impedenza

In elettrologia, grandezza che caratterizza il comportamento di un elemento circuitale o di un circuito elettrico, relativamente al passaggio della corrente. Tale grandezza viene introdotta, per analogia con il caso elettrico, in varie questioni di acustica o di meccanica. I. elettrica In un bipolo elettrico lineare, a componenti costanti e privo di generatori interni, si definisce i. elettrica in regime sinusoidale permanente il rapporto fra i valori simbolici della tensione e della corrente, indicato come la grandezza complessa Z=R+jX. Nel caso di un circuito a due porte, si definiscono le i. di ingresso e di uscita. Quando la tensione si riferisce a una porta e la corrente all’altra porta, l’i. viene detta i. di trasferimento. Il modulo dell’i. è uguale al rapporto fra l’ampiezza della tensione e quella della corrente, mentre l’argomento è pari all’angolo di fase o sfasamento tra tali grandezze. La parte reale R è detta resistenza, mentre la parte immaginaria X è detta reattanza; tali grandezze si misurano, così come l’i. stessa, nel sistema internazionale, in ohm.

L’i. è funzione della frequenza f e, nel caso particolare di un circuito costituito dalla serie di un resistore di resistenza R, di un induttore di induttanza L e di un condensatore di capacità C, vale

mentre il suo modulo è pari a

L’i. è puramente reale nel caso di un circuito puramente resistivo oppure se le due reattanze, induttiva e capacitiva, sono uguali in valore assoluto. Nel caso di più bipoli in serie, l’i. totale è pari alla somma delle singole i., mentre nel caso di più bipoli in parallelo è l’ammettenza totale che è pari alla somma delle ammettenze, essendo l’ammettenza pari all’inverso dell’impedenza.

Il trasferimento di energia fra due circuiti connessi fra loro dipende dai valori della i. di uscita Z_u del primo e della i. di ingresso Z_i del secondo. Si dice che si ha adattamento di i. quando le due i. Z_u e Z_i sono complesse coniugate e in questo caso la potenza attiva trasferita fra i due circuiti è massima. Tale condizione può dare luogo tuttavia a distorsioni nel trasferimento di segnali o a riflessioni nel caso di linee di trasmissione. In tali casi si preferisce definire l’adattamento ponendo Z_u=Z_i. Le due definizioni di adattamento coincidono quando le i. considerate sono puramente reali. I. caratteristica del mezzo Per un mezzo caratterizzato da una costante dielettrica assoluta ε e da una permeabilità magnetica assoluta μ è la grandezza Z₀=√‾‾‾‾‾‾μ/ε (➔ onda). I. acustica Rapporto fra la pressione acustica su una data superficie investita dalle onde sonore e l’intensità di flusso sonoro attraverso tale superficie; nel SI si misura in Pa ∙ s/m³. L’i. acustica è grandezza in genere complessa (l’intensità di flusso sonoro non è generalmente in fase con la pressione). Ha poi il nome di i. acustica specifica in un punto di un mezzo il rapporto tra la pressione acustica e la velocità delle particelle del mezzo in quel punto; sua unità di misura è il Pa ∙ s/m. I. meccanica Grandezza analoga all’i. elettrica talora introdotta in alcune questioni di dinamica allo scopo di stabilire un’analogia formale tra sistemi meccanici e circuiti elettrici. Così, per un punto materiale in regime di vibrazione forzata, l’i. meccanica è il rapporto tra la forza vibromotrice e la componente della velocità nella direzione della forza; si tratta in genere di una grandezza complessa, corrispondentemente al fatto che velocità e forza vibromotrice non sono in genere in accordo di fase.

Lo strumento o dispositivo per la misurazione dell’i. è detto impedenzimetro. La misura avviene generalmente con metodi basati sull’equilibrio di tensione tra due vertici opposti di un circuito a ponte. Strumenti del genere sono adatti a essere impiegati per correnti la cui frequenza giunga sino a 100-200 MHz; per frequenze più alte si ricorre a ponti con costanti distribuite.

In medicina, l’impedenzometria è il metodo di indagine audiologica atto a valutare l’i. alle trasmissioni delle vibrazioni sonore; l’impedenzometro è l’apparato atto alla misura dell’i. alla trasmissione delle vibrazioni sonore attraverso le strutture dell’orecchio medio.