Deze pagina als pdf

 

Impedantie

In de elektriciteitsleer wordt met het woord impedantie een veralgemening van het begrip weerstand aangeduid, die ook spoelen en condensatoren omsluit. Onder de impedantie Z van een component verstaat men het het quotiënt van de aangelegde elektrische spanning V en de resulterende elektrische stroom I:

 

formule

 

Dit is een generalisatie van de Wet van Ohm voor een gewone weerstand. Anders dan in dat geval is de impedantie van andere componenten veelal afhankelijk van de frequentie van het aangelegde signaal. Men zou kunnen zeggen dat de weerstand een soort hindernis voor de stroom vertegenwoordigt en hoe groter deze hindernis is, hoe kleiner de stroom bij een gegeven spanning. Dit geldt evenzeer voor wissel- als voor gelijkstroom. Er zijn echter nog twee andere soorten 'hindernissen' die de elektrische stroom op zijn pad van hoge naar lage spanning tegen kan komen. De ene vorm is de condensator en de andere de spoel of zelfinductie en beide zijn belangrijke bouwstenen in de elektrotechniek. Wordt een gelijkspanning aangelegd over een condensator, dan komt voor korte tijd een stroom tot stand, die echter ophoudt zodra de condensator opgeladen is. Op lange termijn is de effectieve weerstand theoretisch gezien oneindig. In de praktijk blijft er echter nog een kleine lekstroom. Wordt een gelijkspanning aangelegd over een spoel, dan gebeurt er aanvankelijk vrijwel niets. De stroom komt maar langzaam op gang doordat er in de spoel eerst een magnetisch veld opgebouwd moet worden. Op lange termijn is de effectieve weerstand van de spoel nul. In de praktijk heeft een spoel ook enige 'gewone' weerstand. Bij het aanleggen van wisselspanning kan er zowel bij de spoel als de condensator een wisselstroom doorgeleid worden, maar hoe groot de impedantie (zoals de 'hindernis' genoemd wordt) is, hangt af van de frequentie van de wisselspanning. Condensatoren hebben een kleine impedantie voor hoge frequenties, spoelen juist voor lage. Met behulp van complexe notatie kan dit elegant beschreven worden. In de elektrotechniek wordt bij notatie van complexe getallen steeds het symbool "j" in plaats van "i" geschreven, dit om verwarring met het symbool voor stroomsterkte, "I" te voorkomen.

Het maximale vermogen van een actief apparaat zoals bv een versterker naar een luidspreker is bereikt als de impedantie van luidpreker gelijk is aan de impedantie van de versterker.

Het aansluiten van apparaten met “niet matchende impedanties” zal leiden tot distortie (vervorming), overmatig stroomverbruik en noise (storing).

 

tekening 1

 

 

Matching Microfoon en Input

Als een high impedance microfoon (50,000 ohms) verbonden wordt aan een low impedance input (600 ohms), zal die slechts ongeveer 5% van het vermogen leveren dat je zou krijgen als de impedanties wel gematched zouden zijn (-13dB). Bovendien is die verbinding veel gevoeliger voor externe interferentie. Andersom, als een low impedance microfoon (600 ohms) verbonden wordt aan een high impedance input (50 000 ohms) zal hetzelfde verlies van 95% van het vermogen optreden.

 

tekening 2