Qu'est-ce que l'impédance électrique ?

Dans les circuits à courant continu, la résistance R joue un rôle important. Quant aux circuits alternatifs sinusoïdaux, cela ne peut pas être fait avec une seule résistance active. En fait, si dans les circuits à courant continu, les capacités et les inductances ne sont perceptibles que pendant les processus transitoires, alors dans les circuits à courant alternatif, ces composants se manifestent de manière beaucoup plus significative.

Par conséquent, pour un calcul adéquat des circuits à courant alternatif, le terme «impédance électrique» est introduit - Z ou la résistance complexe (totale) d'un réseau à deux extrémités à un signal harmonique. Parfois, ils disent simplement "impédance", en omettant le mot "électrique".

Le concept d'impédance permet d'appliquer Loi d'Ohm aux sections de circuits à courant sinusoïdal à courant alternatif... La manifestation de la composante inductive à double extrémité (chargement) conduit au retard du courant par rapport à la tension à une fréquence donnée, et la manifestation de la composante capacitive - au retard de la tension par rapport au courant. Le composant actif ne provoque pas de retard entre le courant et la tension, agissant essentiellement de la même manière que dans un circuit à courant continu.

La composante d'impédance contenant les composantes capacitive et inductive est appelée composante réactive X. Graphiquement, la composante active R de l'impédance peut être tracée sur l'axe oX, et la composante réactive sur l'axe oY, alors l'impédance dans son ensemble sera représenté sous la forme d'un nombre complexe où j est l'unité imaginaire (l'unité imaginaire au carré est moins 1).

Dans ce cas, on voit bien que la composante réactive X peut être décomposée en composantes capacitives et inductives, qui ont le sens opposé, c'est-à-dire ont un effet inverse sur la phase du courant : avec la prédominance de la composante inductive, l'impédance du circuit dans son ensemble sera positif, c'est-à-dire que le courant dans le circuit sera en retard sur la tension, mais si la composante capacitive prédomine, la tension sera en retard sur le courant.

Schématiquement, ce réseau à deux terminaux sous la forme donnée est représenté comme suit :

En principe, tout schéma de réseau linéaire à deux ports peut être réduit à une forme similaire. Ici, vous pouvez déterminer le composant actif R, qui ne dépend pas de la fréquence du courant, et le composant réactif X, qui comprend les composants capacitifs et inductifs.

D'après le modèle graphique, où les résistances sont représentées par des vecteurs, il est clair que le module de l'impédance pour une fréquence donnée de courant sinusoïdal est calculé comme la longueur du vecteur, qui est la somme des vecteurs X et R. Impédance se mesure en ohms.

Pratiquement, dans les descriptions des circuits alternatifs sinusoïdaux en termes d'impédance, vous pouvez trouver des termes tels que «nature active-inductive de la charge» ou «charge active-capacitive» ou «charge purement active». Cela signifie ce qui suit :

• Si l'influence de l'inductance L prévaut dans le circuit, alors la composante réactive X est positive, tandis que la composante active R est petite - il s'agit d'une charge inductive. Un exemple de charge inductive est une inductance.

• Si l'influence de la capacité C prédomine dans le circuit, la composante réactive X est négative, tandis que la composante active R est petite - il s'agit d'une charge capacitive. Un exemple de charge capacitive est un condensateur.

• Si la résistance active R prédomine dans le circuit alors que le composant réactif X est faible, il s'agit d'une charge active. Un exemple de charge active est une lampe à incandescence.

• Si la composante active R dans le circuit est importante, mais que la composante inductive prévaut sur la composante capacitive, c'est-à-dire que la composante réactive X est positive, la charge est dite active-inductive. Un exemple de charge active-inductive est un moteur à induction.

• Si la composante active R dans le circuit est importante, alors que la composante capacitive prévaut sur la composante inductive, c'est-à-dire que la composante réactive X est négative, la charge est dite active-capacitive. Un exemple de charge capacitive active est l'alimentation d'une lampe fluorescente.

Voir également:Qu'est-ce que le facteur de puissance (cosinus phi)