Para a pergunta "o que é impedância", eu observaria que impedância é um conceito amplo da física em geral, cuja impedância elétrica é apenas um exemplo.
Para entender o que significa e como funciona, geralmente é mais fácil considerar a impedância mecânica. Pense em tentar empurrar (deslizar) um sofá pesado pelo chão.
Você aplica uma certa força e o sofá desliza a uma certa velocidade, dependendo da força com que você empurra, do peso do sofá, do tipo de superfície do piso, do tipo de pé que o sofá tem e assim por diante. Para essa situação, é possível definir uma impedância mecânica que forneça a relação entre a força com que você empurra e a velocidade com que o sofá vai.
Na verdade, é muito parecido com um circuito elétrico dc, onde você aplica uma certa quantidade de tensão em um circuito, e a corrente flui a uma determinada taxa correspondente.
No caso do sofá e do circuito, a resposta à sua entrada pode ser simples e bastante linear: um resistor que obedece à Lei de Ohm, onde sua impedância elétrica é apenas a resistência, e o sofá pode ter pés deslizantes de atrito que permitem para se mover com uma velocidade proporcional à sua força. *
Circuitos e sistemas mecânicos também podem não ser lineares. Se o seu circuito consistir em uma tensão variável colocada através de um resistor em série com um diodo, a corrente será próxima de zero até você exceder a tensão direta do diodo, quando a corrente começará a fluir através do resistor, de acordo com as Ohm. lei. Da mesma forma, um sofá sentado no chão geralmente tem algum grau de atrito estático: ele não começará a se mover até que você empurre com uma certa quantidade de força inicial. Nem no sistema mecânico nem no elétrico há uma única impedância linear que pode ser definida. Em vez disso, o melhor que você pode fazer é definir separadamente impedâncias sob diferentes condições. (O mundo real é muito mais parecido com isso.)
Mesmo quando as coisas são muito claras e lineares, é importante observar que a impedância apenas descreve uma proporção - ela não descreve os limites do sistema e não é "ruim". Você pode obter definitivamente a quantidade de corrente / velocidade que desejar (em um sistema ideal) adicionando mais tensão / forçando com mais força.
Os sistemas mecânicos também podem dar uma boa sensação de impedância CA. Imagine que você está andando de bicicleta. A cada meio ciclo dos pedais, você empurra para a esquerda, empurra para a direita. Você também pode imaginar pedalar com apenas um pé e um grampo para o dedo, de modo que você empurra e puxa a cada ciclo do pedal. Isso é muito parecido com a aplicação de uma tensão CA a um circuito: você empurra e puxa alternadamente, ciclicamente, em uma determinada frequência.
Se a frequência for lenta o suficiente - como quando você está parado na bicicleta, o problema de pressionar os pedais é apenas um problema "dc", como empurrar o sofá. Quando você acelera, as coisas podem agir de maneira diferente.
Agora, suponha que você esteja pedalando a uma certa velocidade e sua bicicleta seja de três velocidades com marchas baixa, média e alta. O meio parece natural, o equipamento hi é difícil de aplicar força suficiente para fazer qualquer diferença, e no câmbio baixo, basta girar os pedais sem transferir energia para as rodas. Essa é uma questão de correspondência de impedância , onde você só pode efetivamente transferir energia para as rodas quando elas apresentam uma certa resistência física ao seu pé - nem muito, nem muito pouco. O fenômeno elétrico correspondente também é muito comum; você precisa de linhas correspondentes à impedância para transmitir a potência de RF efetivamente do ponto A ao ponto B e, sempre que conectar duas linhas de transmissão, haverá alguma perda na interface.
A resistência que os pedais proporcionam aos seus pés é proporcional à força com que você pressiona, o que o relaciona mais de perto a uma resistência simples - principalmente em baixas velocidades. Mesmo em circuitos CA, um resistor se comporta como um resistor (até um certo ponto).
No entanto, ao contrário de um resistor, a impedância de uma bicicleta depende da frequência. Suponha que você coloque sua bicicleta em alta velocidade, começando de uma parada. Pode ser muito difícil começar. Mas, assim que você começa, a impedância apresentada pelos pedais diminui à medida que você avança mais rápido e, quando você avança muito rápido, pode descobrir que os pedais apresentam impedância muito pequena para absorver a energia dos seus pés. Então, na verdade, existe uma impedância dependente da frequência (uma reatância ) que começa alta e diminui à medida que você avança para uma frequência mais alta.
Isso é muito parecido com o comportamento de um capacitor, e um modelo bastante bom para a impedância mecânica de uma bicicleta seria um resistor em paralelo com um capacitor.
Em CC (velocidade zero), você apenas vê a alta resistência constante como sua impedância. À medida que a frequência de pedalada aumenta, a impedância do capacitor se torna menor que a do resistor e permite que a corrente flua dessa maneira.
É claro que existem vários outros componentes elétricos e suas analogias mecânicas **, mas essa discussão deve fornecer uma intuição inicial sobre o conceito geral de permanecer aterrado (trocadilho intencional) enquanto você aprende sobre os aspectos matemáticos do que às vezes pode parecer como um assunto muito abstrato.
* Uma palavra para o exigente: a lei de Ohm nunca é exata para um dispositivo real, e as forças de atrito do mundo real nunca fornecem velocidade exatamente proporcional à força. No entanto, "bastante linear" é fácil. Estou tentando ser educacional e tudo mais aqui. Me dá uma folga.
** Por exemplo, um indutor é algo como um rolo de mola no seu volante que adiciona arrasto à medida que você alcança uma frequência mais alta)
