Активно и реактивно съпротивление, триъгълник на съпротивлението

Активност и реактивност

Съпротивлението, осигурено от проходи и потребители в DC вериги, се нарича Омеханична устойчивост.

Ако някой проводник е включен в променливотоковата верига, тогава се оказва, че съпротивлението му ще бъде малко по -високо, отколкото в DC веригата. Това се дължи на явление, наречено кожен ефект (повърхностен ефект).

Същността му е следната. Когато променлив ток преминава през проводник, вътре в него съществува променливо магнитно поле, пресичащо проводника. Силовите магнитни линии на това поле индуцират в проводника ЕМП, обаче няма да е еднакъв в различните точки на напречното сечение на проводника: към центъра на напречното сечение с повече, а към периферията-по-малко.

Това се дължи на факта, че точките, лежащи по -близо до центъра, се пресичат от голям брой силови линии. Под действието на този ЕМП променливият ток няма да бъде разпределен равномерно по цялата секция на проводника, а по -близо до повърхността му.

Това е равносилно на намаляване на полезното напречно сечение на проводника и следователно увеличаване на съпротивлението му към променлив ток. Например меден проводник 1 км и с диаметър 4 мм се съпротивлява: постоянен ток — 1,86 ома, променлива честота 800 Hz — 1,87 ома, AC 10 000 Hz — 2,90 ома.

Съпротивлението, оказвано от проводник на променлив ток, преминаващ през него, се нарича активна съпротива.

Ако някой потребител не съдържа индуктивност и капацитет (крушка с нажежаема жичка, отоплително устройство), тогава той също ще бъде активно съпротивление за променлив ток.

Активно съпротивление — физическа величина, характеризираща съпротивлението на електрическа верига (или нейната площ) електрически ток поради необратими трансформации електрическа енергия в други форми (главно в топлина). Изразено в ома.

Активното съпротивление зависи от AC честотанараства с увеличаването му.

Въпреки това, много потребители имат индуктивни и капацитивни свойства, когато през тях протича променлив ток. Тези потребители включват трансформатори, дросели, електромагнити, кондензатори, различни видове проводници и много други.

При преминаване през тях променлив ток е необходимо да се вземат предвид не само активните, но и реактивностпоради наличието на индуктивни и капацитивни свойства в потребителя.

Известно е, че ако постоянният ток, преминаващ през всяка намотка, бъде прекъснат и затворен, тогава едновременно с промяната на тока, магнитният поток вътре в намотката също ще се промени, в резултат на което ще възникне ЕМП на самоиндукция в то.

Същото ще се наблюдава и в намотката, включена в AC веригата, с единствената разлика, че туктокът непрекъснато се променя както по величина, така и по и към. Следователно величината на магнитния поток, проникващ през намотката, непрекъснато ще се променя и ще индуцира ЕМП на самоиндукция.

Но посоката на ЕРС на самоиндукция винаги е такава, че противодейства на промяната на тока. Така че, с увеличаване на тока в намотката, самоиндукционната ЕМП ще има тенденция да забави увеличаването на тока, а с намаляване на тока, напротив, ще има тенденция да поддържа изчезващия ток.

От това следва, че ЕМП на самоиндукция, възникваща в намотката (проводника), включена във веригата на променливия ток, винаги ще действа срещу тока, забавяйки промените му. С други думи, ЕМП на самоиндукция може да се разглежда като допълнително съпротивление, което заедно с активното съпротивление на намотката противодейства на променливия ток, преминаващ през намотката.

Съпротивлението, оказвано от ЕРС на променлив ток от самоиндукция, се нарича индуктивно съпротивление.

Индуктивното съпротивление ще бъде толкова по -голямо, колкото по -голяма е индуктивността на потребителя (веригата) и колкото по -висока е честотата на променливия ток. Това съпротивление се изразява с формулата xl = ωL, където xl е индуктивното съпротивление в ома; L — индуктивност в хенри (gn); ω — ъглова честота, където f — честота на тока).

В допълнение към индуктивното съпротивление има капацитет, поради както наличието на капацитет в проводниците и намотките, така и включването на кондензатори в веригата на променлив ток в някои случаи. С увеличаване на капацитета C на потребителя (верига) и ъгловата честота на тока, капацитивното съпротивление намалява.

Капацитивното съпротивление е равно на xс = 1 / ωС, където хс — капацитивно съпротивление в ома, ω — ъглова честота, С — потребителски капацитет във фаради.

Прочетете повече за това тук: Реактивно съпротивление в електротехниката

Триъгълник на съпротивлението

Помислете за верига, чието активно съпротивление на елементите r, индуктивност L и капацитет С.

Ориз. 1. Променливотокова верига с резистор, индуктор и кондензатор.

Импедансът на такава верига е z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)

Графично този израз може да бъде изобразен под формата на така наречения триъгълник на съпротивлението.

Фиг. 2. Триъгълник на съпротивлението

Хипотенузата на триъгълника на съпротивлението представлява общото съпротивление на веригата, краката — активно и реактивно съпротивление.

Ако едно от съпротивленията на веригата е (активно или реактивно), например, 10 или повече пъти по -малко от другото, тогава по -малкото може да се пренебрегне, което може лесно да се провери чрез директно изчисление.