Kompleksjuhtivus

Kompleksjuhtivus (ingl admittance) on kompleksarvu kujul esitatav näivjuhtivus perioodilise harmoonilise (siinuselise) mõjutuse jaoks.

Elektriline kompleksjuhtivus ${\underline {Y}}$ on elektrilise kaksklemmi (kahe väljekontaktiga elektriahela lüli) juhtivus harmoonilise perioodilise vahelduva elektripinge jaoks. Kõige tuntum kompleksjuhtivuse liik on elektrijuhtivus) perioodilise siinuselise vahelduvpinge jaoks ehk vahelduvvoolujuhtivus:

${\underline {Y}}=G+jB,$

Siin $G$ esitab juhtivuse reaalosa, mis vastab Aktiivjuhtivusele, ja $B$ esitab imaginaarosa, mis vastab reaktiivjuhtivusele. Reaktiivjuhtivus võib olla kas mahtuvuslik või induktiivne. Siinjuures on aktiivjuhtivus $G$ ja reaktiivjuhtivus $jB$ ühendatud omavahel paralleelselt.

Elektrilist kompleksjuhtivust saab avaldada ka kaksklemmi läbiva voolu ja sellele langeva pinge vahelise faasinihkenurga kaudu:

${\underline {Y}}=|{\underline {Y}}|\cdot e^{\mathrm {j} \varphi },$

kus $|{\underline {Y}}|$ on moodul ja φ on faasinurk.

Elektrilise kompleksjuhtivuse kui vektorsuuruse parameetrite kohta kehtivad järgmised üleminekuseosed:

$Y={\sqrt {G^{2}+B^{2}}}$ ja $\varphi ={\text{arctan}}\,(B/G);$

$G=Y\cdot {\text{cos}}\,\varphi$ ja $B=Y\cdot {\text{sin}}\,\varphi .$

Elektrilise kompleksjuhtivuse parameetrid on sagedusest sõltuvad. Puhtalt kompleksne mahtuvuslik juhtivus on sagedusega võrdeline: B_C = ωC. Puhtalt kompleksne induktiivne juhtivus sõltub sagedusest pöördvõrdeliselt: B_L = 1/ωL. aseskeemid, mille olemasolu impedantsi mõõtmise tulemuste interpreteerimisel tihti ei saa ignoreerida.

Kompleksjuhtivuse ${\underline {Y}}$ pöördsuurus on komplekstakistus (kompleksne näivtakistus)

${\underline {Z}}$:

${\underline {Z}}={\frac {1}{\underline {Y}}}$

Komplekstakistuse puhul on reaalosa ehk aktiivtakistus ja imaginaarosa ehk reaktiivtakistus ühendatud omavahel järjestikku.

Kui kogujuhtivuse ja kogutakistuse vahel kehtib seos ${\underline {Y}}=1/{\underline {Z}}$, seda ka moodulitele $Y=1/Z$, siis reaalosa ja imaginaarosa jaoks lihtne pöördseos ei kehti, sest aktiiv- ja reaktiivtakistuslike osade ühendusviisid on komplekstakistuse ja -juhtivuse puhul erinevad (takistuse puhul järjestikune ja juhtivuse korral paralleelne).

Kõige lihtsam on juhtiva objekti kahekomponendilise järjestikune aseskeem. Enamasti ei kirjelda niisugune aseskeem objekti elektrilisi omadusi piisavalt täpselt ja kasutusel on kolme või enama komponendiga aseskeemid. Näiteks kondensaatori aseskeem sisaldab peale paralleelselt ühendatud mahtuvuse C ja dielektriku lekkejuhtivuse G kolmanda komponendina veel väljaviikude ja plaatide aktiivtakistust r, mis on järjestikune element. Väga keerukateks kujunevad bioloogiliste objektide elektrilise kompleksjuhtivuse või sellele vastava elektrilise bioimpedantsi aseskeemid. Keerukad on aseskeemid ka elektrokeemiliste objektide kompleksjuhtivuse puhul, kus tihti tuleb objekti aseskeemile lisada ka mõõtmise teostamiseks vajalike elektroodide aseskeemid.

Kompleksjuhtivuse parameetrite mõõtmiseks kasutatakse kompleksjuhtivuse mõõtureid. Tihti on need realiseeritud ühildatuna komplekstakistuse mõõturiga. Kompleksjuhtivuse mõõturid võimaldavad mõõta enamasti reaalosa ja imaginaarosa, harvemini mooduli ja faasinurga väärtusi.