Qu'est-ce que l'actif réactif et l'impédance. Résistance réactive XL et XC. Résistance à la chaîne complète avec composé séquentiel de résistance active et réactive

Ainsi, les inducteurs et les condensateurs empêchent le flux courant alternatif. Une telle résistance à courant variable est appelée résistance réactive X et mesuré à Omah. Réactance Cela dépend à la fois de la valeur de l'inductance et de la capacité et la fréquence du signal.

La bobine d'inductance a une résistance réactive de VL inductive égale

lorsque F est la fréquence de Hertz, une L est l'inductance de Henry.
Depuis Ω \u003d 2πf, vous pouvez écrire xl \u003d ωl. Par exemple, la résistance réactive de la bobine avec une inductance de 10 MPN, qui est fournie à une fréquence de 1 kHz, égale à

XL \u003d 2π * 1 * 103 * 10 * 10-3 \u003d 62,8 ohm.

La résistance réactive de la bobine d'inductance augmente avec une fréquence de signal croissante (Fig. 4.26).
Le condensateur a une résistance capacitive XC égale

où c est un conteneur dans les filles. Par exemple, la résistance réactive du condenseur avec une capacité de 1 μF, qui est fournie avec une fréquence de 10 kHz, égale à

Figure. 4.26. La dépendance du riz inductif. 4.27.
résistance de la fréquence.

Figure. 4.28. Somme vectorielle capacitive (XC)

et résistance inductive (XL).

Figure. 4.29.
(a) Bobine d'inductance connectée séquentiellement avec R. Résistance
(b) représentation de vecteur r, xl et leur somme vectorielle z

La résistance réactive du condenseur diminue avec une fréquence de signal croissante (Fig. 4.27).
La résistance à la chaîne résultante comprend une résistance capacitive XC et une résistance inductive XL, égale au vecteur Sum XC et XL. Vecteurs XC et XL, comme on le voit de la Fig. 4.28 (B) sont en antiphases, c'est-à-dire la différence de phase entre elles est de 1800. Par conséquent, la résistance résultante est simplement égale à la différence entre XC et XL. Par exemple, laissez XL \u003d 100 ohm et xc \u003d 70 ohms. Ensuite, la résistance réactive résultante X \u003d 100 - 70 \u003d 30 ohms et est inductive comme XL est supérieure à XC.

Impédance
La résistance résultante de la chaîne contenant une résistance active et réactive (inductive ou capacitive) est le nom de l'impédance ou la résistance totale de la chaîne.
L'impédance Z est un vecteur de la quantité de résistance réactive et de résistance active R.
Considérez, par exemple, le circuit représenté sur la Fig. 4.29. Il comprend une résistance inductive XL connectée en série avec une résistance R. Comme on peut le voir de la Fig. 4.29 (B), Vector XL est en avance sur le vecteur R 90 °. L'impédance est égale

Si xl \u003d 400 ohms et r \u003d 300 ohms, alors z \u003d 500 ohms.

Réactance – résistance électrique Un courant variable en raison de la transmission d'énergie par un champ magnétique dans des inducteurs ou un champ électrique dans les condensateurs.

Les éléments possédant une résistance réactive sont appelés réactifs.

Résistance réactive de la bobine d'inductance.

Lorsque le flux de courant alternatif JE. Dans la bobine, le champ magnétique crée une EDC à ses virages, ce qui empêche le changement de courant.
Au fur et à mesure que le courant augmente, l'EMF est négatif et empêche l'augmentation du courant, avec une diminution positive et empêche sa diminution, de cette manière la résistance à la variation du courant tout au long de la période.

À la suite de l'opposition créée, les conclusions de l'inductance inductrice dans l'antiphase sont formées de tension U., l'EMF accablant égal à l'amplitude et au signe opposé.

Lorsque le courant passe à travers zéro, l'amplitude de l'EMF atteint la valeur maximale, qui forme la divergence dans l'heure et la tension actuelles en 1/4 période.

Si appliqué aux conclusions de la tension de bobine d'inductance U., le courant ne peut pas commencer instantanément à cause de l'opposition d'EDC, égale -U.Par conséquent, le courant dans l'inductance sera toujours à la traîne de la tension à un angle de 90 °. Le passage avec le courant de retard est appelé positif.

Nous écrivons l'expression de la valeur de tension instantanée u. Basé sur EMF ( ε ), qui est proportionnelle à l'inductance L. et changements actuels: u \u003d -ε \u003d l (di / dt).
De là, nous exprimons un courant sinusoïdal.

Fonction intégrale péché (t) sera --Ss (t)ou égal à sa fonction péché (t-π / 2).
Différentiel dt. Les fonctions péché (t) sortiront du signe du multiplicateur intégré 1 /ω .
En conséquence, nous obtenons une expression de courant instantané avec un passage de l'effet de tension π / 2. (90 °).
Pour les valeurs RMS U. et JE. Dans ce cas, vous pouvez enregistrer .

En conséquence, nous avons la dépendance du courant sinusoïdal de la tension selon la loi de l'OHM, où dans le dénominateur à la place R expression Ωlqui est la résistance réactive:

La résistance réactive des inducteurs est appelée inductive.

Résistance réactive à condenseur.

Le courant électrique du condensateur est une partie ou un ensemble de procédés de sa charge et de sa décharge - l'accumulation et les retours de l'énergie par un champ électrique entre ses plaques.

Dans le circuit AC, le condensateur sera chargé à une certaine valeur maximale jusqu'à ce que le courant change le sens sur le contraire. Par conséquent, aux moments de la valeur de l'amplitude de la tension sur le condenseur, le courant sera nul. Ainsi, la tension du condenseur et le courant auront toujours une divergence à temps dans un quart de période.

En conséquence, le courant de la chaîne sera limité à la chute de tension du condenseur, qui crée une résistance réactive au courant variable, une vitesse proportionnelle de courant de la capacité de courant (fréquence) et de la capacité du condensateur.

Si appliqué à la tension du condenseur U.Le courant commencera instantanément à partir de la valeur maximale, diminuant davantage à zéro. À ce stade, la tension de ses conclusions augmentera de zéro au maximum. Par conséquent, la tension sur les plaques du condensateur de phase est située derrière le courant à un angle de 90 °. Un tel changement de phase est appelé négatif.

Le courant dans le condenseur est le dérivé de la fonction de sa charge i \u003d DQ / DT \u003d C (DU / DT).
Dérivé de péché (t) sera cOÛT) ou fonction égale péché (t + π / 2).
Puis pour la tension sinusoïdale u \u003d u amp sin (ωt) Nous écrivons l'expression de la valeur actuelle instantanée comme suit:

i \u003d u amp Ωcsin (ωt + π / 2).

D'ici exprime le ratio de valeurs RMS .

La loi de Ohm suggère que 1 / Ωc. Il n'y a qu'une seule résistance réactive pour le courant sinusoïdal.

La résistance rendue par le conducteur qui passe sur son courant variable est appelée résistance active.

Si un consommateur ne contient pas d'inductance et de réservoirs (lumière à incandescence, dispositif de chauffage), il sera également destiné à une résistance active.

La résistance active dépend de la fréquence de l'AC, qui augmente avec son augmentation.

Cependant, de nombreux consommateurs ont des propriétés inductives et capacitives lorsqu'elles sont passées à travers elles AC. Ces consommateurs comprennent des transformateurs, des étrangers, des électroaimants, des condensateurs, divers types de fils et de nombreux autres.

Lorsque vous passez à travers eux, il est nécessaire de considérer non seulement actif, mais aussi réactanceEn raison de la présence dans le consommateur des propriétés inductives et capacitives de celui-ci.

Résistance active Détermine la partie réelle de l'impédance:

Lorsque l'impédance est la valeur de la résistance active, la magnitude de la résistance réactive, l'unité imaginaire.

Résistance active - résistance chaîne électrique ou son site en raison de transformations irréversibles d'énergie électrique en d'autres types d'énergie (en énergie thermique)

Réactance - Résistance électrique due à la transmission de puissance en alternant le champ électrique ou magnétique actuel (et arrière).

L'ampleur de la résistance réactive peut être exprimée à travers les valeurs de résistance inductive et capacitive:

La magnitude de la résistance réactive complète

Résistance inductive () Il est dû à l'émergence d'EMF d'auto-induction dans un élément de chaîne électrique.

Capacitance ().

Ici - fréquence cyclique

Impédance Chaînes avec courant alternatif:

z \u003d.

√

R 2 + x 2

=

√

R 2 + (x l -x c) 2

Numéro de billet 12.

1. 1) Coordination génératrice avec charge -assurer la valeur requise de la résistance de charge équivalente active de la lampe génératrice, R e, avec toutes les valeurs possibles de l'impédance d'entrée d'un chargeur d'antenne, qui dépend de sa résistance aux ondes et du coefficient d'onde traversée (CBW)

La coordination (dans l'électronique) vient à bon choix Résistances du générateur (source), des lignes de transmission et du récepteur (charge). La coordination idéale (en électronique) entre la ligne et la charge peut être obtenue avec l'égalité de la résistance à l'ondes de la ligne R à la résistance de la charge complète ZH \u003d RH + J HN, ou avec RH \u003d R et XH \u003d 0, où Partie rh-active de l'impédance, XH est sa partie réactive. Dans ce cas, la ligne de transmission établit le mode d'ondes de caoutchouc et caractérisant leur coefficient de la vague debout (CWS) est de 1. Pour la ligne Avec négligence de petites pertes d'énergie électrique, de coordination et, dues à celle-ci, la transmission la plus efficace de l'énergie du générateur dans la charge est obtenue sous la condition que les résistances totales du générateur ZR et la charge de ZH soient complexes-conjugué, c'est-à-dire zr \u003d z * h ou rr \u003d r \u003d r h \u003d xr - xh. Dans ce cas, la résistance réactive de la chaîne est nulle et les conditions de résonance sont observées, ce qui contribue à améliorer l'efficacité des systèmes d'ingénierie radio (utilisation améliorée gammes de fréquencesLe bruit immunité augmente, les distorsions de fréquence des signaux radio sont réduites, etc.). L'évaluation de l'accord de qualité (en électronique) est produite en mesurant le coefficient de réflexion et le CWS. La coordination pratiquement (dans l'électronique) est considérée comme optimale si la bande de fonctionnement de fréquence CWW ne dépasse pas 1.2-1.3 (dans les instruments de mesure 1.05). Dans certains cas, des indicateurs indirects (en électronique) peuvent servir de réaction des paramètres du générateur (fréquence, puissance, niveau de bruit) pour modifier la charge, la présence de ventilation électrique dans la ligne, chauffant les sections individuelles de la ligne. .

Avec ce mode de fonctionnement dans le récepteur, la puissance la plus élevée égale à la moitié de la puissance de la source. Dans ce cas, k.p.d. \u003d 0.5. Ce mode est utilisé dans les circuits de mesure, les dispositifs de communication.

Lorsque vous transférez une puissance élevée, telle que des lignes de courant haute tension, fonctionnent en mode cohérent est généralement inacceptable.

Un circuit de courant électrique variable comprend des sources d'énergie internes actives et des éléments passifs (consommateurs d'énergie). Les éléments passifs incluent des résistances et des jets.

Types d'éléments passifs

En génie électrique, deux types de résistances sont considérés comme une résistance active et réactive. Appareils améliorés activés dans lesquels l'énergie du courant électrique est convertie en thermique. En physique, il est noté par le symbole de l'unité de mesure de la mesure - OM.

Cette formule peut être utilisée pour calculer les valeurs instantanées de courant et de tension, maximum ou valide.

Les appareils à jet ne dissipent pas l'énergie, mais s'accumulent. Ceux-ci inclus:

• inducteur;
• condensateur.

La résistance réactive est indiquée par le symbole de H. unité de mesure - ohm.

Inducteur

C'est un conducteur fabriqué sous la forme d'une spirale, d'une vis ou d'une spirale. En raison de l'inertie élevée, le dispositif est utilisé dans des schémas utilisés pour réduire les pulsations dans les circuits de courant alternatifs et les circuits oscillatoires, afin de créer champ magnétique etc. S'il a une grande longueur avec un petit diamètre, la bobine s'appelle un solénoïde.

Calculer la chute de tension (U.) Au bout de la bobine, utilisez la formule:

U \u003d -l · di / dt, où:

• L - L'inductance de l'appareil est mesurée en GN (Henry),
• DI - Modification de la force actuelle (mesurée en ampères) sur l'intervalle de temps DT (mesuré en secondes).

Attention! Avec toute modification du courant dans le conducteur, les PAM d'auto-induction se produisent, ce qui empêche ce changement.

En conséquence, la bobine provoque une résistance, qui s'appelle inductive.

Dans l'ingénierie électrique est indiqué xL. Et calculé par la formule:

où w est une fréquence angulaire, mesurée en rad / s.

La fréquence angulaire est une caractéristique de l'oscillation harmonieuse. Associé à la fréquence f (le nombre d'oscillations totales par seconde). La fréquence est mesurée dans les oscillations par seconde (1 / s):

w \u003d 2 · p · f.

S'il y a plusieurs bobines dans le diagramme, alors quand ils sont utilisés connexion séquentielle Général H.L. pour l'ensemble du système sera égal à:

Xl \u003d xl1 + xl2 + ...

En cas de composé parallèle:

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

La loi ohm pour un tel composé a la forme:

où UL est une chute de tension.

En plus de l'induction, l'appareil a à la fois actif R.

L'impédance électrique dans ce cas est la suivante:

Élément capacitif

Dans les conducteurs et l'enroulement de la bobine, en plus des résistances inductives et actives, il existe également une capacité capacitive, qui est due à la présence de réservoir dans ces dispositifs. En plus de la résistance et de la bobine, un condensateur peut être inclus dans le schéma, composé de deux plaques métalliques, entre lesquelles la couche diélectrique est placée.

Pour votre information. Le courant électrique coule en raison du fait que les processus de passe et de décharge de périphérique sont passés.

Avec la charge maximale sur les plaques d'instrument:

En raison du fait que le dispositif résistif peut accumuler de l'énergie, il est utilisé dans des périphériques qui stabilisent la tension de la chaîne.

La capacité d'accumuler la charge est caractérisée par une capacité.

La résistance réactive du condenseur (CC) peut être calculée par la formule:

XC \u003d 1 / (w · c), où:

1. w - fréquence angulaire,
2. C - Capacité du condenseur.

Unité de mesure de capacité - F (Farad).

Considérant que la fréquence angulaire est associée à la fréquence cyclique, le calcul de la valeur de la résistance réactive du condenseur peut être effectué par la formule:

Xc \u003d 1 / (2 · p · f · c).

Si plusieurs périphériques sont connectés dans le circuit, le totalX.DE Les systèmes seront égaux à:

Xc \u003d xc1 + xc2 + ...

Si la connexion d'objets est parallèle, alors:

1 / XC \u003d 1 / XC1 + 1 / XC2 + ...

La loi de OHM pour cette affaire est écrite comme suit:

où nous est la chute de tension sur le condenseur.

Calcul de la chaîne

Avec une connexion séquentielleJE. = const. Tout point et, selon la loi Ohm, il peut être calculé par la formule:

où Z est une impédance électrique.

La tension sur les périphériques est calculée comme suit:

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

Le composant inductif de vecteur de la tension est dirigé dans la direction opposée du vecteur du composant capacitif, donc:

par conséquent, selon les calculs:

Attention! Pour calculer la valeur d'impédance, vous pouvez utiliser le "triangle de la résistance" dans lequel l'hypoténuse est Z, et par catégorie - les valeurs de X et R.

Si le condensateur et la bobine d'inductance sont connectés à la chaîne, alors, selon le théorème de l'hypoténuse de Pytenuse (Z.) sera égal à:

CommeX. = Xl – Xc., ensuite:

Lors de la résolution de problèmes électriques, l'impédance est souvent écrite sous la forme d'un nombre complexe dans lequel la partie réelle correspond à la valeur du composant actif et que l'imaginaire est réactif. Ainsi, l'expression pour l'impédance dans général Il a la forme:

où je suis une unité imaginaire.

Pour le calcul en ligne de la résistance réactive, vous pouvez utiliser le programme - une calculatrice qui peut être trouvée sur Internet. Il existe de nombreux services de ce type, vous ne serez donc pas difficile de choisir une calculatrice pratique pour vous.

Grâce à ce service Internet, vous pouvez rapidement effectuer le calcul souhaité.

Vidéo

L'un des principaux problèmes du réseau de tension alternatif est la présence de puissance réactive. Il n'est consommé que sur les pertes thermiques. La source d'énergie réactive est les entraînements d'énergie électrique L et C. Je ne considérerai pas très profondément cette question. Je propose de considérer cette question sur l'exemple d'éléments simples de la chaîne - inductance et conteneurs.

Élément inductif L.

L'élément inductif (considère que sur l'exemple de bobine d'inductance) sont les virages des fils isolés entre eux. Lorsque le flux de courant, la bobine est magnétisée. Si vous modifiez la polarité de la source, la bobine commencera à remettre de l'énergie stockée en essayant de maintenir la valeur actuelle dans le circuit. Par conséquent, lorsqu'il traverse la composante variable, l'énergie stockée lors du passage d'une demi-période positive n'aura pas le temps de dissiper et empêchera le passage de la demi-période négative. En conséquence, la demi-période négative devra payer la bobine stockée de l'énergie. En conséquence, la tension (U) sera en avance sur le courant (і) pour une sorte d'angle φ. Ci-dessous est le résultat de la modélisation des travaux sur L-r charge L \u003d 1 * 10 -3 GN, R \u003d 0,5 ohm. UST \u003d 250 V, Fréquence F \u003d 50 Hz.

est la différence de phase entre U et I.

La résistance réactive est indiquée par la lettre X, la Z totale Z, actif R.

Pour l'inductance:

Où ω est la fréquence cyclique

L - Inductance de la bobine;

Conclusion: plus l'inductance est élevée L ou la fréquence, plus la résistance à la bobine est grande au courant variable.

Élément capacitif

Élément capacitif (considère sur l'exemple du condenseur) est un double streamer avec une valeur variable ou constante du conteneur. Condenseur - conduire charges électriques. Si vous le connectez à la source d'alimentation, il se charge. Si une source est appliquée avec une composante variable, elle sera chargée lorsque la demi-période positive est passée à travers elle. Lorsque la direction de la moitié de l'objectif est de passer à une valeur négative, le condensateur commencera à se ressourcer, c'est-à-dire que l'énergie qui s'est accumulée en elle commencera à contrecarrer la recharge. En conséquence, nous obtiendrons une tension sur le condenseur en face de la source. En conséquence, il sera découvert par vous pour une sorte d'angle. Ci-dessous est le résultat de la modélisation des travaux sur C-R charge C \u003d 900 * 10 - 6 fa, r \u003d 0,5 ohm, ust \u003d 250 V, fréquence F \u003d 50 Hz.

Figure 2. Source d'exploitation sur la charge R-C

Pour la capacité:

Où ω est la fréquence cyclique

- fréquence de la tension d'alimentation, Hz;

C - Capacité du condensateur;

Conclusion: plus la capacité de c ou de fréquence est élevée, plus la résistance au courant variable.

Comparaison de l'effet de la résistance réactive à la puissance du réseau actif

Les figures 1 et 2 on peut voir que le déphasage dans les figures n'est pas la même. La sortie - plus dans la résistance totale Z sera l'effet de X L ou X C. Plus la différence sera la différence de phases U et I.

L'angle de cisaillement entre le courant et la tension est appelé φ.

Puissance réactive non-phase:

Trois phases:

U f, i f - courant et tension de phases

Conclusion: puissance réactive - n'effectue pas d'effets utiles.

Elle "se dissipe" sur les câbles de chauffage réseau et les pertes croissantes. Dans les grandes entreprises industrielles, cela est particulièrement perceptible en raison de la disponibilité de disques électriques et d'autres grandes consommateurs. Cette question est très pertinente pour l'économie d'énergie et la modernisation de la production. Donc sur le bal de promo. Les entreprises sont définies par des compensateurs de puissance réactive. Ils peuvent être de différents types et à l'exception de la rémunération pour effectuer le rôle des filtres. Avec l'aide de compensateurs, ils essaient de maintenir la balance de la puissance réactive pour minimiser son effet sur le réseau et ajuster l'angle à zéro.

Car il est nécessaire de maximiser la quantité (L, C) des éléments du réseau.