Mi az aktív reaktív és impedancia. Reaktív ellenállás XL és XC. Teljes lánc ellenállás az aktív és reaktív rezisztencia szekvenciális összetevőjével

Tehát az induktorok és kondenzátorok megakadályozzák az áramlást váltakozó áram. Egy ilyen változó áramállóságot hívnak reaktív ellenállás X és az Omahban mérve. Reaktancia Ez attól függ, hogy az induktivitás és a kapacitás értéke és a jel gyakorisága.

Az induktív tekercs induktív VL reaktív rezisztenciája egyenlő

ahol f jelentése Hertz, a L a Henry induktivitása.
Mivel ω \u003d 2πf, írhat xl \u003d ωl. Például a tekercs reaktív ellenállása 10 MPN induktivitással, amely 1 kHz-es frekvenciájú, egyenlő

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

Az induktív tekercs reaktív rezisztenciája növekszik a jelfrekvenciával (4.26. Ábra).
A kondenzátor XC-kapacitív ellenállással rendelkezik

ahol c egy konténer a Farades-ben. Például a kondenzátor reaktív rezisztenciája 1 μF kapacitással, amely 10 kHz-es frekvenciájú, egyenlő

Ábra. 4.26. Az induktív rizs függvénye. 4.27.
ellenállás frekvenciából.

Ábra. 4.28. Kapacitív vektoros összeg (XC)

és induktív (XL) ellenállás.

Ábra. 4.29.
(A) az R. ellenállással egymás után csatlakoztatott induktivitási tekercs
(B) Vektor-ábrázolás R, XL és vektor összege z

A kondenzátor reaktív rezisztencia csökken a növekvő jelfrekvencia (4.27. Ábra).
Az így kapott lánc ellenállása magában kapacitív ellenállás XC és induktív ellenállás XL, egyenlő a vektor összeg XC és XL. Vektorok XC és XL, amint az az 1. ábrán látható. 4,28 (b) vannak ellentétes fázisúak, azaz a fázis különbség köztük 1800. Ezért, a kapott rezisztencia egyszerűen egyenlő a különbség a XC és XL. Például, hagyja xl \u003d 100 ohm, és xc \u003d 70 ohm. Ezután az így létrejött reaktív rezisztencia X \u003d 100-70 \u003d 30 ohm, és induktív, mint XL, nagyobb, mint XC.

Impedancia
Az aktív és reaktív (induktív vagy kapacitív) ellenállást tartalmazó lánc rezisztenciája az impedancia vagy a lánc teljes ellenállása.
Az impedancia z a reaktív rezisztencia és az aktív rezisztencia mennyisége.
Tekintsük például az 1. ábrán látható áramkört. 4.29. Ez magában foglal egy olyan induktív rezisztenciát, amely az R ellenállással van ellátva, az 1. ábrán látható. 4.29 (b), az XL vektor az R 90 ° vektor előtt van. Az impedancia egyenlő

Ha xl \u003d 400 ohm és r \u003d 300 ohm, akkor z \u003d 500 ohm.

Reaktancia – elektromos ellenállás Változó áram, mivel az energia átvitele az induktorok mágneses mezőjével vagy a kondenzátorok elektromos mezőjével.

A reaktív rezisztenciát birtokló elemeket reaktívnak nevezik.

Az induktív tekercs reaktív ellenállása.

Amikor a váltakozó áram áramlása ÉN. A tekercsben a mágneses mező EDC-t hoz létre a fordulataiban, ami megakadályozza az aktuális változását.
Mivel a jelenlegi növekszik, az EMF negatív, és megakadályozza a jelenlegi növekedést, csökken - pozitív, és megakadályozza annak csökkenését, hogy a jelenlegi időszakban a jelenlegi változás ellenállása.

A létrehozott ellenzék eredményeként az antifázis induktív induktivitásának következtetései kialakult feszültség U., a túlnyomó EMF egyenlő az amplitúdóval és az ellenkező jelével.

Ha az áram áthalad, az EMF amplitúdója eléri a maximális értéket, amely az aktuális idő és feszültség megkülönböztetését 1/4 periódusban alkotja.

Ha alkalmazzák az induktív tekercs feszültség következtetéseit U., az áram nem indítható azonnal az EDC ellenzéke miatt, egyenlő -U.Ezért az induktivitás jelenlegi 90 ° -os szögben mindig lemarad a feszültség mögött. A lemorzsolódás áramlását pozitívnak hívják.

Írjuk be az expressziót azonnali feszültségértéket u. Az EMF alapján ( ε ), amely arányos az induktivitással L. és az aktuális változások: u \u003d -ε \u003d l (di / dt).
Innen szinuszos áramot fejezünk ki.

Integrált funkció sin (t) lesz --Ss (t)vagy egyenlő a funkciójával sIN (T-π / 2).
Differenciális dT. Funkciók sIN (ΩT) kijön az integrált multiplikátor jeléből 1 /ω .
Ennek eredményeként azonnali aktuális kifejezést kapunk a feszültséghatásból való eltolással π / 2. (90 °).
Az RMS értékekhez U. és ÉN. Ebben az esetben rögzíthet .

Ennek eredményeképpen az OHM törvényének megfelelően a feszültségtől függően a szinuszos áramtól függünk, ahol a nevezőben a denominátorban van R. kifejezés ωlami reaktív ellenállás:

Az induktorok reaktív rezisztenciáját induktívnak nevezik.

Kondenzátor reaktív ellenállás.

A kondenzátor elektromos áramának része, vagy a töltés és a kibocsátás folyamatának része - az energia felhalmozódása és visszatérése a lemezek között.

Az AC áramkörben a kondenzátor egy bizonyos maximális értékre kerül, amíg az áram megváltoztatja az irányt az ellenkező irányba. Következésképpen a kondenzátor feszültségének amplitúdó értékének pillanataiban az aktuálisan nulla lesz. Így a kondenzátoron és az áramon lévő feszültség mindig az időtartam alatti időtartamban van eltérés.

Ennek eredményeképpen a láncban lévő áram a kondenzátor feszültségcsökkenésére korlátozódik, amely reaktív rezisztenciát hoz létre a változó áramnak, a jelenlegi változás (frekvencia) és a kondenzátor kapacitásának fordított arányos sebességével.

Ha a kondenzátor feszültségére alkalmazzák U., Az áram azonnal megkezdi a maximális értéket, tovább csökken a nullára. Ebben az időben a következtetései feszültsége nulláról a maximálisra nő. Következésképpen a fáziskondenzátor lemezeiben lévő feszültség az áram mögött 90 ° -os szögben halad. Az ilyen fázisváltást negatívnak nevezik.

A kondenzátor jelenlegi a töltés funkciójának származéka i \u003d dq / dt \u003d c (du / dt).
Származó sin (t) lesz cos (t) vagy egyenlő funkció sin (t + π / 2).
Ezután a szinuszos feszültségre u \u003d u amp sin (ωt) Az expressziós aktuális aktuális értéket az alábbiak szerint írjuk:

i \u003d u amp Ωcsin (ωt + π / 2).

Innen kifejezze az RMS értékek arányát .

Ohm törvénye azt sugallja, hogy 1 / Ωc. Semmi más, mint egy reaktív rezisztencia a szinuszos áram.

Az IT változó áramára áthaladó vezetõ által nyújtott ellenállás aktív ellenállás.

Ha bármilyen fogyasztó nem tartalmaz induktivitást és tartályokat (izzólámpák, fűtőberendezés), akkor az AC-nek aktív ellenállásként is lesz.

Az aktív ellenállás az AC frekvenciájától függ, ami növekszik.

Azonban sok fogyasztó induktív és kapacitív tulajdonságokkal rendelkezik, amikor átadják őket. Az ilyen fogyasztók közé tartoznak a transzformátorok, fojtók, elektromágnesek, kondenzátorok, különféle vezetékek és sok más.

Ha áthalad, akkor nemcsak aktívnak kell lennie, hanem is reaktanciaaz induktív és kapacitív tulajdonságainak fogyasztói jelenléte miatt.

Aktív ellenállás Meghatározza az impedancia tényleges részét:

Ahol - az impedancia, az aktív ellenállás értéke, a reaktív rezisztencia nagysága, a képzeletbeli egység.

Aktív ellenállás - ellenállás elektromos lánc vagy annak helyszíne, amely az elektromos energia más típusú energiájába való visszafordíthatatlan átalakulása miatt (hőenergia)

Reaktancia - elektromos ellenállás az áramellátás miatt váltakozó áramú elektromos vagy mágneses mezővel (és hátul).

A reaktív ellenállás nagysága az induktív és kapacitív ellenállás értékein keresztül fejezhető ki:

A teljes reaktív ellenállás nagysága

Induktív rezisztencia () Ez az önindukciós EMF kialakulása az elektromos láncelemben.

Kapacitancia ().

Itt - ciklikus frekvencia

Impedancia Láncok váltakozó árammal:

z \u003d.

√

R 2 + x 2

=

√

R2 + (x l -x c) 2

12 jegyszám.

1. 1) Generátor koordináció terheléssel -a generátor lámpa aktív egyenértékű terhelési ellenállása szükséges értékének biztosítása, az R E, az antenna adagoló bemeneti impedanciájának minden lehetséges értékével, amely a hullámrezisztenciától és a hajtáshullám-együtthatótól függ (Cbw)

Koordináció (az elektronikában) jön le jó választás A generátor ellenállása (forrás), átviteli vonalak és vevő (terhelés). A vonal és a terhelés közötti ideális koordináció (elektronikában) az R vonal hullámrezisztenciájának egyenlőségével érhető el a ZH \u003d RH + J HN, vagy RH \u003d R és XH \u003d 0, ahol Az impedancia RH-aktív része, XH a reaktív része. Ebben az esetben az átviteli vonal meghatározza a gumi hullámok módját, és jellemzi az álló hullám (CWS) együtthatóját 1. Sorban Az elektromos energia, a koordináció és annak köszönhetően az energia-koordináció kis veszteségeivel a terhelés generátorának leghatékonyabb átvitelét azzal a feltétellel lehet elérni, hogy a ZR generátor teljes ellenállása és a ZH terhelése összetett konjugátum, vagyis zr \u003d z * h, vagy rr \u003d r \u003d r h \u003d xr - xh. Ebben az esetben a lánc reaktív ellenállása nulla, és a rezonancia feltételek figyelhetők meg, amelyek hozzájárulnak a rádiómérnöki rendszerek hatékonyságának javításához (jobb használat frekvenciatartományok, A zaj-immunitás növekszik, a rádiójelek frekvencia torzításai csökkentek stb.). A minőségi megállapodás (elektronika) értékelése a reflexiós együttható és a CWS mérésével történik. Gyakorlatilag koordináció (elektronikai) tekinthető optimális, ha a CWW frekvencia működési csík nem haladja meg 1,2-1,3 (mérőműszerek 1,05). Bizonyos esetekben a közvetett mutatók (az elektronikában) a generátor paramétereinek (frekvencia, hatalom, zajszint) reakciójaként szolgálhatnak a terhelés megváltoztatásához, a vonalon lévő elektromos bontások jelenléte, a vonal egyes szakaszai fűtése .

Ezzel a működési móddal a vevőegységben a legmagasabb teljesítmény egyenlő a forráshatalom fele. Ebben az esetben K.p.d. \u003d 0,5. Ezt az üzemmódot a mérőáramkörökben, kommunikációs eszközökben használják.

Ha nagy teljesítményt, például nagyfeszültségű vezetékeket szállít, akkor a következetes módban végzett munka általában elfogadhatatlan.

A változó elektromos áramkör tartalmazza az aktív (belső energiaforrásokat tartalmazó) és passzív elemeket (energiafogyasztók). A passzív elemek közé tartoznak az ellenállások és a fúvókák.

A passzív elemek típusai

Az elektrotechnika során kétféle ellenállást kell figyelembe venni: aktív és reaktív ellenállás. Aktív - továbbfejlesztett eszközök, amelyekben az elektromos áram energia termikusvá alakul. A fizikában az R. Mérési egység szimbóluma jelöli.

Ez a képlet használható az áram és a feszültség pillanatnyi értékeinek kiszámításához, a maximális vagy érvényes.

A sugárhajtású eszközök nem teszik el az energiát, de felhalmozódnak. Ezek tartalmazzák:

• induktor;
• kondenzátor.

A reaktív rezisztenciát a H. mérési egység szimbóluma jelzi - Ohm.

Induktor

Ez egy spirál, csavar vagy spirál formájában készült karmester. A magas tehetetlenség miatt a készüléket olyan rendszerekben használják, amelyek a váltakozó áramkörök és az oszcillációs áramkörök lüktetésének csökkentésére használják, hogy létrehozzák mágneses mező stb. Ha nagy hosszúságú, kis átmérőjű, akkor a tekercset mágnesszelepnek nevezik.

A feszültségcsökkenés kiszámítása (U.) A tekercs végein használja a képletet:

U \u003d -l · di / dt, ahol:

• L - A készülék induktivitása, a GN-ben (Henry),
• DI - A jelenlegi erő megváltoztatása (amperben mérve) az időintervallumban (másodpercben mérve).

Figyelem! A karmester jelenlegi változásával az önindukciós Emps előfordul, ami megakadályozza ezt a változást.

Ennek eredményeképpen a tekercs rezisztenciát jelent, amelyet induktívnak neveznek.

Az elektrotechnikaban xL. És a képlet alapján számítva:

ahol w egy szögfrekvencia, rad / s-ben mérve.

A szögfrekvencia a harmonikus oszcilláció jellemzője. Az F frekvenciához kapcsolódó (a teljes oszcilláció száma másodpercenként). A frekvenciát másodpercenként oszcillációban mérjük (1 / s):

w \u003d 2 · p · f.

Ha több tekercs van a diagramban, akkor ha használják őket szekvenciális kapcsolat Általános H.L. az egész rendszer egyenlő:

XL \u003d XL1 + XL2 + ...

Párhuzamos vegyület esetén:

1 / xl \u003d 1 / xl1 + 1 / xl2 + ...

Az OHM törvény ilyen összetettnek van formája:

ahol az ul feszültségcsökkenés.

Az induktív mellett az eszköz aktív R aktív R.

Ebben az esetben elektromos impedancia:

Kapacitív elem

A tekercs vezetőként és tekercsben az induktív és aktív ellenállások mellett kapacitív is van, amely a tartály jelenlétének köszönhető. Az ellenállás és a tekercs mellett a kondenzátor szerepelhet a sémában, amely két fémlemezből áll, amelyek között a dielektromos réteget helyezzük el.

Tájékoztatásképpen. Az elektromos áram áramlása annak a ténynek köszönhető, hogy a készülék áthaladása és kisütési folyamata elhalad.

A műszerlemezek maximális feltöltésével:

Annak a ténynek köszönhetően, hogy az ellenállós eszköz felhalmozódhat energiát, olyan eszközökben használható, amelyek stabilizálják a lánc feszültségét.

A töltés felhalmozásának képességét a kapacitás jellemzi.

A kondenzátor (CC) reaktív rezisztenciáját a következő képlet alapján lehet kiszámítani:

Xc \u003d 1 / (w · c), ahol:

1. w - szögfrekvencia,
2. C - A kondenzátor kapacitása.

Kapacitásmérő egység - F (Farad).

Figyelembe véve, hogy a szögfrekvencia a ciklikus frekvenciához kapcsolódik, a kondenzátor reaktív rezisztencia értékének kiszámítása a képlet segítségével végezhető:

Xc \u003d 1 / (2 · p · f · c).

Ha több eszköz van csatlakoztatva az áramkörben, akkor a teljesX.TÓL TŐL A rendszerek egyenlőek lesznek:

XC \u003d XC1 + XC2 + ...

Ha az objektumok csatlakoztatása párhuzamos, akkor:

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

Az ohm törvénye az alábbiak szerint a következőképpen íródott:

ahol az USA a kondenzátor feszültségcsökkenése.

A lánc kiszámítása

Szekvenciális csatlakozássalÉN. = const. Bármely pont, és az Ohm törvény szerint a képlet alapján kiszámítható:

ahol z villamos impedancia.

Az eszközök feszültsége az alábbiak szerint kerül kiszámításra:

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

A feszültség vektoros induktív komponense az ellenkező irányba irányul a kapacitív komponens vektorából, így:

következésképpen a számítások szerint:

Figyelem! Az impedancia érték kiszámításához használhatja az "Ellenállás háromszögét", amelyben a hypotenuse Z, valamint kategóriák - az X és R értékei.

Ha a kondenzátor és az induktor tekercs csatlakozik a lánchoz, akkor a Pythagore szerint a hypotenuse tétel (Z.) egyenlő:

MintX. = XL – XC., azután:

Az elektromos problémák megoldása során az impedanciát gyakran összetett szám formájában írják, amelyben a tényleges rész megfelel az aktív komponens értékének, és a képzeletbeli reaktív. Így az impedancia kifejezése tábornok Van az űrlap:

ahol I képzeletbeli egység.

A reaktív rezisztencia online kiszámításához használhatja a programot - egy számológépet, amely megtalálható az interneten. Sok ilyen szolgáltatás van, így nem lesz nehéz választani egy kényelmes számológépet az Ön számára.

Ennek az internetes szolgáltatásnak köszönhetően gyorsan elvégezheti a kívánt számításokat.

Videó

A hálózati feszültség hálózat egyik fő problémája a reaktív teljesítmény. Ez csak termikus veszteségek esetén fogyasztható. A reaktív energia forrása az L és C elektromos energia meghajtása. Nem fogok nagyon mélyen figyelembe venni ezt a kérdést. Azt javaslom, hogy fontolja meg ezt a kérdést a lánc egyszerű elemeinek példájára - induktivitás és konténerek.

Induktív elem L.

Induktív elem (fontolja meg az induktív tekercs példájára) a maguk között elszigetelt vezetékek fordulata. A jelenlegi áramlás során a tekercs mágnesezett. Ha megváltoztatja a forrás polaritását, a tekercs elkezdi a tárolt energiát, és megpróbálja fenntartani az áramkör aktuális értékét. Ezért, ha a változó komponensen keresztül áramlik, a pozitív félidős áthaladás során tárolt energia nem lesz ideje eloszlatni és megakadályozni a negatív félidős áthaladását. Ennek eredményeként a negatív félidőnek meg kell fizetnie az energiatárolt tekercset. Ennek eredményeképpen a feszültség (U) előre lesz az áram (і) valamilyen szögben φ. Az alábbiakban a modellezési munka eredménye L-R terhelés L \u003d 1 * 10 -3 GN, R \u003d 0,5 ohm. Ust \u003d 250 V, F frekvencia F \u003d 50 Hz.

φ az U és I. közötti fáziskülönbség.

A reaktív rezisztenciát az X betű jelzi, a teljes Z, Active R.

Az induktivitáshoz:

Ahol ω ciklikus frekvencia

L - a tekercs induktivitása;

Következtetés: Minél magasabb az induktivitás L vagy a frekvencia, annál nagyobb a tekercs ellenáll a változó áramnak.

Kapacitív elem

Kapacitív elem (fontolja meg a kondenzátor példáján) egy kétszálú, a tartály változó vagy állandó értékével. Kondenzátor - meghajtó elektromos vádak. Ha csatlakoztatja az áramforráshoz, akkor díjat számít fel. Ha egy forrás egy változó komponenssel kerül alkalmazásra, akkor akkor kerül felszámolásra, amikor a pozitív félidő áthalad. Ha a félelem iránya negatív értékre vált, a kondenzátor elkezdi feltölteni, vagyis az általa felhalmozott energia elkezdi ellensúlyozni az újratöltést. Ennek eredményeképpen feszültséget kapunk a forrással ellentétes kondenzátoron. Ennek eredményeképpen az U-vel felfedezhető valamilyen φ szögben. Az alábbiakban a modellezési munka eredménye C-r terhelés C \u003d 900 * 10 - 6 Fa, R \u003d 0,5 ohm, UST \u003d 250 V, F frekvencia F \u003d 50 Hz.

2. ábra: Üzemelő forrás R-C terhelésen

A kapacitás:

Ahol ω ciklikus frekvencia

- a tápfeszültség gyakorisága, Hz;

C - A kondenzátor kapacitása;

Következtetés: minél magasabb a C vagy a frekvencia kapacitása, annál kisebb a változó áramának ellenállása.

Összehasonlítása a reaktív rezisztencia hatásának az aktív hálózati teljesítményre

Az 1. és 2. ábrák látható, hogy az ábrák fáziseltolódása nem azonos. A kimenet - annál nagyobb a teljes ellenállás z lesz az X L vagy X C hatása. Minél nagyobb lesz az U és I. fázisok különbsége.

Az áram és a feszültség közötti nyírási szöget φ.

Nem fázisú reaktív teljesítmény:

Három fázis:

U F, I F - fázisáram és feszültség

Következtetés: Reaktív teljesítmény - nem végez hasznos hatásokat.

A hálózati fűtőkábelek és a veszteségek növekvő mértékű "desztitása". A nagy ipari vállalkozásokban ez különösen észrevehető a rendelkezésre állás miatt elektromos meghajtók és más fő fogyasztók. Ez a kérdés nagyon fontos a termelés energiatakarékos és korszerűsítése szempontjából. Ezért a PROM-on. A vállalkozásokat a reaktív teljesítmény kompenzátorai állítják be. Lehetnek különböző típusokból és kivéve a szűrők szerepének elvégzését. A kompenzátorok segítségével megpróbálják fenntartani a reaktív hatalom egyensúlyát a hálózatra gyakorolt \u200b\u200bhatásának minimalizálására és a φ szöget.

Mert szükséges a hálózatban lévő elemek (L, C) maximalizálása.