Charakteristická impedance

Charakteristická nebo vlnová impedance patří spolu s konstantou šíření mezi provozní parametry charakterizující homogenní vedení a jsou označovány jako sekundární parametry vedení.

Schematické znázornění přenosového vedení.

Výpočet

Schematická reprezentace elementární části přenosového vedení.

Charakteristická impedance vedení se označuje:${\displaystyle Z_{0}}$ nebo ${\displaystyle Z_{v}}$ a vypočte se dle vztahu:

${\displaystyle Z_{0}={\sqrt {\frac {R+j\omega L}{G+j\omega C}}}}$, kde:

${\displaystyle R}$ je rezistence na jednotku délky,

${\displaystyle L}$ je indukčnost na jednotku délky,

${\displaystyle G}$ je vodivost na jednotku délky,

${\displaystyle C}$ je kapacita vedení na jednotku délky,

${\displaystyle j}$ je imaginární jednotka, a

${\displaystyle \omega }$ je úhlová frekvence (${\displaystyle \omega =2\pi f}$).

Pro bezeztrátové vedení platí, že R a G jsou rovny 0 a rovnice pro charakteristickou (vlnovou) impedanci se redukuje na tvar:

${\displaystyle Z_{0}={\sqrt {\frac {L}{C}}}}$

Vlastnosti

Příklady
Typ vedení	${\displaystyle {Z_{0}}\left[\Omega \right]}$
Nadzemní elektrické vedení	400
CAN	120
Cat5	100
HDMI	95
USB	90
VGA	75
Koaxiální kabel	50 / 75
Podzemní elektrické vedení	40

Pokud je vedení zakončeno impedancí shodnou s impedancí ${\displaystyle Z_{0}}$, je veškerá energie přenášená vedením spotřebována v ukončovací impedanci a nedochází k odrazům. Pak hovoříme o impedančním přizpůsobení zátěže, kdy se přenáší ze zdroje do zátěže maximální výkon, označovaný jako přirozený výkon vedení, jehož velikost je dána:

${\displaystyle P_{P}={\frac {{U_{N}}^{2}}{Z_{0}}}}$.

Pokud je ukončovací impedance odlišná, část energie je v ní spotřebována a část se ve formě odražené vlny vrací zpět ke zdroji.^[1][2]