W obwodach prądu przemiennego (AC) elementy opisuje się impedancją Z, czyli uogólnionym "oporem" zależnym m.in. od częstotliwości. Impedancja jest wielkością zespoloną, dlatego pojawia się jednostka urojona j (w elektrotechnice zamiast i).
1) Składniki impedancji
- Rezystor ma impedancję czysto rzeczywistą: ZR = R.
- Cewka (indukcyjność L) wprowadza składową urojoną dodatnią: ZL = jXL, gdzie XL = 2πfL to reaktancja indukcyjna.
2) Połączenie szeregowe
Jeśli R i L są połączone szeregowo, impedancje się sumują:
Z = ZR + ZL = R + j(2πfL).
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Z = R + (1/2πfL) – wyrażenie z ułamkiem 1/(2πf·…) jest charakterystyczne dla reaktancji pojemnościowej (dla kondensatora), a nie indukcyjnej. Dodatkowo brakuje tu zapisu zespolonego (j).
- Z = R − j(2πfL) – znak "−j" odpowiada elementowi o charakterze pojemnościowym (ujemna część urojona). Dla idealnej cewki część urojona jest dodatnia.
- Z = R − (1/2πfL) – łączy dwa typowe błędy naraz: użycie formy "pojemnościowej" oraz brak poprawnego członu zespolonego. Taki zapis nie opisuje poprawnie impedancji cewki w AC.
Wskazówka egzaminacyjna: zapamiętaj skojarzenie: cewka → +j, kondensator → −j. Samo R zawsze jest częścią rzeczywistą, a zależność od f pojawia się w reaktancji.
