Aktiv og reaktiv motstand, motstandstrekant

Aktivitet og reaktivitet

Motstanden som leveres av passeringer og forbrukere i DC-kretser kalles ohmsk motstand.

Hvis en ledning er inkludert i AC-kretsen, viser det seg at motstanden vil være litt høyere enn i DC-kretsen. Dette skyldes et fenomen som kalles hudeffekten (overflateeffekt).

Dens essens er som følger. Når en vekselstrøm flyter gjennom en ledning, eksisterer det et vekslende magnetfelt inne i den som krysser ledningen. De magnetiske kraftlinjene til dette feltet induserer en EMF i lederen, men den vil ikke være den samme på forskjellige punkter i lederens tverrsnitt: mer mot midten av tverrsnittet, og mindre mot periferien.

Dette skyldes det faktum at punktene som ligger nærmere sentrum krysses av et stort antall kraftlinjer. Under virkningen av denne EMF vil vekselstrømmen ikke fordeles jevnt over hele seksjonen av lederen, men nærmere overflaten.

Dette tilsvarer å redusere det nyttige tverrsnittet til lederen og derfor øke motstanden mot vekselstrøm. For eksempel motstår en kobbertråd 1 km lang og 4 mm i diameter: DC - 1,86 ohm, AC 800 Hz - 1,87 ohm, AC 10 000 Hz - 2,90 ohm.

Motstanden som tilbys av en leder til en vekselstrøm som går gjennom den, kalles aktiv motstand.

Hvis en forbruker ikke inneholder induktans og kapasitans (glødepære, varmeenhet), vil det også være en aktiv AC-motstand.

Aktiv motstand - en fysisk størrelse som karakteriserer motstanden til en elektrisk krets (eller dens område) mot elektrisk strøm på grunn av irreversible transformasjoner av elektrisk energi til andre former (hovedsakelig varme). Uttrykt i ohm.

Aktiv motstand avhenger av AC frekvensøker med økningen.

Imidlertid har mange forbrukere induktive og kapasitive egenskaper når vekselstrøm flyter gjennom dem. Disse forbrukerne inkluderer transformatorer, choker, elektromagneter, kondensatorer, forskjellige typer ledninger og mange andre.

Når du går gjennom dem vekselstrøm det er nødvendig å ta hensyn til ikke bare aktiv, men også reaktivitet på grunn av tilstedeværelsen av induktive og kapasitive egenskaper hos forbrukeren.

Det er kjent at hvis likestrømmen som passerer gjennom hver spole blir avbrutt og lukket, samtidig som strømmen endres, vil den magnetiske fluksen inne i spolen også endre seg, som et resultat av at en EMF av selvinduksjon vil oppstå i det.

Det samme vil bli observert i spolen som er inkludert i AC-kretsen, med den eneste forskjellen at tocken kontinuerlig endrer seg både i størrelse og i og til. Derfor vil størrelsen på den magnetiske fluksen som penetrerer spolen kontinuerlig endres og indusere EMF av selvinduksjon.

Men retningen til selvinduksjonens emf er alltid slik at den motsetter seg endringen i strømmen. Så når strømmen i spolen øker, vil den selvinduserte EMF ha en tendens til å bremse økningen i strømmen, og når strømmen avtar, tvert imot, vil den ha en tendens til å opprettholde forsvinningsstrømmen.

Det følger at EMF av selvinduksjon som forekommer i spolen (lederen) som er inkludert i vekselstrømkretsen, alltid vil virke mot strømmen og bremse endringene. Med andre ord kan selvinduksjonens EMF betraktes som en ekstra motstand som sammen med den aktive motstanden til spolen motvirker vekselstrømmen som går gjennom spolen.

Motstanden som emk gir til en vekselstrøm ved selvinduksjon kalles induktiv motstand.

Den induktive motstanden vil være jo større induktansen brukeren (kretsen) har og jo høyere frekvensen til vekselstrømmen er. Denne motstanden uttrykkes med formelen xl = ωL, hvor xl er den induktive motstanden i ohm; L — induktans hos henry (gn); ω — vinkelfrekvens, hvor f — strømfrekvens).

I tillegg til induktiv motstand er det kapasitans, på grunn av både tilstedeværelsen av kapasitans i ledningene og spolene og inkluderingen av kondensatorer i AC-kretsen i noen tilfeller.Når kapasitansen C til forbrukeren (kretsen) og vinkelfrekvensen til strømmen øker, avtar den kapasitive motstanden.

Kapasitiv motstand er lik xc = 1 / ωC, hvor xc — kapasitiv motstand i ohm, ω — vinkelfrekvens, C — forbrukerkapasitet i farad.

Les mer om det her: Reaktans i elektroteknikk

Motstandstrekant

Tenk på en krets hvis aktive elementmotstand r, induktans L og kapasitans C.

Ris. 1. AC-krets med motstand, induktor og kondensator.

Impedansen til en slik krets er z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)

Grafisk kan dette uttrykket avbildes i form av den såkalte motstandstrekanten.

Fig. 2. Motstandstrekant

Hypotenusen til motstandstrekanten representerer den totale motstanden til kretsen, bena - aktiv og reaktiv motstand.

Hvis en av motstandene til kretsen er (aktiv eller reaktiv), for eksempel 10 eller flere ganger mindre enn den andre, kan den minste neglisjeres, noe som enkelt kan kontrolleres ved direkte beregning.