L’impedenza elettrica, spesso chiamata semplicemente impedenza, è una misura utilizzata per descrivere la facilità con cui l’elettricità scorre attraverso un circuito di corrente alternata (CA). Descrive la quantità totale di opposizione che un circuito presenta alla corrente. In un circuito a corrente continua (CC), la resistenza viene utilizzata per descrivere le stesse proprietà, ma in un sistema CA entrano in gioco fattori aggiuntivi. L’impedenza elettrica è una funzione sia della resistenza che della reattanza, a causa della natura ciclica di un circuito in corrente alternata.
Generalmente, la resistenza del circuito è determinata dal numero di elettroni liberi disponibili all’interno dei conduttori per trasportare corrente elettrica. Un filo di rame di grande diametro, ad esempio, avrà più elettroni liberi di un filo di rame di diametro più piccolo e presenterà una resistenza inferiore. Anche il tipo di metallo utilizzato per il conduttore gioca un ruolo, perché un metallo meno conduttivo ha meno elettroni liberi e offre una maggiore resistenza alla corrente.
Il secondo componente dell’impedenza elettrica, la reattanza, è dovuto al ciclo di una corrente elettrica alternata. Una tipica corrente elettrica domestica inverte la direzione 60 volte al secondo oa una velocità di 60 Hertz. Ogni ciclo provoca un’ulteriore opposizione elettrica e magnetica alla corrente. Questa opposizione è chiamata reattanza.
Come la resistenza, l’unità di misura dell’impedenza elettrica è l’ohm. L’impedenza è solitamente espressa come la differenza di tensione potenziale attraverso un circuito, divisa per la quantità massima di corrente che passa attraverso il circuito. L’espressione più semplice dell’impedenza elettrica è mostrata nell’equazione matematica Z=V/I, in cui Z rappresenta l’impedenza, V è la tensione e I rappresenta la corrente.
Le misurazioni elettriche sono utili non solo per fili di rame e circuiti stampati. Il corpo umano possiede anche una certa quantità di conduttività, resistenza e persino impedenza. In effetti, la comunità medica utilizza l’impedenza elettrica come strumento diagnostico sin dai primi anni del 1900. I test medici che si basano sull’impedenza sfruttano il fatto che diversi tipi di tessuto possiedono diverse grandezze di impedenza.
Le tecniche di imaging a impedenza elettrica, come la tomografia a impedenza elettrica (EIT), sono state utilizzate per molti anni e hanno continuato a migliorare e a guadagnare popolarità. Poiché il tessuto maligno mostra tipicamente un’impedenza inferiore rispetto al tessuto sano, questo tipo di test ha mostrato grandi promesse nella diagnosi precoce del cancro al seno. Un tipico test EIT prevede il posizionamento di elettrodi sulla parte del corpo da testare. Viene applicata una debole corrente elettrica a due o più elettrodi e vengono misurate le differenze di tensione. Il test può essere ripetuto più volte e su molte combinazioni di elettrodi per ottenere i risultati più accurati.