Rezistența activă, inductanța și capacitatea într-un circuit de curent alternativ. Reactanță XL și XC

Știm că curentul de auto-inducție al bobinei întâlnește curentul în creștere al generatorului. Acest opoziţia curentului de autoinducţie al bobinei cu curentul crescător al generatorului se numeşte reactanţă inductivă.

O parte din energia de curent alternativ a generatorului este cheltuită pentru a depăși această contracarare. Toată această parte a energiei este complet convertită în energia câmpului magnetic al bobinei. Când curentul generatorului scade, câmpul magnetic al bobinei va scădea și el, întrerupând bobina și inducând un curent de auto-inducție în circuit. Acum curentul de auto-inducție va curge în aceeași direcție cu curentul generator în scădere.

Astfel, toată energia cheltuită de curentul generatorului pentru a depăși contracararea curentului de autoinducție al bobinei este complet returnată în circuit sub formă de energie electrică a curentului. Prin urmare, reactanța inductivă este reactivă, adică nu provoacă pierderi ireversibile de energie.

Unitatea de reactanță inductivă este Ohm

Reactanța inductivă este notată cu X L.

Litera X- înseamnă reactanța, iar L înseamnă că această reactanță este inductivă.

f - frecvența Hz, L - inductanța bobinei H, X L - reactanța inductivă Ohm

Relația dintre fazele U și I pe X L

Deoarece rezistența activă a bobinei este egală cu zero (rezistența pur inductivă), atunci toată tensiunea aplicată de generator bobinei este folosită pentru a depăși e. d.s. autoinductanța bobinei. Aceasta înseamnă că graficul tensiunii aplicate de generator bobinei este egal ca amplitudine cu graficul lui e. d.s. autoinducția bobinei și se află în antifază cu aceasta.

Tensiunea aplicată de generator la reactanța pur inductivă și curentul care curge de la generator prin reactanța pur inductivă sunt deplasate în fază cu 90 0, adică. adică tensiunea conduce curentul cu 90 0.

Pe lângă reactanța inductivă, o bobină reală are și rezistență activă. Aceste rezistențe ar trebui considerate conectate în serie.

La rezistența activă a bobinei, tensiunea aplicată de generator și curentul care vine de la generator sunt în fază.

Pe o reactanță pur inductivă, tensiunea aplicată de generator și curentul care vine de la generator sunt deplasate în fază cu 90 0. Tensiunea conduce curentul cu 90 0. Tensiunea rezultată aplicată de generator bobinei este determinată de regula paralelogramului.

click pe poza pentru marire

Tensiunea rezultată aplicată de generator bobinei conduce întotdeauna curentul cu un unghi mai mic de 90 0.

Mărimea unghiului φ depinde de valorile rezistenței active și inductive a bobinei.

Despre rezistența bobinei rezultată

Rezistența rezultată a bobinei nu poate fi găsită prin însumarea valorilor rezistențelor sale active și reactive..

Rezistența bobinei rezultată Z este

Într-un circuit de curent alternativ, sub influența unei tensiuni în continuă schimbare, apar modificări ale acestui curent. La rândul lor, aceste modificări determină generarea unui câmp magnetic care crește sau scade periodic. Sub influența sa, o contra-tensiune este indusă în bobină, prevenind modificările curentului. Astfel, fluxul de curent are loc sub o contraacțiune continuă, numită reactanță inductivă.

Această valoare este direct legată de frecvența tensiunii aplicate (f) și de valoarea inductanței (L). Formula pentru reactanța inductivă va arăta astfel: XL = 2πfL. Dependența proporțională directă, dacă este necesar, vă permite să calculați valoarea frecvenței sau inductanței prin transformarea formulei de bază.

De ce depinde reactanța inductivă?

Sub influența curentului alternativ care trece printr-un conductor, în jurul acestui conductor se formează un câmp magnetic alternativ. Acțiunea acestui câmp duce la inducerea unei forțe electromotoare în conductor în sens opus, cunoscută și sub numele de fem de auto-inducție. Opoziția sau rezistența EMF la curentul alternativ se numește reactanță inductivă reactivă.

Această valoare depinde de mulți factori. În primul rând, este influențată de valoarea curentului nu numai în propriul conductor, ci și în firele învecinate. Adică, o creștere a rezistenței și a fluxului de scurgere are loc pe măsură ce distanța dintre firele de fază crește. În același timp, impactul firelor adiacente este redus.

Există o reactanță inductivă liniară, care se calculează prin formula: X0 = ω x (4,61g x (Dav/Rpr) + 0,5μ) x 10-4 = X0' + X0'', în care ω este unghiular frecvența, μ - permeabilitatea magnetică, Dav - distanța medie geometrică dintre fazele liniei de alimentare și Rpr - raza firului.

Mărimile X0’ și X0’’ reprezintă două componente ale reactanței inductive liniare. Prima dintre ele, X0’, este o reactanță inductivă externă, care depinde doar de câmpul magnetic extern și de dimensiunea liniei de alimentare. O altă mărime - X0’’ este rezistența internă, în funcție de câmpul magnetic intern și permeabilitatea magnetică μ.

Pe liniile electrice de înaltă tensiune de 330 kV sau mai mult, fazele de trecere sunt împărțite în mai multe fire separate. De exemplu, la o tensiune de 330 kV, faza este împărțită în două fire, ceea ce reduce reactanța inductivă cu aproximativ 19%. Se folosesc trei fire la o tensiune de 500 kV - reactanța inductivă poate fi redusă cu 28%. Tensiunea de 750 kV permite separarea fazelor în 4-6 conductori, ceea ce ajută la reducerea rezistenței cu aproximativ 33%.

Reactanța inductivă liniară are o valoare care depinde de raza firului și este complet independentă de secțiunea transversală. Dacă raza conductorului crește, atunci valoarea reactanței inductive liniare va scădea în mod corespunzător. Conductorii aflați în apropiere au o influență semnificativă.

Reactanța inductivă într-un circuit de curent alternativ

Una dintre principalele caracteristici ale circuitelor electrice este rezistența, care poate fi activă sau reactivă. Reprezentanții tipici ai rezistenței active sunt considerați consumatori obișnuiți - lămpi, lămpi cu incandescență, rezistențe, bobine de încălzire și alte elemente în care electricitate.

Reactanța reactivă include reactanța inductivă și capacitivă, situată în convertoare intermediare de electricitate - bobine inductive și condensatoare. Acești parametri trebuie luați în considerare la efectuarea diferitelor calcule. De exemplu, pentru a determina rezistența totală a unei secțiuni de circuit, . Adunarea se realizează geometric, adică în mod vectorial, prin construirea unui triunghi dreptunghic. În ea, ambele catete sunt ambele rezistențe, iar ipotenuza este totală. Lungimea fiecărui picior corespunde valorii efective a uneia sau alteia rezistențe.

Ca exemplu, putem lua în considerare natura reactanței inductive în cel mai simplu circuit de curent alternativ. Include o sursă de alimentare cu EMF (E), un rezistor ca componentă activă (R) și o bobină cu inductanță (L). Apariția rezistenței inductive are loc sub influența emf auto-inductivă (Emf) în spirele bobinei. Reactanța inductivă crește în funcție de creșterea inductanței circuitului și a valorii curentului care circulă prin circuit.

Astfel, legea lui Ohm pentru un astfel de circuit de curent alternativ va arăta ca formula: E + Esi = I x R. Apoi, folosind aceeași formulă, puteți determina valoarea autoinducției: Esi = -L x Ipr, unde Ipr este derivata curentului cu timpul. Semnul minus înseamnă direcția opusă a lui Esi în raport cu valoarea curentă în schimbare. Deoarece astfel de modificări apar constant în circuitul de curent alternativ, există o opoziție sau rezistență semnificativă din partea lui Esi. Cu curent constant, această dependență este absentă și toate încercările de a conecta bobina la un astfel de circuit ar duce la un scurtcircuit normal.

Pentru a depăși EMF de auto-inducție, o astfel de diferență de potențial trebuie creată la bornele bobinei de către sursa de alimentare, astfel încât să poată compensa cel puțin minim rezistența Eci (Ucat = -Esi). Deoarece o creștere a curentului alternativ în circuit duce la o creștere a câmpului magnetic, se generează un câmp turbionar, care determină o creștere a curentului opus în inductanță. Ca rezultat, apare o schimbare de fază între curent și tensiune.

Reactanța inductivă a bobinei

Un inductor este clasificat ca o componentă pasivă utilizată în circuitele electronice. Este capabil să stocheze electricitate transformându-l într-un câmp magnetic. Aceasta este funcția sa principală. Un inductor, prin caracteristicile și proprietățile sale, seamănă cu un condensator care stochează energie sub formă de câmp electric.

Inductanța, măsurată în Henry, este apariția unui câmp magnetic în jurul unui conductor care poartă curent. La rândul său, este asociată cu forța electromotoare, care contracarează tensiunea și curentul alternativ aplicate în bobină. Această proprietate este reactanța inductivă, care este în antifază cu reactanța capacitivă a condensatorului. Inductanța bobinei poate fi mărită prin creșterea numărului de spire.

Pentru a afla care este reactanța inductivă a bobinei, trebuie amintit că aceasta, în primul rând, se opune curentului alternativ. După cum arată practica, fiecare bobină inductivă are o anumită rezistență.

Trecerea unui curent sinusoidal alternativ prin bobină duce la apariția unei tensiuni sinusoidale alternative sau EMF. Ca urmare, apare reactanța inductivă, determinată de formula: XL = ωL = 2πFL, în care ω este frecvența unghiulară, F este frecvența în herți, L este inductanța în henry.

Rezistența activă R este o mărime fizică egală cu raportul dintre putere și pătratul curentului, care se obține din expresia puterii. La frecvențe joase este practic independent de frecvență și coincide cu rezistența electrică a conductorului. http://www.sip2-kabel.ru/ litkult wire ppsrvm 1 caracteristici.

Lasă o bobină să fie conectată la un circuit de curent alternativ. Apoi, atunci când curentul se modifică conform legii, în bobină apare un f.em. autoinductiv. Deoarece Deoarece rezistența electrică a bobinei este zero, atunci EMF este egal cu minus tensiunea de la capetele bobinei creat de un generator extern (??? Ce alt generator???). Prin urmare, o modificare a curentului provoacă o schimbare a tensiunii, dar cu o schimbare de fază . Produsul este amplitudinea oscilațiilor de tensiune, adică. . Raportul dintre amplitudinea oscilațiilor tensiunii pe bobină și amplitudinea oscilațiilor curentului se numește reactanță inductivă .

Să fie un condensator în circuit. Când este pornit, se încarcă un sfert din perioadă, apoi se descarcă pentru aceeași cantitate, apoi același lucru, dar cu o schimbare de polaritate. Când tensiunea pe condensator se modifică conform legii armonice sarcina de pe plăcile sale este egală cu . Curentul din circuit apare atunci când sarcina se modifică: , similar cu cazul unei bobine, amplitudinea fluctuațiilor curentului este egală cu . Valoarea egală cu raportul dintre amplitudine și puterea curentului se numește reactanță capacitivă .

Unitatea de reactanță inductivă este Ohm

Reactanța inductivă este notată cu X L.

Litera X- înseamnă reactanța, iar L înseamnă că această reactanță este inductivă.

f - frecvența Hz, L - inductanța bobinei H, X L - reactanța inductivă Ohm

Relația dintre fazele U și I pe X L

Pe lângă reactanța inductivă, o bobină reală are și rezistență activă. Aceste rezistențe ar trebui considerate conectate în serie.

La rezistența activă a bobinei, tensiunea aplicată de generator și curentul care vine de la generator sunt în fază.

click pe poza pentru marire

Tensiunea rezultată aplicată de generator bobinei conduce întotdeauna curentul cu un unghi mai mic de 90 0.

Mărimea unghiului φ depinde de valorile rezistenței active și inductive a bobinei.

Despre rezistența bobinei rezultată

Rezistența rezultată a bobinei nu poate fi găsită prin însumarea valorilor rezistențelor sale active și reactive..

Rezistența bobinei rezultată Z este

Curentul electric din conductori este asociat continuu cu câmpurile magnetice și electrice. Elementele care caracterizează conversia energiei electromagnetice în căldură se numesc rezistențe active (notate R). Reprezentanții tipici ai rezistențelor active sunt rezistențele, lămpile cu incandescență, cuptoarele electrice etc.

Reactanța inductivă. Formula reactanței inductive.

Elementele asociate cu prezența doar a unui câmp magnetic se numesc inductanțe. Bobinele, înfășurările și etc. au inductanță. Formula reactanței inductive:

unde L este inductanța.

Capacitate. Formula capacității.

Elementele asociate cu prezența unui câmp electric se numesc capacități. Condensatorii, liniile lungi de alimentare etc. au capacitate. Formula capacității:

unde C este capacitatea.

Rezistenta totala. Formule de rezistență totală.

Consumatorii reali de energie electrică pot avea și o valoare complexă a rezistenței. În prezența rezistențelor active R și inductive L, valoarea rezistenței totale Z se calculează folosind formula:

În mod similar, rezistența totală Z este calculată pentru circuitul R activ și rezistența capacitivă C: