Aktiv og reaktiv modstand, modstandstrekant

Aktivitet og reaktivitet

Modstanden fra gennemløb og forbrugere i DC-kredsløb kaldes ohmsk modstand.

Hvis en ledning er inkluderet i AC-kredsløbet, viser det sig, at dens modstand vil være lidt højere end i DC-kredsløbet. Dette skyldes et fænomen kaldet hudeffekten (overfladeeffekt).

Dens essens er som følger. Når en vekselstrøm løber gennem en ledning, eksisterer der et vekslende magnetfelt inde i den, der krydser ledningen. De magnetiske kraftlinjer i dette felt inducerer en EMF i lederen, men den vil ikke være ens på forskellige punkter af lederens tværsnit: mere mod midten af ​​tværsnittet og mindre mod periferien.

Dette skyldes, at de punkter, der ligger tættere på midten, krydses af et stort antal kraftlinjer. Under påvirkning af denne EMF vil vekselstrømmen ikke blive fordelt jævnt over hele sektionen af ​​lederen, men tættere på dens overflade.

Dette svarer til at reducere det nyttige tværsnit af lederen og derfor øge dens modstand mod vekselstrøm. For eksempel modstår 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.

Den modstand, som en leder tilbyder til en vekselstrøm, der passerer gennem den, kaldes aktiv modstand.

Hvis en forbruger ikke indeholder induktans og kapacitans (glødepære, varmeenhed), så vil det også være en aktiv AC-modstand.

Aktiv modstand — en fysisk størrelse, der karakteriserer modstanden af ​​et elektrisk kredsløb (eller dets areal) over for elektrisk strøm på grund af irreversible omdannelser af elektrisk energi til andre former (hovedsageligt varme). Udtrykt i ohm.

Aktiv modstand afhænger af AC frekvensstiger med sin stigning.

Imidlertid har mange forbrugere induktive og kapacitive egenskaber, når der løber vekselstrøm gennem dem. Disse forbrugere omfatter transformatorer, drosler, elektromagneter, kondensatorer, forskellige typer ledninger og mange andre.

Når man passerer dem vekselstrøm det er nødvendigt at tage hensyn til ikke kun aktiv, men også reaktivitet på grund af tilstedeværelsen af ​​induktive og kapacitive egenskaber hos forbrugeren.

Det er kendt, at hvis den jævnstrøm, der passerer gennem hver spole afbrydes og lukkes, så vil den magnetiske flux inde i spolen samtidig med strømmen ændre sig, som et resultat af hvilket en EMF af selvinduktion vil opstå i det.

Det samme vil blive observeret i spolen inkluderet i AC-kredsløbet, med den eneste forskel, at tocken konstant ændrer sig både i størrelse og i og til. Derfor vil størrelsen af ​​den magnetiske flux, der trænger ind i spolen, løbende ændre sig og inducere EMF af selvinduktion.

Men retningen af ​​selvinduktionens emk er altid sådan, at den modarbejder ændringen i strømmen. Så efterhånden som strømmen i spolen stiger, vil den selv-inducerede EMF have en tendens til at bremse stigningen i strømmen, og når strømmen falder, vil den tværtimod have tendens til at opretholde forsvindingsstrømmen.

Det følger heraf, at EMF af selvinduktion, der forekommer i spolen (leder), der er inkluderet i vekselstrømkredsløbet, altid vil virke mod strømmen og bremse dens ændringer. Med andre ord kan selvinduktionens EMF betragtes som en ekstra modstand, der sammen med spolens aktive modstand modvirker den vekselstrøm, der går gennem spolen.

Den modstand, som emk tilbyder til en vekselstrøm ved selvinduktion, kaldes induktiv modstand.

Den induktive modstand vil være jo større induktansen af ​​brugeren (kredsløbet) og jo højere frekvensen af ​​vekselstrømmen. Denne modstand er udtrykt ved formlen xl = ωL, hvor xl er den induktive modstand i ohm; L — induktans hos henry (gn); ω — vinkelfrekvens, hvor f — strømfrekvens).

Ud over induktiv modstand er der kapacitans på grund af både tilstedeværelsen af ​​kapacitans i ledninger og spoler og inkludering af kondensatorer i AC-kredsløbet i nogle tilfælde.Efterhånden som forbrugerens (kredsløbets) kapacitans C og strømmens vinkelfrekvens stiger, falder den kapacitive modstand.

Kapacitiv modstand er lig med xc = 1 / ωC, hvor xc — kapacitiv modstand i ohm, ω — vinkelfrekvens, C — forbrugerkapacitet i farad.

Læs mere om det her: Reaktans i elektroteknik

Modstandstrekant

Overvej et kredsløb, hvis aktive elementmodstand r, induktans L og kapacitans C.

Ris. 1. AC-kredsløb med modstand, induktor og kondensator.

Impedansen af ​​et sådant kredsløb er z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)

Grafisk kan dette udtryk afbildes i form af den såkaldte modstandstrekant.

Fig. 2. Modstandstrekant

Modstandstrekantens hypotenus repræsenterer den samlede modstand af kredsløbet, benene - aktiv og reaktiv modstand.

Hvis en af ​​modstandene i kredsløbet er (aktiv eller reaktiv), for eksempel 10 eller flere gange mindre end den anden, så kan den mindste negligeres, hvilket let kan kontrolleres ved direkte beregning.