ellenállások vs. induktorok
induktorok nem viselkednek ugyanúgy, mint az ellenállások. Míg az ellenállások egyszerűen ellenzik az áram áramlását rajtuk keresztül (az árammal közvetlenül arányos feszültség leesésével), az induktorok ellenzik az áram változását rajtuk keresztül, az áram változásának sebességével közvetlenül arányos feszültség leesésével.
A Lenz törvényének megfelelően ez az indukált feszültség mindig olyan polaritású, hogy megpróbálja fenntartani az áramot a jelenlegi értékén., Ez azt jelenti, hogy ha az áram nagysága növekszik, az indukált feszültség “nyomja meg” az áramáramot; ha az áram csökken, a polaritás visszafordul, majd “nyomja meg” az áramot a csökkenés ellen.
ezt a jelenlegi változással szembeni ellenállást reaktanciának nevezik, nem pedig ellenállásnak., Matematikailag kifejezve, a kapcsolat a feszültség esett át a tekercs, majd értékelje a jelenlegi változik a tekercs, mint például:
Váltakozó Áram egy Egyszerű Áramkör Induktív
A kifejezés di/dt egy a matematika, azt jelenti, hogy a változás mértéke a pillanatnyi áram (i) az idő múlásával, az amper per másodperc.
az induktivitás (L) Henrys-ben van, a pillanatnyi feszültség (e) természetesen voltokban van., Néha megtalálja az “e” (v = l di/dt) helyett “v” – ként kifejezett pillanatnyi feszültség sebességét, de pontosan ugyanazt jelenti.
megmutatni, hogy mi történik a váltakozó áram, elemezzük egy egyszerű tekercs áramkör:
Tiszta induktív áramkör: Tekercs jelenlegi elmarad, tekercs feszültség 90° – kal.
ha ennek a nagyon egyszerű áramkörnek az áramát és feszültségét ábrázolnánk, akkor valahogy így nézne ki:
tiszta induktív áramkör, hullámformák.,
ne feledje,hogy az induktoron átesett feszültség reakció az áram változásával szemben.
Ezért a pillanatnyi feszültség nulla, ha a készenlétet a csúcs (nulla változás, vagy szinten lejtőn, a jelenlegi szinuszos), valamint a pillanatnyi feszültség a csúcs, ahol a pillanatnyi áram maximális változás (a pontok a legmeredekebb lejtőn a jelenlegi hullám, ahol keresztezi a nulla vonalat).
Ez azt eredményezi, hogy a feszültség hullám, amely 90° fázison kívül az aktuális hullám., A grafikont nézve úgy tűnik, hogy a feszültséghullám “elindul” az aktuális hullámon; a feszültség “vezeti” az áramot, az áram pedig “elmarad” a feszültség mögött.
áramszünet feszültség 90° – kal tiszta induktív áramkörben.
a dolgok még érdekesebbé válnak, amikor az áramkör teljesítményét ábrázoljuk:
tiszta induktív áramkörben a pillanatnyi teljesítmény pozitív vagy negatív lehet.,
mivel a pillanatnyi teljesítmény a pillanatnyi feszültség és a pillanatnyi áram (p=ie) terméke, a teljesítmény nulla, ha a pillanatnyi áram vagy feszültség nulla. Ha a pillanatnyi áram és feszültség egyaránt pozitív (a vonal felett), a teljesítmény pozitív.
az ellenállás példájához hasonlóan a teljesítmény akkor is pozitív, ha a pillanatnyi áram és a feszültség egyaránt negatív (a vonal alatt).,
mivel azonban az áram-és feszültséghullámok 90° – on kívül vannak, vannak olyan esetek, amikor az egyik pozitív, míg a másik negatív, ami ugyanolyan gyakori előfordulását negatív pillanatnyi teljesítmény.
mi a negatív teljesítmény?
de mit jelent a negatív teljesítmény? Ez azt jelenti, hogy az induktor energiát enged vissza az áramkörbe, míg a pozitív teljesítmény azt jelenti, hogy elnyeli az áramkörből származó energiát.,
mivel a pozitív és negatív teljesítményciklusok nagyságrendje és időtartama megegyezik az idővel, az induktor annyi energiát bocsát ki az áramkörbe, amennyit egy teljes ciklus alatt elnyel.
Ez gyakorlati értelemben azt jelenti, hogy egy induktor reaktanciája eloszlatja a nulla nettó energiát, ellentétben egy ellenállás ellenállásával, amely hő formájában eloszlatja az energiát. Ne feledje, ez csak a tökéletes induktorok számára készült, amelyeknek nincs huzalellenállása.
reaktancia vs., Ellenállás
az induktor ellenállása az áramváltozáshoz általában a váltakozó áram ellenállását jelenti, amely definíció szerint mindig pillanatnyi nagyságban és irányban változik.
Ez a váltakozó áram ellenállása hasonló az ellenálláshoz, de abban különbözik, hogy mindig fáziseltolódást eredményez az áram és a feszültség között, és nulla energiát oszt el. A különbségek miatt más neve van: reaktancia. Az AC reaktanciája ohmban van kifejezve, csakúgy, mint az ellenállás, kivéve, hogy matematikai szimbóluma X r helyett.,
ahhoz, Hogy konkrét, reaktancia társul egy tekercs általában melyet a tőke X betű egy L betű, mint egy alsó indexet, mint ez: XL.
Mivel induktorok csepp feszültség arányos az arány a jelenlegi változik, csökken több feszültséget a gyorsabban változó áram, kevesebb feszültség a lassabban változó áramlat. Ez azt jelenti, hogy az Ohm reaktanciája bármely induktor esetében közvetlenül arányos a váltakozó áram frekvenciájával., A reaktancia meghatározásának pontos képlete a következő:
Ha egy 10 mH induktort 60, 120 és 2500 Hz frekvenciáknak teszünk ki, akkor az alábbi táblázatban szereplő reaktanciák jelennek meg.
Reaktancia 10 mH tekercs:
| Frekvencia (Hz) | Reaktancia (Ohm) |
| 60 | 3.7699 |
| 120 | 7.5398 |
| 2500 | 157.,0796 |
a reaktancia egyenletben a “2NF” kifejezésnek (az L kivételével minden a jobb oldalon van) különleges jelentése van magának. A másodpercenkénti radiánok száma, hogy a váltakozó áram “forog”, ha elképzeli az AC egy ciklusát, hogy képviselje a teljes kör forgását.
a radián a szögmérés egysége: egy teljes körben 2π radián van, ugyanúgy, mint egy teljes körben 360°., Ha az AC-t előállító generátor kettős pólusú egység, akkor egy ciklust fog előállítani a tengely forgásának minden teljes fordulatához, amely minden 2π radián vagy 360°.
Ha ezt a 2π állandót meg kell szorozni a Hertz frekvenciájával (másodpercenként ciklusok), az eredmény egy másodpercenkénti radians-szám lesz, amelyet az AC rendszer szögsebességének neveznek.
szögsebesség AC rendszerekben
a szögsebesség a 2NF kifejezéssel ábrázolható, vagy saját szimbólumával, az omega kisbetűvel ábrázolható, amely hasonló a Római alsó esethez “w”: ω., Így az XL = 2NFL reaktancia képletet XL = wL-ként is meg lehet írni.
meg kell érteni, hogy ez a “szögsebesség” annak a kifejezése, hogy az AC hullámformák milyen gyorsan kerékpároznak, egy teljes ciklus egyenlő 2π radiánnal. Nem feltétlenül reprezentatív a váltakozó áramot termelő generátor tényleges tengelysebességére.
Ha a generátornak több mint két pólusa van, a szögsebesség a tengelysebesség többszöröse lesz., Ezért az ω-t néha másodpercenkénti elektromos Radian egységekben fejezik ki, nem pedig (sima) radianokban másodpercenként, hogy megkülönböztessék a mechanikai mozgástól.
bármilyen módon kifejezzük a rendszer szögsebességét, nyilvánvaló, hogy közvetlenül arányos az induktor reaktanciájával. Mivel a frekvenciát (vagy a generátor tengelyének sebességét) megnövelik egy váltakozó áramú rendszerben, az induktor nagyobb ellenállást biztosít az áram áthaladásához, és fordítva.,
Váltakozó áram egy egyszerű áramkör induktív egyenlő a feszültség (v) osztva az induktív reaktancia (ohm), ahogy vagy, váltó-vagy egyenáramú egy egyszerű rezisztív áramkör egyenlő a feszültség (v) osztva az ellenállás (ohm). Itt egy példaáramkör látható:
induktív reaktancia
azonban szem előtt kell tartanunk, hogy a feszültség és áram nem a fázisban van., Amint azt korábban bemutattuk, a feszültség fáziseltolódása +90° az áramhoz képest. Ha mi képviseljük ezek fázis szög a feszültség, valamint az aktuális matematikailag formájában komplex számok, azt találjuk, hogy egy tekercs van ellenzék, hogy a jelenlegi, van egy szakasz, szög is:
Jelenlegi hacs feszültség 90° – egy tekercs.
matematikailag azt mondjuk, hogy az induktor árammal szembeni ellenállásának fázisszöge 90°, ami azt jelenti, hogy az induktor árammal szembeni ellenállása pozitív képzeletbeli mennyiség., Az árammal szembeni reaktív ellenállás e fázisszöge kritikusan fontos szerepet játszik az áramköri elemzésben, különösen olyan komplex AC áramkörök esetében, ahol a reaktancia és az ellenállás kölcsönhatásba lép.
hasznosnak bizonyul, ha bármely komponens ellenállását az árammal szemben a komplex számok helyett a skaláris ellenállási és reaktanciamennyiség helyett képviseli.
REVIEW:
- Induktív reaktancia az ellenzék, hogy egy tekercs kínál váltakozó áram miatt a fázis-eltolódott tároló, majd engedje fel az energiát a mágneses mezőt., A reaktanciát az “X” nagybetűk szimbolizálják, és ohmokban mérik, akárcsak az ellenállást (R).
- az induktív reaktancia a következő képlet segítségével számítható ki: XL = 2NFL
- az AC áramkör szögsebessége egy másik módja annak, hogy frekvenciáját másodpercenkénti elektromos Radian egységekben fejezzük ki, a másodpercenkénti ciklusok helyett. Ezt az “omega” vagy ω kisbetűvel szimbolizálja.
- az induktív reaktancia növekszik a frekvencia növekedésével. Más szavakkal, minél magasabb a frekvencia, annál inkább ellenzi az elektronok AC áramlását.,
kapcsolódó munkalapok:
- induktorok munkalap
- induktív reaktancia munkalap