Aktív és reaktív ellenállás, ellenállási háromszög

Aktivitás és reakciókészség

Az egyenáramú áramkörökben az áteresztők és fogyasztók által biztosított ellenállást ohmos ellenállásnak nevezzük.

Ha bármilyen vezetéket tartalmaz az AC áramkör, akkor kiderül, hogy ellenállása valamivel nagyobb lesz, mint az egyenáramú áramkörben. Ez a bőrhatásnak nevezett jelenségnek köszönhető (felületi hatás).

Ennek lényege a következő. Amikor váltakozó áram folyik át egy vezetéken, a benne lévő váltakozó mágneses mező keresztezi a vezetéket. Ennek a térnek a mágneses erővonalai EMF-et indukálnak a vezetőben, azonban ez nem lesz azonos a vezető keresztmetszetének különböző pontjain: inkább a keresztmetszet közepe felé, és kevésbé a kerülete felé.

Ez annak köszönhető, hogy a középponthoz közelebb eső pontokat nagyszámú erővonal keresztezi. Ennek az EMF-nek a hatására a váltakozó áram nem egyenletesen oszlik el a vezető teljes szakaszán, hanem közelebb a felületéhez.

Ez egyenértékű a vezető hasznos keresztmetszetének csökkentésével, és ezáltal növeli a váltakozó árammal szembeni ellenállását. Például egy 1 km hosszú és 4 mm átmérőjű rézhuzal ellenáll: DC - 1,86 ohm, AC 800 Hz - 1,87 ohm, AC 10 000 Hz - 2,90 ohm.

A vezető által a rajta áthaladó váltakozó árammal szembeni ellenállást aktív ellenállásnak nevezzük.

Ha valamelyik fogyasztó nem tartalmaz induktivitást és kapacitást (izzólámpa, fűtőberendezés), akkor az is aktív AC ellenállás lesz.

Aktív ellenállás - az elektromos áramkör (vagy területe) elektromos árammal szembeni ellenállását jellemző fizikai mennyiség, amely az elektromos energia más formákká (főleg hővé) történő visszafordíthatatlan átalakulása miatt következik be. Ohmban kifejezve.

Az aktív ellenállás attól függ AC frekvencianövekedésével növekszik.

Sok fogyasztó azonban induktív és kapacitív tulajdonságokkal rendelkezik, amikor váltakozó áram folyik rajtuk. Ilyen fogyasztók a transzformátorok, fojtótekercsek, elektromágnesek, kondenzátorok, különböző típusú vezetékek és még sok más.

Amikor áthalad rajtuk váltakozó áram nem csak az aktív, hanem a reaktivitást is figyelembe kell venni a fogyasztóban lévő induktív és kapacitív tulajdonságok miatt.

Ismeretes, hogy ha az egyes tekercseken áthaladó egyenáram megszakad és zárva van, akkor az áram változásával egy időben a tekercs belsejében lévő mágneses fluxus is megváltozik, aminek következtében önindukciós EMF lép fel. benne.

Ugyanez figyelhető meg a váltakozó áramú áramkörbe tartozó tekercsben is, azzal a különbséggel, hogy a tock folyamatosan változik mind a nagyságrendben, mind a be- és a felé. Ezért a tekercsen áthatoló mágneses fluxus nagysága folyamatosan változik és indukál Az önindukció EMF.

De az önindukció emf-jének iránya mindig olyan, hogy ellenzi az áram változását. Tehát, ahogy a tekercsben lévő áram növekszik, az önindukált EMF hajlamos lelassítani az áram növekedését, és ahogy az áram csökken, éppen ellenkezőleg, fenntartja az eltűnő áramot.

Ebből következik, hogy a váltakozó áramkörbe tartozó tekercsben (vezetőben) fellépő önindukciós EMF mindig az áram ellen hat, lassítva annak változásait. Más szóval, az önindukciós EMF további ellenállásnak tekinthető, amely a tekercs aktív ellenállásával együtt ellensúlyozza a tekercsen áthaladó váltakozó áramot.

Az emf által a váltakozó áramnak önindukcióval felkínált ellenállást induktív ellenállásnak nevezzük.

Az induktív ellenállás annál nagyobb lesz a felhasználó (áramkör) induktivitása és minél nagyobb a váltakozó áram frekvenciája. Ezt az ellenállást az xl = ωL képlet fejezi ki, ahol xl az induktív ellenállás ohmban; L – induktivitás Henryben (gn); ω – szögfrekvencia, ahol f – áramfrekvencia).

Az induktív ellenálláson kívül van kapacitás is, mind a vezetékekben és tekercsekben lévő kapacitásnak, mind pedig a kondenzátorok beépítésének köszönhetően az AC áramkörben bizonyos esetekben.A fogyasztó (áramkör) C kapacitásának és az áram szögfrekvenciájának növekedésével a kapacitív ellenállás csökken.

A kapacitív ellenállás egyenlő xc = 1 / ωC-vel, ahol xc – kapacitív ellenállás ohmban, ω – szögfrekvencia, C – fogyasztói kapacitás faradokban.

Bővebben itt olvashat róla: Reaktancia az elektrotechnikában

Ellenállási háromszög

Tekintsünk egy áramkört, amelynek aktív elemének ellenállása r, induktivitása L és kapacitása C.

Rizs. 1. AC áramkör ellenállással, induktorral és kondenzátorral.

Egy ilyen áramkör impedanciája z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)

Grafikusan ez a kifejezés az úgynevezett ellenállási háromszög formájában ábrázolható.

Ábra. 2. Ellenállási háromszög

Az ellenállási háromszög hipotenusza az áramkör teljes ellenállását jelenti, a lábak - aktív és reaktív ellenállást.

Ha az áramkör egyik ellenállása (aktív vagy reaktív) például 10-szer vagy többször kisebb, mint a másik, akkor a kisebb elhanyagolható, ami direkt számítással könnyen ellenőrizhető.