Čo je aktívna reaktívna a impedancia. Reaktívny rezistencia XL a XC. Odolnosť voči sekvenčnej zlúčenine aktívneho a reaktívneho odporu

Tak, induktory a kondenzátory zabraňujú prúdeniu striedavý prúd. Takáto variabilná prúdová rezistencia sa nazýva reaktívny odpor X a merané v Omah. Reaktancia Záleží na hodnote indukčnosti a kapacity a frekvencie signálu.

Indukčná cievka má indukčný VL reaktívny odpor rovnaký

kde F je frekvencia v Hertz, L je indukčnosť v Henry.
Od Ω \u003d 2πF môžete písať XL \u003d Ωl. Napríklad reaktívna odolnosť cievky s indukčnosťou 10 MPN, ktorá sa dodáva na frekvenciu 1 kHz, rovná

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

Reaktívna odolnosť indukčného cievky sa zvyšuje so zvyšujúcou sa frekvenciou signálu (obr. 4.26).
Kondenzátor má skupinu XC kapacitný rez

kde c je kontajner v taškách. Napríklad reaktívna odolnosť kondenzátora s kapacitou 1 μF, ktorý je dodávaný s frekvenciou 10 kHz, rovný

Obr. 4.26. Závislosť indukčnej ryže. 4.27.
odolnosť z frekvencie.

Obr. 4.28. Kapacitný vektorový súčet (XC)

a induktívna (XL) rezistencia.

Obr. 4.29.
a) indukčnú cievku pripojenú postupne s R. Resistorom
(b) vektorové reprezentáciu R, XL a ich vektorová suma Z

Reaktívny odpor kondenzátora klesá so zvyšujúcou sa frekvenciou signálu (obr. 4.27).
Výsledný rezistencia reťazca zahŕňa kapacitnú rezistenciu XC a indukčnú rezistenciu XL, čo predstavuje vektorovú sumu XC a XL. Vektory XC a XL, ako je zrejmé z obr. 4,28 (b) sú v antifázovej báze, t.j. fázový rozdiel medzi nimi je 1800. Preto je výsledný odpor jednoducho rovný rozdielu medzi XC a XL. Napríklad, nechať XL \u003d 100 Ohm, a XC \u003d 70 ohmov. Potom výsledná reaktívna rezistencia X \u003d 100 - 70 \u003d 30 OHMS a je indukčná ako XL je väčšia ako XC.

Impedancia
Výsledná odolnosť reťazca obsahujúceho aktívne aj reaktívne (indukčné alebo kapacitné) rezistencie je názov impedancie alebo celkovej rezistencie reťazca.
Impedancia Z je vektor množstva reaktívneho odporu a aktívneho odporu R.
Zvážte napríklad obvod zobrazený na obr. 4.29. Zahŕňa indukčnú odolnosť XL pripojenú v sérii s odporom R. Ako môže byť zrejmé z obr. 4.29 (b) vektor XL je pred vektorom r 90 °. Impedancia je rovnaká

Ak XL \u003d 400 OHMS a R \u003d 300 OHMS, potom z \u003d 500 ohmov.

Reaktancia – elektrický odpor Variabilný prúd kvôli prenosu energie magnetickým poľom v induktoroch alebo elektrickom poli v kondenzátoroch.

Prvky, ktoré majú reaktívnu odolnosť, sa nazývajú reaktívne.

Reaktívny odpor indukčnej cievky.

Keď tok striedavý prúd I. V cievke sa magnetické pole vytvorí EDC vo svojich otáčkach, čo zabraňuje zmene prúdu.
Ako súčasný zvyšuje, EMF je negatívny a zabraňuje zvýšeniu prúdu, s poklesom - pozitívnym a zabraňuje jeho zníženiu, týmto spôsobom odolnosť voči zmene prúdu počas celého obdobia.

V dôsledku vytvorenej opozície sú vytvorené závery indukčnosti induktora v antifáze U., ohromujúci EMF sa rovná amplitúde a opačným znamením.

Keď prúd prechádza cez nulu, amplitúda EMF dosiahne maximálnu hodnotu, ktorá tvorí rozdiel v aktuálnom čase a napätí v období 1/4.

Ak sa vzťahuje na závery napätia indukčného cievky U., prúd nemôže začať okamžite kvôli opozícii EDC, rovnaké -U.Preto prúd v indukčnosti vždy zaostáva za napätím v uhle 90 °. Posun s zaostávajúcim prúdom sa nazýva pozitívny.

Píšeme výraz okamžité napätie u. Na základe EMF ( ε ), Ktorý je úmerný indukčnosti L. a aktuálne zmeny: u \u003d -ε \u003d l (di / dt).
Odtiaľ vyjadrujeme sínusový prúd.

Integrálna funkcia hriech (t) bude --S (t)alebo rovná jej funkcii hriech (t-π / 2).
Rozdiel dt. Funkcie hriech (ωt) vyjde zo znamenia integrovaného multiplikátora 1 /ω .
V dôsledku toho získame okamžitý prúdový výraz so zmenou z efektu napätia π / 2. (90 °).
Pre hodnoty RMS U. a I. V tomto prípade môžete nahrávať .

V dôsledku toho máme závislosť sinusionálneho prúdu z napätia podľa zákona Ohm, kde v denominátore namiesto R. vyjadrenie Ωlktorý je reaktívny odpor:

Reaktívna odolnosť induktorov sa nazýva indukčná.

Reaktívny odpor kondenzátora.

Elektrický prúd v kondenzátore je časť alebo súbor procesov jeho náboja a vypúšťania - akumulácie a vrátenia energie elektrickým poľom medzi jeho doskami.

V sieťovom okruhu bude kondenzátor nabitý na určitú maximálnu hodnotu, až kým prúd nezmení smer naopak. V dôsledku toho, pri momentoch hodnoty amplitúdy napätia na kondenzátore, prúd v nej bude nula. Napätie na kondenzátore a prúd bude mať vždy rozpor v čase v štvrtine obdobia.

Výsledkom je, že prúd v reťazci bude obmedzený na pokles napätia na kondenzátore, ktorý vytvára reaktívnu odolnosť voči variabilným prúdom, reverznej pomerovej rýchlosti aktuálnej zmeny (frekvencia) a kapacitérovej kapacity.

Ak sa aplikuje na napätie kondenzátora U., prúd bude okamžite začne z maximálnej hodnoty, ďalej znižuje sa na nulu. V tomto okamihu napätie na jej záveroch bude rásť od nuly na maximum. V dôsledku toho napätie na doskách fázového kondenzátora zaostáva za prúd v uhle 90 °. Takýto fázový posun sa nazýva negatívny.

Prúd v kondenzátore je derivát funkcie jeho náboja i \u003d DQ / DT \u003d C (DU / DT).
Odvodené od hriech (t) bude cos (t) alebo rovnaká funkcia hriech (t + π / 2).
Potom pre sínusové napätie u \u003d u amp hriech (ωt) Píšeme výraz okamžitú aktuálnu hodnotu nasledovne:

i \u003d u amp ωcsin (ωt + π / 2).

Odtiaľ vyjadrite pomer hodnôt RMS .

Ohm zákon naznačuje, že 1 / Ωc. Nie je nič iné ako reaktívna odolnosť pre sínusový prúd.

Odolnosť vykreslený vodičom prechádzajúcim na nej variabilný prúd sa nazýva aktívny odpor.

Ak každý spotrebiteľ neobsahuje indukčnosť a cisterny (žiarovka, vykurovacie zariadenie), bude tiež pre AC ako aktívny odpor.

Aktívny odpor závisí od frekvencie AC, ktorá sa zvyšuje s jeho zvýšením.

Mnohí spotrebitelia však majú indukčné a kapacitné vlastnosti, keď cez ne zložia AC. Takýmto spotrebiteľom zahŕňajú transformátory, tlmivky, elektromagnety, kondenzátory, rôzne druhy drôtov a mnoho ďalších.

Pri prechode cez ne je potrebné zvážiť nielen aktívne, ale aj reaktanciaVzhľadom na prítomnosť v spotrebiteľstve indukčných a kapacitných vlastností.

Aktívny odpor Určuje skutočnú časť impedancie:

Kde - impedancia je hodnota aktívneho odporu, veľkosti reaktívneho odporu, imaginárnej jednotky.

Aktívny odpor - odpor elektrický reťazec alebo jeho miesto v dôsledku nezvratných transformácií elektrickej energie do iných druhov energie (v tepelnej energii)

Reaktancia - elektrický odpor v dôsledku prenosu výkonu striedavým prúdom elektrického alebo magnetického poľa (a dozadu).

Veľkosť reakcie rezistencie môže byť exprimovaná prostredníctvom hodnôt indukčnej a kapacitnej rezistencie:

Rozsah plnej reaktívnej rezistencie

Indukčná odolnosť () Je to spôsobené vznikom samo-indukčnej EMF v prvku elektrického reťazca.

Kapacita ().

Tu - cyklická frekvencia

Impedancia Reťaze s striedavým prúdom:

z \u003d.

√

R 2 + x 2

√

R2 + (x l-x c) 2

Číslo 12.

1. 1) Koordinácia generátora s nákladom -zaistenie požadovanej hodnoty účinnej ekvivalentnej odolnosti vzťahu generátorovej lampy, RE, so všetkými možnými hodnotami vstupnej impedancie anténneho podávača, ktorý závisí od jej vlnovej odolnosti a koeficientu naviazania vlny (Cbw)

Koordinácia (v elektronike) prichádza dole správna voľba Odolnosť generátora (Source), prenosové vedenia a prijímač (zaťaženie). Ideálna koordinácia (v elektronike) medzi čiarou a zaťažením sa môže dosiahnuť s rovnosťou vlnovej odolnosti čiary R na celú rezistenciu na zaťaženie ZH \u003d RH + J HN, alebo s RH \u003d R a XH \u003d 0, kde RH-aktívna časť impedancie, Xh je jeho reaktívna časť. V tomto prípade sa prenosová linka vytvára režim gumových vĺn a charakterizuje ich koeficient stálej vlny (CWS) je 1. Pre riadok S nedbanlivými malými stratami elektrickej energie, koordinácie a vďaka tomu je dosiahnutý najúčinnejší prenos energie z generátora v zaťažení za podmienok, že celkové odpory generátora ZR a zaťaženie ZH sú komplexné konjugát, \\ t To znamená, Zr \u003d Z * H, alebo RR \u003d R \u003d RH \u003d XR - XH. V tomto prípade je reaktívna odolnosť reťazca nulová a pozorujú sa podmienky rezonancie, ktoré prispievajú k zlepšeniu efektívnosti rádiových inžinierskych systémov (zlepšené použitie frekvenčné rozsahyZvýšenie imunity hluku, frekvenčné deformácie rádiových signálov sa znižujú atď.). Posúdenie dohody o kvalite (v elektronike) sa vyrába meraním koeficientu odrazu a CWS. Prakticky koordinácia (v elektronike) sa považuje za optimálne, ak CWW frekvenčný prevádzkový pás nepresahuje 1,2-1,3 (v meracích prístrojoch 1.05). V niektorých prípadoch môžu nepriame indikátory (v elektronike) slúžiť ako reakcia parametrov generátora (frekvencia, výkon, hladina hluku) na zmenu zaťaženia, prítomnosť elektrických porúch v potrubí, vykurovanie jednotlivých častí čiary .

S týmto spôsobom prevádzky v prijímači najvyšší výkon sa rovná polovici zdroja. V tomto prípade K.P.D. \u003d 0,5. Tento režim sa používa v meracom obvodoch, komunikačných zariadeniach.

Pri prenose vysokého výkonu, ako sú vysoko napätie, práca v konzistentnom režime je zvyčajne neprijateľná.

Variabilný elektrický prúdový obvod zahŕňa aktívne (obsahujúce vnútorné zdroje energie) a pasívne prvky (spotrebitelia energie). Pasívne prvky zahŕňajú odpory a trysky.

Typy pasívnych prvkov

V elektrotechnike sa zvažujú dva typy rezistorov: aktívny a reaktívny odpor. Aktívne vylepšené zariadenia, v ktorých je elektrická prúdová energia prevedená na tepelnú. Vo fyzike je označený symbolom merania R. MERANIA - OM.

Tento vzorec sa môže použiť na výpočet okamžitých hodnôt prúdu a napätia, maximálne alebo platné.

Jetové zariadenia nerozpustia energiu, ale hromadia. Tie obsahujú:

induktor;
kondenzátor.

Reaktívna odolnosť je označená symbolom merania H. MERANIA - OHM.

Induktor

Je to vodič vyrobený vo forme špirály, skrutky alebo špirál. Kvôli vysokej zotrvačnosti sa zariadenie používa v schémach, ktoré sa používajú na zníženie pulzovania pri striedavých prúdových obvodoch a oscilačných obvodoch, na vytvorenie magnetické pole atď. Ak má veľkú dĺžku s malým priemerom, potom sa cievka nazýva solenoid.

Vypočítať pokles napätia (U.) Na konci cievky použite vzorca:

U \u003d -L · di / dt, kde:

L - Indukčnosť zariadenia sa meria vo GN (Henry),
DI - Zmena aktuálnej sily (meraná v ampéroch) počas časového intervalu DT (merané v sekundách).

Pozor! S akoukoľvek zmenou prúdu v vodiči sa vyskytne samo-indukčná EMP, ktorá zabraňuje tejto zmene.

Výsledkom je, že cievka vzniká rezistencia, ktorá sa nazýva indukčná.

V elektrotechnike je označené XL. A vypočítané vzorcom:

kde w je uhlová frekvencia, meraná v Rad / s.

Uhlová frekvencia je charakteristikou harmonického oscilácie. Spojené s frekvenciou F (počet celkových oscilov za sekundu). Frekvencia sa meria v osciláciách za sekundu (1 / s):

w \u003d 2 · p · f.

Ak existuje niekoľko cievok v diagrame, potom, keď sa používajú sekvenčné pripojenie Všeobecne H.L. pre celý systém sa rovná:

XL \u003d XL1 + XL2 + ...

V prípade paralelnej zlúčeniny:

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

OHM zákon pre takúto zlúčeninu má formulár:

kde ul je pokles napätia.

Okrem indukčného, \u200b\u200bzariadenie má obidva aktívne R.

Elektrická impedancia v tomto prípade je:

Kapacitný prvok

V vodiče a vinutí cievky, okrem indukčných a aktívnych odporov, existuje aj kapacitná, čo je spôsobené prítomnosťou nádrže v týchto zariadeniach. Okrem rezistora a cievky môže byť kondenzátor zahrnutý v schéme, ktorý sa skladá z dvoch kovových dosiek, medzi ktorými je umiestnená dielektrická vrstva.

Pre tvoju informáciu. Elektrický prúd prúdi z dôvodu skutočnosti, že procesy odovzdávania prístroja a vypúšťania prechádzajú.

S maximálnym nabitím na prístrojových doskách:

Vzhľadom k tomu, že odporové zariadenie môže hromadiť energiu, používa sa v zariadeniach, ktoré stabilizujú napätie v reťazci.

Schopnosť akumulovať poplatok sa vyznačuje kapacitou.

Reaktívna odolnosť kondenzátora (CC) sa môže vypočítať vzorcom:

XC \u003d 1 / (W · C), kde:

w - uhlová frekvencia,
C - Kapacita kondenzátora.

Jednotka merania kapacity - F (FARAD).

Vzhľadom na to, že uhlová frekvencia je spojená s cyklickou frekvenciou, výpočet hodnoty reaktívnej rezistencie kondenzátora sa môže uskutočniť vzorcom:

Xc \u003d 1 / (2 · p · f · c).

Ak je v okruhu pripojených niekoľko zariadení, potom celkomX.Z Systémy sa budú rovnať:

XC \u003d XC1 + XC2 + ...

Ak je pripojenie objektov paralelné, potom:

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

Ohm zákon pre tento prípad je napísaný takto: \\ t

kde nás je napätie na kondenzátore.

Výpočet reťazca

S postupným pripojenímI. = const. Akýkoľvek bod a podľa zákona oHM môže byť vypočítaný vzorcom:

kde Z je elektrická impedancia.

Napätie na zariadeniach sa vypočíta takto:

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

Vektor indukčnej zložky napätia je nasmerovaný v opačnom smere od vektora kapacitnej zložky, takže:

v dôsledku toho podľa výpočtov:

Pozor! Ak chcete vypočítať hodnotu impedancie, môžete použiť "trojuholník odporu", v ktorom je hypotenuse z, a podľa kategórií - hodnoty X a R.

Ak sú kondenzátor a cievka induktora pripojená k reťazci, potom podľa Pythagore, hypotenuse teorem (Z.) sa rovná:

AkoX. = XL – Xc., potom:

Pri riešení elektrických problémov je impedancia často napísaná vo forme komplexného čísla, v ktorom skutočná časť zodpovedá hodnote aktívnej zložky a imaginárny je reaktívny. Expresia pre impedanciu teda všeobecný Má formulár:

kde je imaginárna jednotka.

Pre online výpočet reaktívnej odolnosti, môžete program používať - \u200b\u200bkalkulačku, ktorú možno nájsť na internete. Existuje veľa takýchto služieb, takže nebudete ťažké vybrať pohodlnú kalkulačku pre vás.

Vďaka tejto internetovej službe môžete rýchlo vykonať požadovaný výpočet.

Video

Jedným z hlavných problémov v sieti striedavého napätia je prítomnosť reaktívny výkon. Konzumujú sa len na tepelných stratách. Zdrojom reaktívnej energie je elektrické energetické pohony L a C. Nebudem veľmi hlboko zvážiť túto otázku. Navrhujem túto otázku zvážiť na príklade jednoduchých prvkov reťazca - indukčnosti a kontajnerov.

Indukčný prvok L.

Indukčný prvok (zvážiť príklad indukčnej cievky) je otáčky vodičov izolovaných medzi sebou. Keď prúd prúdu je cievka magnetizovaná. Ak zmeníte polaritu zdroja, cievka začne dávať uloženú energiu späť, sa snaží udržiavať aktuálnu hodnotu v okruhu. Preto, keď to prúdi cez neho variabilný komponent, energia uložená počas prechodu pozitívneho polčasu nebude mať čas na rozptýlenie a zabráni prechodu negatívneho polhodiny. Výsledkom je, že negatívne polovičné obdobie bude musieť zaplatiť energiu uloženú cievku. V dôsledku toho bude napätie (U) pred súčasným (і) pre nejaký uhol φ. Nižšie je výsledkom modelovania LOAD LOT L \u003d 1 * 10 -3 GN, R \u003d 0,5 ohm. UST \u003d 250 V, frekvencia F \u003d 50 Hz.

φ je fázový rozdiel medzi U a I.

Reaktívna odolnosť je označená písmenom X, celkom Z, Active R.

Pre indukčnosť:

Kde Ω je cyklická frekvencia

L - Indukčnosť cievky;

Záver: Čím vyššia je indukčnosť L alebo frekvencia, tým väčšia je odolnosť voči ciev na variabilný prúd.

Kapacitný prvok

Kapacitný prvok (zvážte v príklade kondenzátora) je dvojzložkový prúd s premennou alebo konštantnou hodnotou nádoby. Kondenzátor - Drive elektrické poplatky. Ak ho pripojíte k zdroju napájania, účtuje sa. Ak sa naň aplikuje zdroj s variabilnou zložkou, bude účtovaná, keď sa cez neho prenesie pozitívne polovičné obdobie. Keď je smer polovičného cieľa zmeniť na zápornú hodnotu, kondenzátor začne dobíjať, to znamená, že energia, ktorá sa nahromadila v ňom, začne pôsobiť proti dobíjaniu. V dôsledku toho získame napätie na kondenzátore oproti zdroju. V dôsledku toho bude objavený u pre nejaký uhol φ. Nižšie je výsledkom modelovania C-r náklad C \u003d 900 * 10 - 6 FA, R \u003d 0,5 OHM, UST \u003d 250 V, frekvencia F \u003d 50 Hz.

Obrázok 2. Prevádzkový zdroj na zaťažení R-C

Pre kapacitu:

Kde Ω je cyklická frekvencia

- Frekvencia napájacieho napätia, Hz;

C - Kapacita kondenzátora;

Záver: Čím vyššia je schopnosť C alebo frekvencia, tým menšia je odolnosť voči variabilným prúdom.

Porovnanie účinku reaktívnej odolnosti voči aktívnej sieti

Obrázky 1 a 2 možno vidieť, že fázový posun na obrázkoch nie je rovnaký. Výstup - tým viac v úplnom odporu Z bude účinok x L alebo x C. Čím väčší bude rozdiel fáz U a I.

Strihový uhol medzi prúdom a napätím sa nazýva φ.

Nefázový reaktívny výkon:

Trojfázová:

U f, i f - fázový prúd a napätie

Záver: Reaktívny výkon - nevykonáva užitočné účinky.

"Naznačuje" cez sieťové vykurovacie káble a zvyšuje straty. Vo veľkých priemyselných podnikoch je to zvlášť viditeľné z dôvodu dostupnosti elektrické pohony a ďalších významných spotrebiteľov. Táto otázka je veľmi dôležitá pre úspory energie a modernizácie výroby. Preto na ples. Podniky sú stanovené kompenzátormi reaktívnej moci. Môžu byť rôznych typov a okrem kompenzácie vykonávať úlohu filtrov. S pomocou kompenzátorov sa snažia udržiavať rovnováhu reaktívnej sily, aby sa minimalizoval jeho účinok na sieť a nastavili uhol φ na nulu.

Na to je potrebné maximalizovať množstvo (L, C) prvkov v sieti.