Lo que es activo reactivo e impedancia. Resistencia reactiva XL y XC. Resistencia a la cadena completa con compuesto secuencial de resistencia activa y reactiva.

Entonces, los inductores y los condensadores previenen el flujo. corriente alterna. Tal resistencia a la corriente variable se llama resistencia reactiva X y medido en Omah. Resistencia reactiva Depende tanto del valor de la inductancia y la capacidad como la frecuencia de la señal.

La bobina de inductancia tiene una resistencia reactiva VL inductiva igual

donde F es la frecuencia en Hertz, una L es la inductancia en Henry.
Dado que ω \u003d 2πf, puede escribir xl \u003d ωl. Por ejemplo, la resistencia reactiva de la bobina con una inductancia de 10 MPN, que se suministra a una frecuencia de 1 kHz, igual a

Xl \u003d 2π * 1 * 103 * 10 * 10-3 \u003d 62.8 ohm.

La resistencia reactiva de la bobina de inductancia aumenta con la creciente frecuencia de la señal (Fig. 4.26).
El condensador tiene una resistencia capacitiva XC igual

donde c es un contenedor en las órdenes. Por ejemplo, la resistencia reactiva del condensador con una capacidad de 1 μF, que se suministra con una frecuencia de 10 kHz, igual a

Higo. 4.26. La dependencia del arroz inductivo. 4.27.
resistencia de la frecuencia.

Higo. 4.28. Suma de vector capacitivo (XC)

y resistencia inductiva (XL).

Higo. 4.29.
(a) Bobina de inductancia conectada secuencialmente con R. Resistor
(b) Representación vectorial R, XL y su vector suma Z

La resistencia reactiva del condensador disminuye con la creciente frecuencia de la señal (Fig. 4.27).
La resistencia de la cadena resultante incluye la resistencia capacitiva XC y la resistencia inductiva XL, igual al vector Sum XC y XL. Vectores XC y XL, como se ve desde la FIG. 4.28 (b) están en antifasa, es decir, la diferencia de fase entre ellos es de 1800. Por lo tanto, la resistencia resultante es simplemente igual a la diferencia entre XC y XL. Por ejemplo, permita que XL \u003d 100 ohmios, y xc \u003d 70 ohmios. Luego, la resistencia reactiva resultante X \u003d 100 - 70 \u003d 30 ohmios y es inductivo que XL es mayor que XC.

Impedancia
La resistencia resultante de la cadena que contiene resistencia activa y reactiva (inductiva o capacitiva) es el nombre de la impedancia o la resistencia total de la cadena.
La impedancia Z es un vector de la cantidad de resistencia reactiva y la resistencia activa R.
Considere, por ejemplo, el circuito que se muestra en la FIG. 4.29. Incluye una resistencia inductiva XL conectada en serie con una resistencia R. Como se puede ver en la FIG. 4.29 (b), vector XL está por delante del vector R 90 °. La impedancia es igual

Si xl \u003d 400 ohms y r \u003d 300 ohmios, entonces z \u003d 500 ohms.

Resistencia reactiva – resistencia eléctrica Una corriente variable debido a la transmisión de energía por un campo magnético en inductors o un campo eléctrico en condensadores.

Los elementos que poseen resistencia reactiva se llaman reactivos.

Resistencia reactiva de la bobina de inductancia.

Cuando el flujo de corriente alterna. I. En la bobina, el campo magnético crea un EDC en sus turnos, lo que evita el cambio en la corriente.
A medida que aumenta la corriente, el EMF es negativo y evita el aumento de la corriente, con una disminución positiva y evita su disminución, de esta manera la resistencia al cambio en todo el período.

Como resultado de la oposición creada, las conclusiones de la inductancia del inductor en la antifasa se forman voltaje U., la EMF abrumadora igual a la amplitud y el signo opuesto.

Cuando la corriente pasa a través de cero, la amplitud de la EMF alcanza el valor máximo, lo que forma la discrepancia en la hora y el voltaje actual en 1/4.

Si se aplica a las conclusiones de la voltaje de la bobina de inductancia. U., la corriente no puede comenzar instantáneamente debido a la oposición de EDC, igual -U.Por lo tanto, la corriente en la inductancia siempre se retrasará detrás del voltaje en un ángulo de 90 °. El cambio con la corriente de retraso se llama positiva.

Escribimos la expresión Valor de voltaje instantáneo. u. Basado en EMF ( ε ), que es proporcional a la inductancia L. y cambios actuales: u \u003d -ε \u003d l (di / dt).
Desde aquí expresamos una corriente sinusoidal.

Función integral pecado (t) estarán --Ss (t)o igual a su función pecado (t-π / 2).
Diferencial dt. Funciones pecado (Ωt) saldrá de la señal del multiplicador integral 1 /ω .
Como resultado, obtenemos una expresión de corriente instantánea. Con un cambio desde el efecto de voltaje. π / 2. (90 °).
Para los valores de RMS U. y I. En este caso, puedes grabar. .

Como resultado, tenemos la dependencia de la corriente sinusoidal del voltaje de acuerdo con la ley de Ohm, donde en el denominador en su lugar R. expresión ωlque es la resistencia reactiva:

La resistencia reactiva de los inductores se llama inductiva.

Resistencia reactiva del condensador.

La corriente eléctrica en el condensador es parte o un conjunto de procesos de su carga y descarga, la acumulación y las devoluciones de energía por un campo eléctrico entre sus placas.

En el circuito de CA, el condensador se cargará a un cierto valor máximo hasta que la corriente cambie la dirección al opuesto. En consecuencia, en los momentos del valor de amplitud del voltaje en el condensador, la corriente en ella será cero. Por lo tanto, el voltaje en el condensador y la corriente siempre tendrá una discrepancia en el tiempo en un cuarto de período.

Como resultado, la corriente en la cadena se limitará a la caída de voltaje en el condensador, que crea una resistencia reactiva a la corriente variable, una velocidad de cambio de corriente (frecuencia) proporcional a la inversa.

Si se aplica al voltaje del condensador. U., la corriente comenzará instantáneamente desde el valor máximo, disminuyendo aún más a cero. En este momento, el voltaje de sus conclusiones crecerá de cero al máximo. En consecuencia, el voltaje en las placas del condensador de fase se queda detrás de la corriente en un ángulo de 90 °. Tal cambio de fase se llama negativo.

La corriente en el condensador es el derivado de la función de su carga. i \u003d dq / dt \u003d c (du / dt).
Derivado de pecado (t) estarán cOSTO) o función igual pecado (t + π / 2).
Entonces para el voltaje sinusoidal u \u003d u amp pecado (ωt) Escribimos el valor actual instantáneo de expresión de la siguiente manera:

i \u003d u amp ωcsin (ωt + π / 2).

A partir de aquí expresa la proporción de valores RMS. .

La ley de Ohm sugiere que 1 / Ωc. No hay nada más que una resistencia reactiva para la corriente sinusoidal.

La resistencia prestada por el conductor que pasa en ella se llama corriente variable. resistencia activa.

Si algún consumidor no contiene inductancia y tanques (luz incandescente, dispositivo de calefacción), también será para CA como resistencia activa.

La resistencia activa depende de la frecuencia de la CA, que está aumentando con su aumento.

Sin embargo, muchos consumidores tienen propiedades inductivas e capacitivas cuando se les pasa a través de ellos. Dichos consumidores incluyen transformadores, choques, electromagnés, condensadores, varios tipos de cables y muchos otros.

Al pasar a través de ellos, es necesario considerar no solo activo, sino también resistencia reactivaDebido a la presencia en el consumidor de propiedades inductivas y capacitivas de la misma.

Resistencia activa Determina la parte real de la impedancia:

Donde: la impedancia, es el valor de la resistencia activa, la magnitud de la resistencia reactiva, la unidad imaginaria.

Resistencia activa - resistencia cadena eléctrica o su sitio debido a transformaciones irreversibles de energía eléctrica en otros tipos de energía (en energía térmica)

Resistencia reactiva - Resistencia eléctrica debido a la transmisión de energía al alternar el campo eléctrico o magnético de corriente (y la parte posterior).

La magnitud de la resistencia reactiva se puede expresar a través de los valores de la resistencia inductiva e capacitiva:

La magnitud de la resistencia completa reactiva.

Resistencia inductiva () Se debe a la aparición de EMF de autoinducción en un elemento de cadena eléctrica.

Capacidad ().

Aquí - Frecuencia cíclica

Impedancia Cadenas con corriente alterna:

z \u003d.

√

R 2 + x 2

=

√

R 2 + (x l -x c) 2

Boleto número 12.

1. 1) Coordinación del generador con carga -asegurar el valor requerido de la resistencia de carga equivalente activa de la lámpara del generador, R E, con todos los valores posibles de la impedancia de entrada de un alimentador de antena, que depende de su resistencia a la onda y el coeficiente de onda transversal (Cbw)

Coordinación (en electrónica) se reduce a buena elección Resistencias del generador (fuente), líneas de transmisión y receptor (carga). La coordinación ideal (en electrónica) entre la línea y la carga se puede lograr con la igualdad de la resistencia a la onda de la línea R a la resistencia a la carga completa ZH \u003d RH + J HN, o con RH \u003d R y XH \u003d 0, donde Parte RH-activa de la impedancia, XH es su parte reactiva. En este caso, la línea de transmisión establece el modo de ondas de goma y caracterizando su coeficiente de la onda permanente (CWS) es 1. Para la línea Con pérdidas negligentemente pequeñas de energía eléctrica, coordinación y, debido a ella, la transmisión más eficiente de la energía del generador en la carga se logra bajo la condición de que las resistencias totales del generador ZR y la carga de ZH son conjugadas complejas, es decir, zr \u003d z * h, o rr \u003d r \u003d r h \u003d xr - xh. En este caso, la resistencia reactiva de la cadena es cero, y se observan las condiciones de resonancia, que contribuyen a mejorar la eficiencia de los sistemas de ingeniería de radio (uso mejorado rangos de frecuencia, aumenta la inmunidad al ruido, se reducen las distorsiones de la frecuencia de las señales de radio, etc.). La evaluación del acuerdo de calidad (en electrónica) se produce midiendo el coeficiente de reflexión y los CWS. La práctica de coordinación (en electrónica) se considera óptima si la tira de funcionamiento de la frecuencia de CWW no excede el 1.2-1.3 (en la medición de instrumentos 1.05). En algunos casos, los indicadores indirectos (en electrónica) pueden servir como una reacción de los parámetros del generador (frecuencia, potencia, nivel de ruido) para cambiar la carga, la presencia de averías eléctricas en la línea, calentando las secciones individuales de la línea. .

Con este modo de operación en el receptor, la potencia más alta es igual a la mitad de la potencia de la fuente. En este caso, k.p.d. \u003d 0.5. Este modo se utiliza en los circuitos de medición, los dispositivos de comunicación.

Al transferir la alta potencia, como las líneas de potencia de alto voltaje, el trabajo en un modo consistente suele ser inaceptable.

Un circuito de corriente eléctrica variable incluye activos (que contienen fuentes de energía interna) y elementos pasivos (consumidores de energía). Los elementos pasivos incluyen resistencias y jets.

Tipos de elementos pasivos.

En la ingeniería eléctrica, se consideran dos tipos de resistencias: resistencia activa y reactiva. Los dispositivos activos mejorados en los que la energía de la corriente eléctrica se convierte en térmica. En física, se denota por el símbolo de R. Unidad de Medición - OM.

Esta fórmula se puede usar para calcular los valores instantáneos de corriente y voltaje, máximo o válido.

Los dispositivos de reacción no disipan energía, sino que se acumulan. Éstas incluyen:

• inductor;
• condensador.

La resistencia reactiva se indica por el símbolo de la unidad H. de medición - Ohm.

Inductor

Es un conductor hecho en forma de espiral, tornillo o espiral. Debido a la alta inercia, el dispositivo se usa en esquemas que se utilizan para reducir las pulsaciones en los circuitos de corriente alterna y los circuitos oscilatorios, para crear campo magnético etc. Si tiene una longitud grande con un pequeño diámetro, entonces la bobina se llama solenoide.

Para calcular la caída de voltaje (U.) En los extremos de la bobina, use la fórmula:

U \u003d -l · di / dt, donde:

• L - La inductancia del dispositivo, se mide en GN (HENRY),
• Di - Cambio de la fuerza actual (medida en amperios) durante el intervalo de tiempo DT (medido en segundos).

¡Atención! Con cualquier cambio en la corriente en el conductor, se produce Emps de autoinducción, lo que evita este cambio.

Como resultado, la bobina surge resistencia, que se llama inductiva.

En la ingeniería eléctrica se indica x.L. Y calculado por la fórmula:

donde W es una frecuencia angular, medida en rad / s.

La frecuencia angular es una característica de la oscilación armoniosa. Asociado con la frecuencia F (el número de oscilaciones totales por segundo). La frecuencia se mide en oscilaciones por segundo (1 / s):

w \u003d 2 · p · f.

Si hay varias bobinas en el diagrama, entonces cuando se usan conexión secuencial General H.L. para todo el sistema será igual a:

Xl \u003d xl1 + xl2 + ...

En caso de compuesto paralelo:

1 / XL \u003d 1 / XL1 + 1 / XL2 + ...

La ley de Ohm para tal compuesto tiene la forma:

donde UL es una caída de voltaje.

Además de inductivo, el dispositivo tiene tanto Active R.

La impedancia eléctrica en este caso es:

Elemento capacitivo

En los conductores y el devanado de la bobina, además de las resistencias inductivas y activas, también hay un capacitivo, que se debe a la presencia de tanque en estos dispositivos. Además de la resistencia y la bobina, se puede incluir un condensador en el esquema, que consta de dos placas metálicas, entre las que se coloca la capa dieléctrica.

Para tu información. La corriente eléctrica fluye debido al hecho de que los procesos de paso y descarga del dispositivo están pasando.

Con la carga máxima en las placas del instrumento:

Debido al hecho de que el dispositivo resistivo puede acumular energía, se usa en dispositivos que estabilizan el voltaje en la cadena.

La capacidad de acumular la carga se caracteriza por una capacidad.

La resistencia reactiva del condensador (CC) se puede calcular por la fórmula:

Xc \u003d 1 / (w · c), donde:

1. w - Frecuencia angular,
2. C - Capacitancia del condensador.

Unidad de medición de capacidad - F (farad).

Teniendo en cuenta que la frecuencia angular está asociada con la frecuencia cíclica, el cálculo del valor de la resistencia reactiva del condensador puede realizarse mediante la fórmula:

Xc \u003d 1 / (2 · p · f · c).

Si se conectan varios dispositivos en el circuito, entonces el totalX.DE Los sistemas serán iguales a:

Xc \u003d xc1 + xc2 + ...

Si la conexión de los objetos es paralela, entonces:

1 / xc \u003d 1 / xc1 + 1 / xc2 + ...

La ley de Ohm para este caso está escrita de la siguiente manera:

donde Estados Unidos es la caída de voltaje en el condensador.

Cálculo de la cadena

Con una conexión secuencialI. = const. Cualquier punto y, de acuerdo con la ley de OHM, puede ser calculado por la fórmula:

donde z es una impedancia eléctrica.

El voltaje en dispositivos se calcula de la siguiente manera:

Ur \u003d i · r, ul \u003d i · xl, uc \u003d i · xc.

El componente inductivo del vector del voltaje se dirige en la dirección opuesta desde el vector del componente capacitivo, por lo que:

en consecuencia, según los cálculos:

¡Atención! Para calcular el valor de impedancia, puede usar el "triángulo de la resistencia" en el que la hipotenusa es Z, y por categorías, los valores de X y R.

Si el condensador y la bobina de inductor están conectados a la cadena, entonces, según el pitágono, el teorema de Hypotenuse (Z.) será igual a:

ComoX. = SG – Xc., luego:

Al resolver problemas eléctricos, la impedancia se escribe a menudo en forma de un número complejo, en el que la parte real corresponde al valor del componente activo, y el imaginario es reactivo. Así, la expresión de impedancia en general Tiene la forma:

donde soy una unidad imaginaria.

Para el cálculo en línea de la resistencia reactiva, puede usar el programa, una calculadora que se puede encontrar en Internet. Hay muchos de estos servicios, por lo que no será difícil elegir una calculadora conveniente para usted.

Gracias a este servicio de Internet, puede realizar rápidamente el cálculo deseado.

Video

Uno de los principales problemas en la red de voltaje de CA es la presencia de poder reactivo. Se consume solo en pérdidas térmicas. La fuente de energía reactiva es la unidad de energía eléctrica L y C. No consideraré muy profundamente esta pregunta. Propongo considerar esta pregunta sobre el ejemplo de elementos simples de la cadena: inductancia y contenedores.

Elemento inductivo L.

El elemento inductivo (considerar en el ejemplo de la bobina de inductancia) son los giros de los cables aislados entre ellos. Cuando el flujo de corriente, la bobina está magnetizada. Si cambia la polaridad de la fuente, la bobina comenzará a devolver la energía almacenada, tratando de mantener el valor actual en el circuito. Por lo tanto, cuando fluye a través del componente variable, la energía almacenada durante el paso de un medio período positivo no tendrá tiempo para disipar y evitará el paso del medio período negativo. Como resultado, el medio tiempo negativo tendrá que pagar la bobina almacenada de energía. Como resultado, el voltaje (U) estará por delante de la corriente (і) para algún tipo de ángulo φ. A continuación se muestra el resultado del trabajo de modelado en Carga l-r L \u003d 1 * 10 -3 GN, R \u003d 0,5 ohmios. UST \u003d 250 V, frecuencia F \u003d 50 Hz.

φ es la diferencia de fase entre U y I.

La resistencia reactiva está indicada por la letra X, la Z total, Active R.

Para la inductancia:

Donde ω es la frecuencia cíclica

L - Inductancia de la bobina;

Conclusión: cuanto mayor sea la inductancia L o frecuencia, mayor será la resistencia a la bobina a la corriente variable.

Elemento capacitivo

Elemento capacitivo (considerar en el ejemplo del condensador) es un streamer de dos con un valor variable o constante del contenedor. Condensador - unidad cargos electricos. Si lo conecta a la fuente de alimentación, se carga. Si se aplica una fuente con un componente variable, se cargará cuando se pase el medio período positivo. Cuando la dirección de la mitad del objetivo es cambiar a un valor negativo, el condensador comenzará a recargarse, es decir, la energía que se ha acumulado en ella comenzará a contrarrestar la recarga. Como resultado, obtendremos tensión en el condensador opuesto a la fuente. Como resultado, será descubierto por U por algún tipo de ángulo φ. A continuación se muestra el resultado del trabajo de modelado en Carga c-r C \u003d 900 * 10 - 6 FA, R \u003d 0,5 ohmios, UST \u003d 250 V, Frecuencia F \u003d 50 Hz.

Figura 2. Fuente de funcionamiento en la carga R-C

Para la capacidad:

Donde ω es la frecuencia cíclica

- Frecuencia del voltaje de suministro, Hz;

C - Capacitancia del condensador;

Conclusión: cuanto mayor sea la capacidad de C o frecuencia, menor será la resistencia a la corriente variable.

Comparación del efecto de la resistencia reactiva a la potencia de la red activa.

Las figuras 1 y 2 se pueden ver que el cambio de fase en las figuras no es el mismo. La salida: cuanto más en la resistencia completa Z será el efecto de X L o X C. Cuanto mayor será la diferencia de las fases u y yo.

El ángulo de cizallamiento entre la corriente y el voltaje se llama φ.

PODER REACTIVO NO FASE:

Tres fases:

U F, i F - Fase de corriente y voltaje

Conclusión: poder reactivo: no realiza efectos útiles.

Ella "se distingue" sobre los cables de calefacción de la red y aumentando las pérdidas. En grandes empresas industriales, esto es especialmente notable debido a la disponibilidad de accionamientos eléctricos y otros consumidores principales. Este problema es muy relevante para el ahorro de energía y la modernización de la producción. Por lo tanto, en la fiesta de graduación. Las empresas están establecidas por compensadores de potencia reactiva. Ellos pueden ser de diferentes tipos y excepto la compensación para realizar el papel de los filtros. Con la ayuda de los compensadores, están tratando de mantener el equilibrio de potencia reactiva para minimizar su efecto en la red y ajustar el ángulo φ a cero.

Porque es necesario maximizar la cantidad (L, C) de los elementos en la red.