. Mostrará resistencia y reactancia exactas a una frecuencia específica y la mayoría de los mejores modelos podrán mostrar inductancia y capacitancia. Esto es útil porque, en algunas situaciones, la resistencia en serie equivalente de, por ejemplo, un condensador puede ser importante y no se puede medir con un multímetro simple.

En algunos casos, incluso se puede usar un osciloscopio para ver la reactancia. La reactancia afectará las señales que atraviesan la traza y dichos efectos pueden detectarse con un osciloscopio y luego la reactancia puede determinarse a partir de los efectos en el circuito.

En cuanto a la parte intencional, bueno, la inductancia y la capacitancia son fenómenos naturales y son inevitables y siempre sucederán. En algunos circuitos, el diseñador puede prestarles especial atención, ya que pueden cambiar la forma en que una señal se propaga a través de la traza. Esto es especialmente común en la electrónica digital moderna de alta frecuencia. Por otro lado, en algunos circuitos (por ejemplo, electrónica digital de baja frecuencia, sistemas de solo CC, etc.) el diseñador puede no tener que prestar mucha atención a la reactancia y simplemente puede "dejar que suceda".