Rezistență activă și reactivă, triunghi de rezistență

Activitate și reactivitate

Rezistența furnizată de treceri și consumatori în circuitele DC se numește rezistență ohmică.

Dacă orice fir este inclus în circuitul de curent alternativ, atunci se dovedește că rezistența acestuia va fi puțin mai mare decât în ​​circuitul de curent continuu. Acest lucru se datorează unui fenomen numit efect asupra pielii (efect de suprafață).

Esența sa este următoarea. Când un curent alternativ trece printr-un fir, în interiorul acestuia există un câmp magnetic alternativ, care traversează firul. Liniile magnetice de forță ale acestui câmp induc un EMF în conductor, totuși, acesta nu va fi același în diferite puncte ale secțiunii transversale a conductorului: mai mult spre centrul secțiunii transversale și mai puțin spre periferie.

Acest lucru se datorează faptului că punctele situate mai aproape de centru sunt traversate de un număr mare de linii de forță. Sub acțiunea acestui EMF, curentul alternativ nu va fi distribuit uniform pe întreaga secțiune a conductorului, ci mai aproape de suprafața acestuia.

Acest lucru este echivalent cu reducerea secțiunii transversale utile a conductorului și, prin urmare, cu creșterea rezistenței acestuia la curentul alternativ. De exemplu, un fir de cupru de 1 km lungime și 4 mm în diametru rezistă: DC — 1,86 ohmi, AC 800 Hz — 1,87 ohmi, AC 10.000 Hz — 2,90 ohmi.

Rezistența oferită de un conductor unui curent alternativ care trece prin el se numește rezistență activă.

Dacă orice consumator nu conține inductanță și capacitate (bec cu incandescență, dispozitiv de încălzire), atunci va fi și o rezistență AC activă.

Rezistența activă - o mărime fizică care caracterizează rezistența unui circuit electric (sau a zonei sale) la curentul electric datorită transformărilor ireversibile ale energiei electrice în alte forme (în principal căldură). Exprimat în ohmi.

Rezistența activă depinde de Frecvența ACcrește odată cu creșterea sa.

Cu toate acestea, mulți consumatori au proprietăți inductive și capacitive atunci când curge curent alternativ prin ei. Acești consumatori includ transformatoare, bobine, electromagneti, condensatoare, diferite tipuri de fire și multe altele.

La trecerea prin ele curent alternativ este necesar să se țină seama nu numai de activ, ci și de reactivitate datorită prezenței proprietăților inductive și capacitive la consumator.

Se știe că dacă curentul continuu care trece prin fiecare bobină este întrerupt și închis, atunci, în același timp cu schimbarea curentului, se va modifica și fluxul magnetic din interiorul bobinei, în urma căruia va apărea un EMF de auto-inducție. în ea.

Același lucru se va observa și în bobina inclusă în circuitul AC, cu singura diferență că toc-ul se schimbă continuu atât în ​​mărime, cât și în și spre. Prin urmare, mărimea fluxului magnetic care pătrunde în bobină se va modifica și induce continuu EMF de auto-inducere.

Dar direcția fem de auto-inducție este întotdeauna astfel încât se opune schimbării curentului. Deci, pe măsură ce curentul din bobină crește, EMF auto-indus va tinde să încetinească creșterea curentului și, pe măsură ce curentul scade, dimpotrivă, va tinde să mențină curentul de dispariție.

Rezultă că EMF de autoinducție care apare în bobina (conductorul) inclusă în circuitul de curent alternativ va acționa întotdeauna împotriva curentului, încetinind modificările acestuia. Cu alte cuvinte, EMF de auto-inducție poate fi considerată ca o rezistență suplimentară care, împreună cu rezistența activă a bobinei, contracarează curentul alternativ care trece prin bobină.

Rezistența oferită de fem la un curent alternativ prin autoinducție se numește rezistență inductivă.

Rezistența inductivă va fi cu cât inductanța utilizatorului (circuit) este mai mare și cu atât frecvența curentului alternativ va fi mai mare. Această rezistență este exprimată prin formula xl = ωL, unde xl este rezistența inductivă în ohmi; L — inductanță în henry (gn); ω — frecvența unghiulară, unde f — frecvența curentă).

Pe lângă rezistența inductivă, există și capacitatea, datorită atât prezenței capacității în fire și bobine, cât și includerii condensatoarelor în circuitul AC în unele cazuri.Pe măsură ce capacitatea C a consumatorului (circuitul) și frecvența unghiulară a curentului cresc, rezistența capacitivă scade.

Rezistența capacitivă este egală cu xc = 1 / ωC, unde xc — rezistența capacitivă în ohmi, ω — frecvența unghiulară, C — capacitatea consumatorului în farazi.

Citiți mai multe despre el aici: Reactanța în inginerie electrică

Triunghi de rezistență

Să considerăm un circuit a cărui element activ este rezistența r, inductanța L și capacitatea C.

Orez. 1. Circuit AC cu rezistență, inductor și condensator.

Impedanța unui astfel de circuit este z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)

Grafic, această expresie poate fi descrisă sub forma așa-numitului triunghi de rezistență.

Smochin. 2. Triunghi de rezistență

Ipotenuza triunghiului de rezistență reprezintă rezistența totală a circuitului, catetele - rezistență activă și reactivă.

Dacă una dintre rezistențele circuitului este (activă sau reactivă), de exemplu, de 10 sau mai multe ori mai mică decât cealaltă, atunci cea mai mică poate fi neglijată, ceea ce poate fi verificat cu ușurință prin calcul direct.