Impedanz

Aus Soundlexikon

Die Impedanz (lat. impedire hemmen) ist in der Elektrotechnik der komplexe Wechselstromwiderstand Z eines Zweipols (siehe auch komplexe Wechselstromrechnung). Analog zum ohmschen Gesetz, wo der elektrische Widerstand der Quotient aus Gleichspannung und Gleichstrom ist, ist die Impedanz der Quotient aus der zeitabhängigen Wechselspannung u(t) und der zeitabhängigen Wechselstromstärke i(t).

$\underline Z = {\underline u \over \underline i} = {\underline {u(t)} \over \underline {i(t)}}$

Der Betrag der Impedanz ist der Scheinwiderstand Z:

$Z = |\underline Z|$

Den Begriff der Impedanz gibt es aber noch in anderen Bereichen. So ist die Impedanz in der Akustik der Quotient aus Schalldruck und Schallfluss und wird auch akustischer Widerstand genannt.

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Wechselstromwiderstand

Impedanz als Wechselstromwiderstand hat die Einheit Ω (Ohm). Er setzt sich zusammen aus einem Realteil, dem Wirkwiderstand R und einem Imaginärteil, dem Blindwiderstand X. In Polarkoordinaten braucht man Betrag und Phase. Der Betrag der Impedanz wird als Scheinwiderstand Z bezeichnet, die Phase mit $\varphi$ .

$\underline Z = R + \mathrm{j}X = \underline Z = Z \ e^{\mathrm{j} \varphi}$

Der Scheinwiderstand ist daher:

$Z = |\underline Z| = \sqrt{R^2 + X^2}$

Der Kehrwert der Impedanz ist die Admittanz Y (komplexer Leitwert).
Bei Hochfrequenz-Kabeln wird die (bauartbedingte) Kennimpedanz als Wellenwiderstand bezeichnet. Er beträgt bei Koaxialkabeln 50 Ohm bis 100 Ohm und bei symmetrischen (Zweidraht-)Leitungen 150 Ohm bis 300 Ohm.
Lautsprecher haben stark frequenzabhängige komplexe Impedanzen – es wird jedoch der mittlere Realteil angegeben (z. B. 4 Ohm oder 8 Ohm).
Bei Antennen nennt man die Eingangsimpedanz auch Fußpunktwiderstand, er sollte bei der Frequenz, für die die Antenne vorgesehen ist, real sein und mit der Impedanz des Kabels übereinstimmen (z. B. 60 Ohm oder 240 Ohm).

Die Quellimpedanz eines Hochfrequenz-Senders sollte möglichst gut mit der Kabel- und Antennenimpedanz übereinstimmen, da es sonst zu Reflexionen an den Enden des Kabels kommt, die den Sender beschädigen oder zerstören können. Dagegen muss die Quellimpedanz eines NF-Verstärkers sehr viel kleiner als diejenige der Lautsprecher sein, um deren Eigenresonanzen zu bedämpfen. Fehlanpassungen können durch Impedanzanpassung behoben werden.

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