Ceea ce este activă reactivă și impedanță. Rezistența reactivă XL și XC. Rezistența la lanț cu compus secvențial de rezistență activă și reactivă

Deci, inductorii și condensatoarele împiedică fluxul curent alternativ. O astfel de rezistență variabilă curentă este numită rezistență reactivă X și măsurată în Omah. Reactanţă Depinde atât de valoarea inductanței, cât și de capacitate și de frecvența semnalului.

Bobina de inductanță are rezistență reactivă inductivă VL egală

unde F este frecvența din Hertz, A L este inductanța din Henry.
Deoarece ω \u003d 2πf, puteți scrie XL \u003d ωl. De exemplu, rezistența reactivă a bobinei cu o inductanță de 10 MPN, care este furnizată la o frecvență de 1 kHz, egală cu

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

Rezistența reactivă a bobinei de inductanță crește cu creșterea frecvenței semnalului (figura 4.26).
Condensatorul are o rezistență capacitivă XC egală

unde c este un container în farade. De exemplu, rezistența reactivă a condensatorului cu o capacitate de 1 μF, care este alimentată cu o frecvență de 10 kHz, egală cu

Smochin. 4.26. Dependența orezului inductiv. 4.27.
rezistență de la frecvență.

Smochin. 4.28. Suma vectorială capacitivă (XC)

și rezistența inductivă (XL).

Smochin. 4.29.
(a) bobina de inductanță conectată secvențial cu R. rezistor
(b) reprezentarea vectorului R, XL și suma vectorului lor z

Rezistența reactivă a condensatorului scade cu creșterea frecvenței semnalului (figura 4.27).
Rezistența la lanțul rezultat include rezistență capacitivă XC și rezistență inductivă XL, egală cu vectorul Sum XC și XL. Vectorii XC și XL, după cum se vede din fig. 4.28 (b) sunt în antifază, adică diferența de fază dintre ele este 1800. Prin urmare, rezistența rezultată este pur și simplu egală cu diferența dintre XC și XL. De exemplu, lăsați XL \u003d 100 ohm și xc \u003d 70 ohmi. Apoi, rezistența reactivă rezultată x \u003d 100 - 70 \u003d 30 ohmi și este inductivă ca XL este mai mare decât XC.

Impedanță
Rezistența rezultată a lanțului care conține atât rezistența activă și reactivă (inductivă sau capacitivă), este denumirea impedanței sau rezistența totală a lanțului.
Impedance Z este un vector al cantității de rezistență reactivă și rezistență activă R.
Luați în considerare, de exemplu, circuitul prezentat în fig. 4.29. Acesta include o rezistență inductivă XL conectată în serie cu un rezistor R. așa cum se poate observa din fig. 4.29 (b), Vector XL este înaintea vectorului R 90 °. Impedanța este egală

Dacă XL \u003d 400 ohmi și r \u003d 300 ohmi, atunci z \u003d 500 ohmi.

Reactanţă – rezistență electrică Un curent variabil datorită transmiterii energiei printr-un câmp magnetic în inductori sau un câmp electric în condensatori.

Elementele care posedă rezistență reactivă sunt numite reactive.

Rezistența reactivă a bobinei de inductanță.

Când fluxul de curent alternativ I. În bobină, câmpul magnetic creează un EDC în rândul său, ceea ce previne schimbarea curentului.
Pe măsură ce creșterea curentului, EMF este negativ și previne creșterea curentului, cu o scădere pozitivă și împiedică scăderea acestuia, în acest mod rezistența la schimbarea curentului pe întreaga perioadă.

Ca urmare a opoziției create, concluziile inductorului inductor în antifază sunt formate tensiune U., EMF copleșitoare egal cu amplitudinea și semnul opus.

Atunci când curentul trece prin zero, amplitudinea EMF atinge valoarea maximă, care formează discrepanța în timpul și tensiunea curentă în perioada 1/4.

Dacă este aplicată concluziilor tensiunii bobinei de inductanță U., curentul nu poate porni instantaneu din cauza opoziției ECD, egală -U.Prin urmare, curentul în inductanță va întârzia întotdeauna în spatele tensiunii la un unghi de 90 °. Schimbarea cu curentul de întârziere se numește pozitiv.

Noi scriem valoarea de tensiune de expresie instantanee u. Bazat pe EMF ( ε ), care este proporțională cu inductanța L. și modificările actuale: u \u003d -ε \u003d l (di / dt).
De aici exprimăm un curent sinusoidal.

Funcția integrală păcat (t) va fi --S (t)sau egală cu funcția ei păcat (t-π / 2).
Diferenţial dt. Funcții păcat (ωt) va ieși din semnul multiplicatorului integral 1 /ω .
Ca rezultat, obținem o expresie actuală curentă cu o schimbare din efectul de tensiune π / 2. (90 °).
Pentru valorile RMS. U. și I. În acest caz, puteți înregistra .

Ca rezultat, avem dependența curentului sinusoidal din tensiune conform legii Ohm, unde în denominator în schimb R. expresie ωl.care este rezistența reactivă:

Rezistența reactivă a inductorilor se numește inductivă.

Rezistența reactivă a condensatorului.

Curentul electric din condensator este o parte sau un set de procese de încărcare și descărcare - acumularea și întoarcerea energiei printr-un câmp electric între plăcile sale.

În circuitul AC, condensatorul va fi încărcat la o anumită valoare maximă până când curentul modifică direcția la opusul. În consecință, la momentele de amplitudine a tensiunii de pe condensator, curentul din acesta va fi zero. Astfel, tensiunea pe condensator și curentul va avea întotdeauna o discrepanță în timp într-un sfert de perioadă.

Ca rezultat, curentul din lanț va fi limitat la scăderea tensiunii pe condensator, ceea ce creează o rezistență reactivă la curentul variabil, o viteză proporțională inversă a schimbării curente (frecvență) și a capacității condensatorului.

Dacă este aplicat la tensiunea condensatorului U., curentul va începe instantaneu de la valoarea maximă, scăzând în continuare la zero. În acest moment, tensiunea pe concluziile sale va crește de la zero la maxim. În consecință, tensiunea plăcilor condensatorului de fază se află în spatele curentului la un unghi de 90 °. O astfel de schimbare de fază este numită negativă.

Curentul din condensator este derivatul funcției sarcinii sale i \u003d dq / dt \u003d c (du / dt).
Derivat de la păcat (t) va fi cos (t) sau o funcție egală păcat (t + π / 2).
Apoi, pentru tensiunea sinusoidală u \u003d u ampin (ωt) Scriem expresia curentă de expresie după cum urmează:

i \u003d u amp ωcsin (ωt + π / 2).

De aici exprimă raportul dintre valorile RMS .

Legea lui Ohm sugerează că 1 / Ωc. Nu există decât o rezistență reactivă pentru curentul sinusoidal.

Rezistența redată de dirijorul care trece prin curent variabil se numește rezistență activă.

Dacă orice consumator nu conține inductanță și rezervoare (lumină incandescentă, dispozitiv de încălzire), va fi, de asemenea, pentru AC ca rezistență activă.

Rezistența activă depinde de frecvența AC, care crește cu creșterea acesteia.

Cu toate acestea, mulți consumatori au proprietăți inductive și capacitive când au trecut prin ele AC. Astfel de consumatori includ transformatoare, choke, electromagneți, condensatori, diferite tipuri de fire și multe altele.

Când treceți prin ele, este necesar să se ia în considerare nu numai activ, ci și reactanţăDatorită prezenței în consumatorul de proprietăți inductive și capacitive ale acestuia.

Rezistență activă Determină partea actuală a impedanței:

În cazul în care - impedanța, este valoarea rezistenței active, amploarea rezistenței reactive, unitatea imaginară.

Rezistență activă - Rezistență lanț electric sau site-ul său datorită transformărilor ireversibile ale energiei electrice în alte tipuri de energie (în energia termică)

Reactanţă - Rezistența electrică datorată transmisiei de alimentare prin câmpul electric sau magnetic alternativ (și spate).

Mărimea rezistenței reactive poate fi exprimată prin valorile rezistenței inductive și capacitive:

Magnitudinea rezistenței complete reactive

Rezistență inductivă () Se datorează apariției EMF auto-inducție într-un element de lanț electric.

Capacitate ().

Aici - frecvența ciclică

Impedanță Lanțuri cu curent alternativ:

z \u003d.

√

R 2 + x 2

√

R2 + (x l -x c) 2

Biletul de bilet 12.

1. 1) Coordonarea generatorului cu sarcina -asigurarea valorii necesare a rezistenței la sarcină echivalentă activă a lămpii de generare, R E, cu toate valorile posibile ale impedanței de intrare a unui alimentator de antenă, care depinde de rezistența la undă și de coeficientul de valuri de traversare (Cbw)

Coordonarea (în electronică) se reduce la alegerea potrivita Rezistența generatorului (sursă), liniile de transmisie și receptorul (sarcină). Coordonarea ideală (în electronică) între linia și sarcină poate fi realizată cu egalitatea rezistenței la undă a liniei R la rezistența completă a încărcăturii ZH \u003d RH + J HN, sau cu RH \u003d R și XH \u003d 0, unde Partea activă a impedanței, XH este partea sa reactivă. În acest caz, linia de transmisie stabilește modul de unde de cauciuc și caracterizarea coeficientului de undă permanentă (CWS) este 1. Pentru linie Cu pierderi mici mici de energie electrică, coordonare și, datorită acesteia, cea mai eficientă transmitere a energiei din generator în sarcină se realizează sub condiția ca rezistențele totale ale generatorului ZR și a sarcinii ZH să fie conjugate complexe, adică zr \u003d z * h sau rr \u003d r \u003d r h \u003d xr - xh. În acest caz, rezistența reactivă a lanțului este zero, iar condițiile de rezonanță sunt observate, care contribuie la îmbunătățirea eficienței sistemelor de inginerie radio (utilizarea îmbunătățită gama de frecvențe, imunitatea zgomotului crește, distorsiunile de frecvență ale semnalelor radio sunt reduse etc.). Evaluarea acordului de calitate (în electronică) este produsă prin măsurarea coeficientului de reflexie și a CWS. Practic coordonarea (în electronică) este considerată optimă dacă banda de operare a frecvenței CWW nu depășește 1,2-1,3 (în instrumentele de măsurare 1.05). În unele cazuri, indicatorii indirecți (în electronică) pot servi ca o reacție a parametrilor generatorului (frecvență, putere, nivel de zgomot) pentru a schimba încărcătura, prezența defectelor electrice în linie, încălzind secțiunile individuale ale liniei .

Cu acest mod de funcționare în receptor, cea mai mare putere egală cu jumătate din puterea sursă. În acest caz, k.p.d. \u003d 0,5. Acest mod este utilizat în circuitele de măsurare, dispozitive de comunicații.

Când se transferă o putere mare, cum ar fi liniile de alimentare de înaltă tensiune, lucrul într-un mod consistent este de obicei inacceptabil.

Un circuit cu curent electric variabil include active (care conțin surse interne de energie) și elemente pasive (consumatori de energie). Elementele pasive includ rezistențe și jeturi.

Tipuri de elemente pasive

În ingineria electrică, sunt luate în considerare două tipuri de rezistoare: rezistența activă și reactivă. Dispozitive active active în care energia curentă electrică este convertită în termic. În fizică, acesta este notat de simbolul R. unitatea de măsură - OM.

Această formulă poate fi utilizată pentru a calcula valorile instantanee ale curentului și tensiunii, maximului sau valabil.

Dispozitivele cu jet nu elimină energia, ci acumulați. Acestea includ:

inductor;
condensator.

Rezistența reactivă este indicată de simbolul unității de măsurare a H. - ohm.

Inductor

Este un conductor realizat sub forma unei spirale, șuruburi sau spirale. Datorită inerției înalte, dispozitivul este utilizat în scheme utilizate pentru a reduce pulsațiile în circuitele de curent alternativ și a circuitelor oscilative, pentru a crea camp magnetic etc. Dacă are o lungime mare cu un diametru mic, atunci bobina este numită un solenoid.

Pentru a calcula scăderea de tensiune (U.) La capetele bobinei, utilizați formula:

U \u003d -L · DI / DT, unde:

L - inductanța dispozitivului, este măsurată în GN (Henry),
DI - modificarea forței curente (măsurată în amperi) în intervalul de timp DT (măsurată în secunde).

Atenţie! Cu orice modificare a curentului în conductor, aparemps auto-inducție, ceea ce previne această schimbare.

Ca rezultat, bobina apare rezistență, care se numește inductivă.

În ingineria electrică este indicată xL. Și calculată cu formula:

unde W este o frecvență unghiulară, măsurată în rad / s.

Frecvența unghiulară este o caracteristică a oscilației armonioase. Asociate cu frecvența f (numărul oscilațiilor totale pe secundă). Frecvența este măsurată în oscilațiile pe secundă (1 / s):

w \u003d 2 · p · f.

Dacă există mai multe bobine în diagramă, atunci când sunt utilizate conectare secvențială General H.L. pentru întregul sistem va fi egal cu:

XL \u003d XL1 + XL2 + ...

În cazul compusului paralel:

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

Ohm Legea pentru un astfel de compus are forma:

unde UL este o scădere de tensiune.

În plus față de inductive, dispozitivul are atât activul R.

Impedanța electrică în acest caz este:

Element capacitiv

În conductorii și înfășurarea bobinei, în plus față de rezistențe inductive și active, există, de asemenea, un capacitiv, care se datorează prezenței rezervorului în aceste dispozitive. În plus față de rezistor și bobină, un condensator poate fi inclus în schemă, care constă din două plăci metalice, între care este plasat stratul dielectric.

Pentru informația dumneavoastră. Curentul electric curge datorită faptului că trece procesele de trecere și descărcare a dispozitivului.

Cu încărcarea maximă a plăcilor de instrumente:

Datorită faptului că dispozitivul rezistiv poate acumula energie, acesta este utilizat în dispozitivele care stabilizează tensiunea în lanț.

Abilitatea de a acumula încărcătura este caracterizată printr-o capacitate.

Rezistența reactivă a condensatorului (CC) poate fi calculată prin formula:

XC \u003d 1 / (W · C), unde:

w - Frecvență unghiulară,
C - Capacitatea condensatorului.

Unitatea de măsurare a capacității - F (Faraday).

Având în vedere că frecvența unghiulară este asociată cu frecvența ciclică, calculul valorii rezistenței reactive condensator poate fi efectuat prin formula:

Xc \u003d 1 / (2 · p · F · C).

Dacă mai multe dispozitive sunt conectate în circuit, atunci totalulX.DIN Sistemele vor fi egale cu:

Xc \u003d xc1 + xc2 + ...

Dacă conexiunea obiectelor este paralelă, atunci:

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

Legea lui Ohm pentru acest caz este scrisă după cum urmează:

unde noi este scăderea tensiunii pe condensator.

Calculul lanțului

Cu o conexiune secvențialăI. = const. Orice punct și, conform legii OHM, acesta poate fi calculat prin formula:

unde Z este o impedanță electrică.

Tensiunea pe dispozitivele se calculează după cum urmează:

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

Componenta inductivă vectorială a tensiunii este direcționată în direcția opusă din vectorul componentei capacitive, deci:

În consecință, conform calculelor:

Atenţie! Pentru a calcula valoarea impedanței, puteți utiliza "triunghiul rezistenței" în care hipotenusele este Z și pe categorii - valorile lui X și R.

Dacă condensatorul și bobina de inductor sunt conectați la lanț, atunci, în funcție de teorema de pythagore, hipotenuse (Z.) va fi egal cu:

La fel deX. = XL. – Xc., atunci:

La rezolvarea problemelor electrice, impedanța este adesea scrisă sub forma unui număr complex, în care partea actuală corespunde valorii componentei active, iar imaginarul este reactiv. Astfel, expresia de impedanță în general Are forma:

unde sunt o unitate imaginară.

Pentru calculul online al rezistenței reactive, puteți utiliza programul - un calculator care poate fi găsit pe Internet. Există o mulțime de astfel de servicii, deci nu veți fi dificil să alegeți un calculator convenabil pentru dvs.

Datorită acestui serviciu de internet, puteți efectua rapid calculul dorit.

Video

Una dintre principalele probleme din rețeaua de tensiune AC este prezența putere reactivă. Este consumată numai pe pierderile termice. Sursa energiei reactive este unitățile electrice de energie L și C. Nu voi lua în considerare foarte mult această întrebare. Propun să ia în considerare această întrebare cu privire la exemplul elemente simple ale lanțului - inductanță și containere.

Element inductiv L.

Elementul inductiv (luați în considerare în exemplul bobinei de inductanță) sunt roțile cablurilor izolate între ele însele. Când fluxul curent, bobina este magnetizată. Dacă schimbați polaritatea sursei, bobina va începe să dea energie stocată înapoi, încercând să mențină valoarea curentă în circuit. Prin urmare, atunci când acesta curge prin aceasta, componenta variabilă, energia stocată în timpul trecerii unei jumătăți pozitive nu va avea timp pentru a se risipi și va împiedica trecerea jumătății negative. Ca urmare, jumătatea negativă va trebui să plătească bobina stocată de energie. Ca rezultat, tensiunea (U) va fi înaintea curentului (і) pentru un fel de unghi φ. Mai jos este rezultatul modelării lucrărilor Load L-R L \u003d 1 * 10 -3 gn, r \u003d 0,5 ohm. Ust \u003d 250 V, frecvență f \u003d 50 Hz.

φ este diferența de fază dintre U și I.

Rezistența reactivă este indicată de litera x, totalul Z, activ R.

Pentru inductanță:

Unde ω este frecvența ciclică

L - inductanța bobinei;

Concluzie: Cu cât este mai mare inductanță L sau frecvență, cu atât este mai mare rezistența la bobină la curentul variabil.

Element capacitiv

Elementul capacitiv (ia în considerare în exemplul condensatorului) este un două streamer cu o valoare variabilă sau constantă a recipientului. Condensator - Drive taxe electrice. Dacă conectați-o la sursa de alimentare, se percepe. Dacă o sursă este aplicată cu o componentă variabilă, acesta va fi încărcat atunci când jumătatea pozitivă este trecută prin aceasta. Atunci când direcția de jumătate a scopului este de a se schimba la o valoare negativă, condensatorul va începe să reîncărcați, adică energia acumulată în acesta va începe să contracareze reîncărcarea. Ca urmare, vom obține tensiune pe condensatorul opus sursei. Ca rezultat, acesta va fi descoperit de u pentru un fel de unghi φ. Mai jos este rezultatul modelării lucrărilor Încărcare c-r C \u003d 900 * 10 - 6 fa, r \u003d 0,5 ohm, ust \u003d 250 V, frecvență f \u003d 50 Hz.

Figura 2. Sursa de operare pe sarcina R-C

Pentru capacitate:

Unde ω este frecvența ciclică

- frecvența tensiunii de alimentare, Hz;

C - capacitatea condensatorului;

Concluzie: Cu cât este mai mare capacitatea de C sau de frecvență, cu atât este mai mică rezistența la curentul variabil.

Compararea efectului rezistenței reactive la puterea activă a rețelei

Figurile 1 și 2 Se poate observa că schimbarea de fază a figurilor nu este aceeași. Ieșirea - cu atât mai mult în rezistența completă Z va fi efectul lui X L sau X C. Cu cât mai mare va fi diferența de faze U și I.

Unghiul de forfecare dintre curent și tensiune se numește φ.

Puterea reactivă non-fază:

Trei faze:

U F, I F - Curent de fază și tensiune

Concluzie: Puterea reactivă - nu efectuează efecte utile.

Ea "distrat" \u200b\u200bpeste cablurile de încălzire a rețelei și creșterea pierderilor. În întreprinderile industriale mari, acest lucru este deosebit de vizibil datorită disponibilității drive electrice și alți consumatori majori. Această problemă este foarte relevantă pentru economisirea energiei și modernizarea producției. Prin urmare, pe bal. Întreprinderile sunt stabilite de compensatoare de putere reactivă. Ei pot fi de tipuri diferite și cu excepția compensației pentru a efectua rolul filtrelor. Cu ajutorul compensatorilor, încearcă să mențină echilibrul puterii reactive pentru a minimiza efectul asupra rețelei și pentru a regla unghiul φ la zero.

Pentru că este necesar să maximizați cantitatea (l, c) a elementelor din rețea.