L'impedenza elettrica è la quantità di opposizione che un circuito presenta alla variazione di corrente o di tensione.
I due modi principali per scrivere un'impedenza sono: (vedere la seconda figura, "piano di impedenza complessa")
- con la resistenza "R" (parte reale) e la reattanza "X" (parte immaginaria), per esempio Z = 1 + 1 j {\displaystyle Z=1+1j}
- con una grandezza e una fase (la grandezza | Z | {\i} {\i\i\i}}displaystyle
\fscx130\fscy130\frx40}e l'angolo ∠ θ {\i\i\i}displaystyle \i\i}angle \i\i}theta \i\i} 
), per esempio Z = 1.4 ∠ 45 ∘ {\a6}}}(*displaystyle Z=1.4\a6}(*displaystyle Z=1.4\a6}(angolo 45^{\circ }}}} 
(1,4 ohm a 45 gradi)
L'impedenza e la resistenza sono abbastanza simili:
Nel caso di resistenza, una resistenza resiste a qualsiasi corrente che la attraversa. Maggiore è la resistenza, maggiore è la tensione necessaria per ottenere una data corrente. La formula è:
V = R ∗ I {\i} 
, dove V è la tensione, R è la resistenza, e I è la corrente.
Nel caso dell'impedenza, un induttore resiste alle variazioni di corrente e il condensatore resiste alle variazioni di tensione.
La differenza fondamentale tra resistenza e impedenza è la parola "cambiamento", il tasso di cambiamento influenza l'impedenza. Di solito il "cambiamento" è espresso come frequenza, il numero di volte al secondo che la corrente o la tensione cambiano direzione. Le formule sono:
Per l'induttore: Z = j 2 π f L {\fscx130\fscy130\frx40}Stile di visualizzazione Z=j2\pi fL,} 
Per il condensatore: Z = 1 j 2 π f C {\an8}}{\an8}displaystyle Z={\an8}{\an8}frac {1}{j2\pi fC}} 
Dove Z è il simbolo per l'impedenza, j è il numero immaginario - 1 {\sqrt {-1}}}}} dove Z è il simbolo per l'impedenza, j è il numero immaginario - 1 {\sqrt {-1}} {\sqrt 
, π {\fscx130\fscy130\frx40} 
è la costante pi greco, f è la frequenza, L è l'induttanza e C è la capacità. Le unità di misura per la resistenza e l'impedenza sono le stesse, l'ohm con il simbolo Ω {\i} \i\i} 
(omega maiuscolo).
Come indicato dalle formule sopra riportate, l'impedenza varia a seconda della frequenza, ad esempio, a zero Hertz, o DC, l'impedenza dell'induttore è pari a zero, la stessa di un corto circuito, e l'impedenza del condensatore è infinita, la stessa di un circuito aperto. La maggior parte dei segnali sono la somma di molte sinusoidi a varie frequenze (vedi la trasformata di fourier per maggiori dettagli), ed ognuno di essi ha un'impedenza diversa.
Analogamente alla resistenza, maggiore è l'impedenza, maggiore è la tensione necessaria per ottenere una data corrente. La formula è:
V = Z ∗ I {\i} 
, dove V è la tensione, Z è l'impedenza e I è la corrente.
A livello fisico, semplificando molte cose:
- la resistenza è causata dalle collisioni degli elettroni con gli atomi all'interno delle resistenze.
- l'impedenza in un condensatore è causata dalla creazione di un campo elettrico.
- l'impedenza in un induttore è causata dalla creazione di un campo magnetico.
Una differenza importante tra la resistenza e l'impedenza è che una resistenza dissipa l'energia, si surriscalda, ma un induttore e un condensatore immagazzinano l'energia e possono restituirla alla sorgente quando scende.
Se l'impedenza della sorgente, del cavo e del carico non sono tutti uguali, allora una frazione del segnale viene riflessa alla sorgente, sprecando energia e creando interferenze. Il rapporto della riflessione può essere calcolato con:
Γ = Z L - Z S Z S Z L + Z S {\a6}} Γ = Z L - Z S Z L + Z S \a6} 
dove Γ \a6} \a6} \a6} dove \a6\a6\a6\a6\a6\a6\a6\a6\A 
(gamma maiuscola) è il coefficiente di riflessione, Z S {\displaystyle Z_{S}}
è l'impedenza della sorgente, Z L {\displaystyle Z_{L}}
è l'impedenza del carico.
Qualsiasi mezzo che può avere un'onda ha un'impedenza d'onda, anche lo spazio vuoto (la luce è un'onda elettromagnetica e può viaggiare nello spazio) ha un'impedenza di circa 377 Ω {\i\i} .
