임피던스(Impedance)

임피던스란 전류의 흐름을 방해하는 일종의 저항으로서 Z로 표시한다. 직류전류의 흐름을 방해
하는것을 저항이라고 하면, 임피던스는 교류전류의 흐름을 방해하는 것으로서 저항과 동일한
단위인 옴(Ohm)을 사용한다. 스피커에 관련된 임피던스는 다음과 같이 분류된다.

1. 전기 임피던스(Electrical Impedance)
    Thiele과 Small은 스피커를 저항 R, 캐패시터 C, 그리고 인덕터 L로 구성된 전기필터로 간주
    하였다. 저항의 임피던스 Z_R은 저항 R자체이지만, 캐패시터와 인덕턴스의 임피던스 Z_C와 Z_L
    은 저항과 리액턴스 X의 항들로 구성된다. 즉
         캐패시터의 임피던스 Z_C = 저항 R + 용량성 리액턴스 X_C
         인덕터의 임피던스 Z_L = 저항 R + 유도성 리액턴스 X_L  이 된다.
    여기서 용량성 리액턴스 X_C와 유도성 리액턴스 X_L은 다음식으로 정의된다.
         
         
    따라서 캐패시터의 용량성 리액턴스는 주파수 또는 캐패시턴스가 증가함에 따라 감소하지만
    인덕터의 유도성 리액턴스는 주파수 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 커짐을 알수 있다.

2. 음향 임피던스(Accoustic Impedance)
    음향 임피던스란 소리가 공기중으로 전파될때에 공기 입자들이 얼마나 움직이기 힘든지를
    나타내는 특성이다. 즉 작은 음향 임피던스 값은 어떤 음압에 대응하여 공기 입자들이 쉽게
    움직일수 있다는 것을 의미(저음압, 고입자 속도)하며, 큰 음향 임피던스 값은 어떤 음압에
    대응하여 공기 입자들이 힘들게 움직인다는 것(고음압, 저입자 속도)을 말한다. 
    특정한 주파수 f에서의 음향 임피던스는 음압과 체적 속도의 비로서 정의 된다. 즉,
         

3. 방사 임피던스(Radiation Impedance)
    진동체가 음을 방사할때 매질에서 진동체에 가해진 반작용력과 진동체의 진동속도와의 비
    로서 , 스피커 진동판의 기계적 진동이 진동판에 가장 인접해 있는 공기입자들로의 진동운동
    으로 전환될 때의 저항을 말한다. 진동판의 진동속도를 u_s, 진동판상에서 생기는 음압을 p라고
    하면 방사 임피던스 Z_r은 다음과 같이 수식으로 표시된다.
         
     여기서 p dS는 진동판상의 미소면적 dS상에서 작용하는 반작용력을 나타낸다. 
     방사 임피던스를 공기의 특성 임피던스로 나눈것을 방사효율 (Radiation efficiency)라 하며,
     단위속도당 얼마만큼의 음향파워가 방사되는지를 알려주는데 사용된다.