Impedancia

La impedancia (Z) es la oposición total al paso de la corriente alterna en un circuito, expresada como un número complejo Z = R + jX medido en ohmios, donde R es la resistencia y X la reactancia. Es un parámetro fundamental que determina el comportamiento de los sistemas eléctricos tanto en condiciones normales como de falta.

Aspectos clave de la impedancia:

• Componentes real e imaginaria: La parte real (resistencia) disipa energía en forma de calor, causando pérdidas I²R en conductores y devanados. La parte imaginaria (reactancia) almacena y libera energía en campos magnéticos y eléctricos, provocando un desfase entre corriente y tensión.
• Caída de tensión: La caída de tensión a lo largo de una línea de transmisión o a través de un transformador depende directamente de la corriente que circula por la impedancia del elemento, siendo un factor clave en la regulación de tensión.
• Corriente de falta: Durante un cortocircuito, la impedancia total entre la fuente y el punto de falta determina la magnitud de la corriente de falta, menor impedancia implica mayor corriente de falta. La impedancia del transformador (frecuentemente expresada como Z%, p. ej. 6 %) limita directamente la corriente de falta a través del dispositivo.
• Normalización en por unidad: Para el análisis en redes con múltiples niveles de tensión, la impedancia se normaliza usando Z_base = V_base² ÷ S_base, lo que elimina las relaciones de transformación y permite la comparación directa de elementos a distintos niveles de tensión.
• Formas matemáticas: La impedancia se expresa en forma rectangular (R + jX) para sumar elementos en serie, o en forma polar (|Z|∠θ) para multiplicación y división, el ángulo θ determina el factor de potencia del elemento.
• Dato de entrada crítico: Los valores de impedancia de cada línea de transmisión y transformador son datos obligatorios para los estudios de flujo de potencia, cortocircuito, estabilidad y coordinación de protecciones.