Aktivt och reaktivt motstånd, motståndstriangel

Aktivitet och reaktivitet

Resistansen som tillhandahålls av pass och konsumenter i DC-kretsar kallas ohmskt motstånd.

Om någon tråd ingår i AC-kretsen, visar det sig att dess motstånd kommer att vara något högre än i DC-kretsen. Detta beror på ett fenomen som kallas hudeffekten (yteffekt).

Dess väsen är som följer. När en växelström flyter genom en tråd finns ett växelmagnetiskt fält inuti den som korsar tråden. De magnetiska kraftlinjerna i detta fält inducerar en EMF i ledaren, men den kommer inte att vara densamma vid olika punkter i ledarens tvärsnitt: mer mot mitten av tvärsnittet och mindre mot periferin.

Detta beror på det faktum att punkterna som ligger närmare mitten korsas av ett stort antal kraftlinjer. Under verkan av denna EMF kommer växelströmmen inte att fördelas jämnt över hela sektionen av ledaren, utan närmare dess yta.

Detta motsvarar att minska ledarens användbara tvärsnitt och därför öka dess motstånd mot växelström. Till exempel motstår en koppartråd 1 km lång och 4 mm i diameter: DC — 1,86 ohm, AC 800 Hz — 1,87 ohm, AC 10 000 Hz — 2,90 ohm.

Det motstånd som en ledare erbjuder mot en växelström som passerar genom den kallas aktivt motstånd.

Om någon konsument inte innehåller induktans och kapacitans (glödlampa, värmeanordning), kommer det också att vara ett aktivt AC-motstånd.

Aktivt motstånd — en fysisk storhet som kännetecknar motståndet hos en elektrisk krets (eller dess område) mot elektrisk ström på grund av irreversibla omvandlingar av elektrisk energi till andra former (främst värme). Uttryckt i ohm.

Aktivt motstånd beror på AC frekvensökar med dess ökning.

Men många konsumenter har induktiva och kapacitiva egenskaper när växelström flyter genom dem. Dessa konsumenter inkluderar transformatorer, chokes, elektromagneter, kondensatorer, olika typer av ledningar och många andra.

När man passerar dem växelström det är nödvändigt att ta hänsyn till inte bara aktiv utan också reaktivitet på grund av närvaron av induktiva och kapacitiva egenskaper hos konsumenten.

Det är känt att om likströmmen som passerar genom varje spole avbryts och stängs, samtidigt som strömmen ändras, kommer det magnetiska flödet inuti spolen också att förändras, vilket resulterar i en EMF av självinduktion. i det.

Detsamma kommer att observeras i spolen som ingår i AC-kretsen, med den enda skillnaden att tocken kontinuerligt förändras både i storlek och in och till. Därför kommer storleken på det magnetiska flödet som penetrerar spolen kontinuerligt att förändras och inducera EMF för självinduktion.

Men riktningen för självinduktionens emk är alltid sådan att den motverkar förändringen i strömmen. Så när strömmen i spolen ökar, kommer den självinducerade EMF att tendera att bromsa ökningen av ström, och när strömmen minskar, tvärtom, tenderar den att bibehålla försvinnande ström.

Av detta följer att EMF för självinduktion som inträffar i spolen (ledaren) som ingår i växelströmskretsen alltid kommer att verka mot strömmen och sakta ner dess förändringar. Med andra ord kan självinduktionens EMF betraktas som ett extra motstånd som tillsammans med spolens aktiva resistans motverkar växelströmmen som passerar genom spolen.

Resistansen som emk erbjuder mot en växelström genom självinduktion kallas induktivt motstånd.

Den induktiva resistansen blir ju större induktansen hos användaren (kretsen) och ju högre frekvensen på växelströmmen är. Detta motstånd uttrycks med formeln xl = ωL, där xl är det induktiva motståndet i ohm; L — induktans hos henry (gn); ω — vinkelfrekvens, där f — strömfrekvens).

Förutom induktiv resistans finns det kapacitans, på grund av både närvaron av kapacitans i ledningarna och spolarna och införandet av kondensatorer i AC-kretsen i vissa fall.När kapacitansen C för konsumenten (kretsen) och strömmens vinkelfrekvens ökar, minskar det kapacitiva motståndet.

Kapacitiv resistans är lika med xc = 1 / ωC, där xc — kapacitiv resistans i ohm, ω — vinkelfrekvens, C — konsumentkapacitet i farad.

Läs mer om det här: Reaktans inom elektroteknik

Motståndstriangel

Betrakta en krets vars aktiva elementresistans r, induktans L och kapacitans C.

Ris. 1. AC-krets med motstånd, induktor och kondensator.

Impedansen för en sådan krets är z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)

Grafiskt kan detta uttryck avbildas i form av den så kallade motståndstriangeln.

Fikon. 2. Motståndstriangel

Motståndstriangelns hypotenusa representerar kretsens totala motstånd, benen - aktivt och reaktivt motstånd.

Om ett av kretsens motstånd är (aktivt eller reaktivt), till exempel 10 eller fler gånger mindre än det andra, kan det mindre försummas, vilket enkelt kan kontrolleras genom direkt beräkning.