Consultas clave

● Obtenga una mayor comprensión del concepto de impedancia de carga.

● Aprenda cómo se utiliza la impedancia de carga en un circuito.

● Aprender más sobre los efectos que la impedancia de carga tiene en un circuito.

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En prácticamente todos los diccionarios, los sinónimos se definen como palabras que tienen el mismo o casi el mismo significado entre sí. En el ámbito de la electrónica, el uso de sinónimos está muy extendido.

Una de estas parejas de sinónimos es la impedancia (circuitos de CA) y la resistencia (circuitos de CC). Desde un punto de vista técnico, ambos representan la oposición al flujo de corriente, pero la impedancia también incorpora la resistencia en su factorización. Esto, por supuesto, incluye la reactancia (condensadores) y la inductancia (inductores) también.

¿Qué es la impedancia?

La impedancia es la resistencia activa de un circuito o componente eléctrico a la CA, que evoluciona a partir de los efectos combinados de la reactancia y la resistencia óhmica. También la definimos como cualquier obstrucción, o la medida de la oposición, de una corriente eléctrica al flujo de energía cuando se aplica tensión.

La definición más técnica es la oposición total que ofrece un circuito eléctrico al flujo de CA de una misma frecuencia. En resumen, es una combinación de reactancia y resistencia que medimos en ohmios, y la representamos con el símbolo Z.

Calcular la impedancia

Como se ha dicho, la impedancia es la oposición de un circuito a la CA, y la medimos en ohmios. Si calculamos la impedancia, necesitamos la resistencia (impedancia) de todos los condensadores, inductores y el valor de todas las resistencias. La necesidad de estos valores se debe a que cada uno de estos componentes proporciona cantidades variables de oposición a la corriente. La medida, por supuesto, depende de los cambios de velocidad, dirección e intensidad de la corriente. Podemos calcular la impedancia utilizando una sencilla fórmula matemática.

Estas son las fórmulas que necesitarás para calcular con precisión la impedancia de tu circuito

• Impedancia: Z = R o XL o XC (si sólo hay uno)

• Impedancia sólo en serie: Z = √(R2 + X2) (cuando están presentes tanto R como un tipo de X)

• Impedancia sólo en serie: Z = √(R2 + (|XL – XC|)2) (cuando están presentes R, XC y XL)

• Impedancia en cualquier circuito = R + jX (j es el número imaginario √(-1))

• Resistencia: R = V / I

• Reactancia inductiva: XL = 2πƒL = ωL

• Reactancia capacitiva: XC = 1 / 2πƒC = 1 / ωC

¿Qué es la impedancia de carga?

Una carga o impedancia de carga es el concepto de conectar un dispositivo o componente a la salida de un bloque funcional, extrayendo así de él una cantidad medible de corriente. Por ejemplo, se puede conectar una resistencia a una fuente de alimentación o conectar un amplificador buffer (op-amplificador) a un oscilador. Por lo tanto, una impedancia de carga es la impedancia de entrada del siguiente bloque funcional de la cadena.

Nota: Un amplificador buffer, o tampón, proporciona la transformación de la impedancia eléctrica de un circuito al siguiente circuito de la cadena. En resumen, asegura la transferencia de corriente o tensión desde el primer circuito, que tiene un nivel de impedancia de salida alto, al segundo circuito que tiene un nivel de impedancia de entrada bajo. El amplificador buffer interpolado impide que el segundo circuito sobrecargue al primero e impida su correcto funcionamiento. En general, hay dos tipos principales de amortiguadores: un amortiguador de corriente, o un amortiguador de tensión.

Una impedancia de carga está presente cuando la carga tiene componentes distintos de los puramente resistivos, como las resistencias, y también incorpora componentes reactivos como inductores y condensadores. Los componentes reactivos representan la impedancia imaginaria, mientras que los elementos resistivos contienen impedancia real.

Funcionalmente, las resistencias disipan la energía cuando aplicamos tensión, mientras que los condensadores e inductores almacenan la energía. Por lo tanto, consideramos que su impedancia es imaginaria.

La importancia de la impedancia de carga

Al igual que con cualquier resistencia añadida a propósito a un circuito, el objetivo final es controlar el flujo de corriente y tensión dentro del circuito. Dado que la impedancia no es más que la extensión de los principios de la resistencia en los circuitos de CA, el uso de la impedancia de carga es comprensiblemente crucial para la funcionalidad del circuito.

Las impedancias de carga también son vitales para evaluar el comportamiento de un circuito bajo diversas condiciones. Por ejemplo, un circuito alcanza la máxima transferencia de potencia cuando la impedancia de carga es igual a la impedancia de salida del circuito. Un cambio en la impedancia de carga afectará a la carga y descarga de las constantes de tiempo RC. Esto, por supuesto, depende del diseño del circuito, pero también puede causar un cambio en los tiempos de subida y bajada. En resumen, el comportamiento de un circuito difiere bajo condiciones tales como cargas inductivas y capacitivas, o incluso condiciones de cortocircuito.

Las impedancias de carga también son vitales cuando la adaptación de la impedancia es su objetivo para un circuito en particular. Veamos el ejemplo de las líneas de transmisión. Lo ideal es que la impedancia de la fuente, la impedancia de la línea de transmisión y la impedancia de la carga sean iguales. Lograr estas condiciones ideales de los parámetros asegurará que una señal de fuente de 7V será una señal de 7V a través de la línea de transmisión y la salida también observará o verá una señal de 7V.

La impedancia de carga afecta al rendimiento de los circuitos, más específicamente, a los voltajes y corrientes de salida. Estos efectos se producen en fuentes de tensión, sensores y amplificadores, por nombrar algunos. Uno de los mejores ejemplos son las tomas de corriente de la red eléctrica, ya que proporcionan energía a una tensión constante. En este caso, la carga es el aparato eléctrico que se conecta al circuito de alimentación. Esto significa que cuando se enciende un aparato de gran potencia, se reduce considerablemente la impedancia de la carga. Sin embargo, la adaptación de la impedancia no sólo es crítica para una línea de transmisión, sino que su importancia se extiende también a las interconexiones de PCB.

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