Реактивное сопротивление
Реактивное сопротивление
Цепи переменного тока включают активные компоненты (содержащие внутренние источники энергии) и пассивные компоненты (потребители энергии). Пассивные компоненты включают резисторы и устройства реактивного сопротивления.
Виды пассивных элементов
В электротехнике рассматривают резисторы двух типов: активные и реактивные. Активный – устройство, преобразующее электрическую энергию в тепловую. В физике он обозначается символом Р. Единица измерения – ом.
Можно рассчитать по закону Ома:
Эту формулу можно использовать для расчета максимальных или эффективных мгновенных значений тока и напряжения.
Реактивное оборудование не потребляет энергию, а накапливает ее. К ним относятся:
- индуктор;
- конденсатор.
Реактивное сопротивление обозначается символом X. Единица измерения – ом.
Катушка индуктивности
Это проводник, выполненный в форме спирали, спирали или катушки. Благодаря высокой инерционности это устройство применяется в схемах уменьшения пульсаций в цепях переменного тока и колебательных контурах, генерации магнитных полей и т д. Если он имеет большую длину и меньший диаметр – катушку. Это называется соленоид.
Для расчета падения напряжения (U) на конце катушки используйте следующую формулу:
- L – Индуктивность устройства, измеряемая в Гн (Генри),
- DI — изменение тока (в амперах) за период времени Dt (в секундах).
внимание! При любом изменении тока в проводнике создается самоиндуцированная электродвижущая сила, которая блокирует это изменение.
В результате в катушке появляется сопротивление, которое называется индуктивностью.
В электротехнике он обозначается как XL и рассчитывается по следующей формуле:
где w — угловая частота в рад/с.
угловая частота характерна для простого гармонического движения. Относится к частоте f (количество полных колебаний в секунду). Частота измеряется в колебаниях в секунду (1/с):
Если в схеме используется несколько катушек, то при их последовательном соединении общая XL всей системы будет равна:
При параллельном подключении:
1/XL = 1/XL1 + 1/XL2 + …
Закон Ома для этого соединения:
Где UL – падение напряжения.
Читайте также статью: сайты по продвижению ссылок
Помимо индуктивной, устройство также имеет активную функциональность R.
Электрический импеданс в этом случае равен:
Емкостной элемент
В проводниках и обмотках катушек, кроме индуктивного и активного сопротивления, имеется еще емкостное сопротивление, обусловленное наличием в этих устройствах емкости. Помимо резисторов и катушек в схему может входить и конденсатор, который состоит из двух металлических пластин с помещенным между ними слоем диэлектрика.
Для справки. Когда пластины подвергаются процессам зарядки и разрядки в устройстве, течет ток.
Максимальный заряд на плате устройства:
Поскольку резистивные устройства могут накапливать энергию, они используются в устройствах, стабилизирующих напряжение в цепи.
Способность накапливать заряд характеризуется емкостью.
Реактивное сопротивление конденсатора (CR) можно рассчитать по следующей формуле:
- w——угловая частота,
- С – емкость конденсатора.
Единица измерения емкости — Ф (Фарад).
Учитывая, что угловая частота связана с частотой цикла, расчет значения емкостного реактивного сопротивления можно провести по следующей формуле:
Если несколько устройств соединены последовательно в цепь, общий XC системы будет равен:
Если соединение предметов параллельное, то:
1/ХС = 1/ХС1 + 1/ХС2+…
Закон Ома в этом случае записывается следующим образом:
Где UC — падение напряжения на конденсаторе.
Видео: РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ | Когнитивное Искажение | Obraz
Расчёт цепи
При последовательном соединении любую точку I = const согласно закону Ома можно рассчитать по следующей формуле:
Где Z — электрический импеданс.
Компоненты последовательно
Напряжение на устройстве рассчитывается следующим образом:
UR=I·R, UL=I·XL, UC=I·XC.
Вектор индуцированной составляющей напряжения направлен в противоположном направлении вектору емкостной составляющей, поэтому:
Таким образом, согласно расчету:
Внимание! Чтобы рассчитать значение импеданса, вы можете использовать «треугольник сопротивления», где гипотенуза — это значение Z, а стороны — это значения X и R.
Если в цепь включены и конденсатор, и катушка индуктивности, то по теореме Пифагора гипотенуза (Z) будет равна:
Поскольку X = XL – XC, то:
При решении электротехнических задач импеданс часто записывают в виде комплексного числа, где действительная часть соответствует значению активной составляющей, а мнимая часть соответствует значению реактивной составляющей. Поэтому выражение для импеданса обычно выглядит так:
где я — мнимая единица.
Для расчета реактивного сопротивления онлайн можно воспользоваться программой-калькулятором, которую можно найти в Интернете. Подобных сервисов много, поэтому подобрать подходящий именно вам калькулятор не составит труда.
Онлайн калькулятор расчета емкостных и индуктивных характеристик
С помощью таких интернет-сервисов можно быстро выполнить необходимые расчеты.
Читайте также статью: Газовая колонка Нева 3208: отзывы от реальных покупателей и особенности водонагревателя
