uadepe.ru

Активний і реактивний опір, трикутник опорів


Активний і реактивний опір, трикутник опорівАктивний і реактивний опори

Опір, який чиниться проходами і споживачами в ланцюгах постійного струму, іменується провідникові.

Якщо який-небудь провідник включити в ланцюг змінного струму, то виявиться, що його опір буде дещо більше, ніж в ланцюзі постійного струму. Це пояснюється явищем, який отримав назву скін-ефекту (поверхневий ефект).

Суть його полягає в наступному. При проходженні змінного струму по провіднику всередині нього існує змінне магнітне поле, що перетинає провідник. Магнітні силові лінії цього поля індукують в провіднику ЕРС, але вона буде не схожою в різних точках перетину провідника: до центру перетину на більше, а до периферії - менше.

Це пояснюється тим, що точки, що лежать ближче до центру, перетинаються величезним числом силових ліній. Під дією цієї ЕРС змінний струм буде розподілятися не за всім перетині провідника помірно, а ближче до його поверхні.

Це рівносильно зменшення корисного перетину провідника, а як слід, підвищенню його опору змінному струмі. Наприклад, мідний дріт довжиною 1 км і діаметром 4 мм чинить опір: постійному струму - 1,86 ом, змінному частотою 800 гц - 1,87 ом, змінним струмом частотою 10000 гц - 2,90 ом.

Опір, який чиниться провідником проходить на нього змінному струмі, іменується активним опором.

Якщо який-небудь споживач не містить в собі індуктивності і ємності (лампочка розжарювання, нагрівальний прилад), то він буде для змінного струму також активним опором.

Активний опір знаходиться в залежності від частоти змінного струму, зростаючи з її підвищенням.



Але багато споживачів володіють індуктивними і ємнісними якостями при проходженні через їх змінного струму. До таких споживачам відносяться трансформатори, дроселі, електромагніти, конденсатори, різного роду дроти і багато інших.

При проходженні через їх змінного струму потрібно враховувати не тільки активне, так і реактивний опір, обумовлене наявністю, в споживача індуктивних і ємнісних параметрів його.

Зрозуміло, що якщо незмінний струм, що проходить по якій-небудь обмотці, переривати і замикати, то відразу з конфігурацією струму буде змінюватися і магнітний потік усередині обмотки, в результаті чого в ній виникне ЕРС самоіндукції.

Те ж саме буде спостерігатися і в обмотці, включеної в ланцюг змінного струму, з тією лише різницею, що тутток безперервно змінюється як за величиною, так і за напрямком. Отже, безперервно змінюватиметься величина магнітного потоку, що пронизує обмотку, і в ній буде индуктироваться ЕРС самоіндукції.

Але напрям ЕРС самоіндукції завжди таке, що протидіє зміні струму. Так, при зростанні струму в обмотці ЕРС самоіндукції буде прагнути затримати наростання струму, а при убуванні струму, навпаки, буде прагнути підтримати зникаючий струм.

Звідси випливає, що ЕРС самоіндукції, що виникає в обмотці (провіднику), включеної в ланцюг змінного струму, буде завжди діяти проти струму, затримуючи його конфігурації. Інакше кажучи, ЕРС самоіндукції можна розглядати як додатковий опір, що надає спільно з активним опором обмотки протидію проходить через обмотку змінному струмі.

Опір, який чиниться змінному струмі ЕРС самоіндукції, носить назву індуктивного опору.

Індуктивний опір буде тим більше, чим більше індуктивність споживача (ланцюга) і вище частота змінного струму. Це опір виражається формулою xl = ωL, де xl - індуктивний опір в омах- L - індуктивність в генрі (гн) - ω - кутова частота де f - частота струму).

Крім індуктивного опору існує ємнісний опір, обумовлює як наявністю ємності в провідниках і обмотках, так і включенням в окремих випадках в ланцюг змінного струму конденсаторів. При збільшенні ємності С споживача (ланцюга) і кутовий частоти струму опір місткості зменшується.

Ємнісний опір одно xс = 1 / ωС, де хс - ємнісний опір в Омасі, ω - кутова частота, С - ємність споживача в Фарада.

трикутник опорів

Розглянемо ланцюг, активний опір частин якої r, індуктивність L і ємність С.

Ланцюг змінного струму з резистором, котушкою індуктивності і конденсатором

Мал. 1. Ланцюг змінного струму з резистором, котушкою індуктивності і конденсатором.

Опір такого ланцюга z = √r2 + (ХL - xc) 2) = √r2 + x2)

Графічно цей вислів можна зобразити у вигляді, так званого, трикутника опорів.

трикутник опорів

Рис.2. трикутник опорів

Гіпотенуза трикутника опорів зображує повний опір ланцюга, катети - активний і реактивний опори.

Якщо одне з опорів ланцюга - (активне або реактивне), наприклад, в 10 і більше разів менше іншого, то найменшим можна знехтувати, в чому легко переконатися конкретним розрахунком.

Школя для електрика

Поділися в соціальних мережах:


Схожі