Rezistențe vs Inductoare
Inductoare nu se comporte la fel ca rezistențe face. Întrucât rezistențe pur și simplu se opun fluxului de curent prin ele (prin cădere o tensiune direct proporțională cu curentul), inductori se opun schimbărilor în curent prin ele, prin cădere o tensiune direct proporțională cu rata de schimb curentă.în conformitate cu Legea lui Lenz, această tensiune indusă are întotdeauna o astfel de polaritate încât să încerce să mențină curentul la valoarea sa actuală., Adică, dacă curentul crește în mărime, tensiunea indusă va „împinge” fluxul curent; dacă curentul scade, polaritatea se va inversa și „împinge cu” curentul pentru a se opune scăderii.această opoziție față de schimbarea actuală se numește reactanță, mai degrabă decât rezistență., Exprimat matematic, relația dintre tensiunea a scăzut peste inductor și rata de curent modifica prin inductor este astfel:
de Curent Alternativ într-un Simplu Circuit Inductiv
expresia di/dt este unul din calcul, adică rata de schimbare de curent instantanee (i) de-a lungul timpului, în amperi pe secundă.inductanța (L) este în Henrys, iar tensiunea instantanee (e), desigur, este în volți., Uneori veți găsi rata de tensiune instantanee exprimată ca ” v „în loc de” e ” (v = l di/dt), dar înseamnă exact același lucru.
Pentru a arăta ce se întâmplă cu curent alternativ, hai să analizăm un simplu inductor circuit:
Pur inductivă a circuitului: Inductor curent gal inductor tensiune de 90°.
Dacă ar fi să complot de curent și tensiune pentru acest circuit foarte simplu, ar arata ceva de genul asta:
Pur inductivă a circuitului, forme de undă.,amintiți-vă, tensiunea a scăzut peste un inductor este o reacție împotriva schimbării curentului prin ea.
prin urmare, tensiunea instantanee este zero ori de câte ori curentul instantaneu este la un vârf (schimbare zero sau pantă de nivel, pe unda sinusoidală curentă), iar tensiunea instantanee este la un vârf ori de câte ori curentul instantaneu este la schimbare maximă (punctele de cea mai abruptă pantă pe unda curentă, unde traversează linia zero).acest lucru duce la o undă de tensiune care este de 90° în afara fazei cu unda curentă., Privind graficul, valul de tensiune pare să aibă un ” început de cap „pe valul curent; tensiunea” conduce „curentul și curentul” rămâne ” în spatele tensiunii.
Curent gal-tensiune de 90° într-un pur inductivă a circuitului.
Lucrurile devin și mai interesante atunci când ne complot puterea pentru acest circuit:
Într-un pur inductivă a circuitului, puterea instantanee poate fi pozitiv sau negativ.,
deoarece puterea instantanee este produsul tensiunii instantanee și al curentului instantaneu (p=ie), puterea este egală cu zero ori de câte ori curentul sau tensiunea instantanee este zero. Ori de câte ori curentul instantaneu și tensiunea sunt atât pozitive (deasupra liniei), puterea este pozitivă.ca și în cazul exemplului rezistorului, puterea este de asemenea pozitivă atunci când curentul instantaneu și tensiunea sunt ambele negative (sub linie).,cu toate acestea, deoarece undele de curent și de tensiune sunt 90° în afara fazei, există momente când unul este pozitiv, în timp ce celălalt este negativ, rezultând în apariții la fel de frecvente de putere instantanee negativă.
ce este puterea negativă?
dar ce înseamnă puterea negativă? Aceasta înseamnă că inductorul eliberează puterea înapoi în circuit, în timp ce o putere pozitivă înseamnă că absoarbe puterea din circuit.,deoarece ciclurile de putere pozitive și negative sunt egale în mărime și durată în timp, inductorul eliberează la fel de multă putere înapoi în circuit, pe măsură ce absoarbe pe durata unui ciclu complet.ceea ce înseamnă acest lucru într-un sens practic este că reactanța unui inductor disipează energia netă de zero, spre deosebire de rezistența unui rezistor, care disipează energia sub formă de căldură. Țineți minte, acest lucru este doar pentru inductoare perfecte, care nu au rezistență la sârmă.
reactanță vs., Rezistența
opoziția unui inductor față de schimbarea curentului se traduce într-o opoziție față de curentul alternativ în general, care prin definiție se schimbă mereu în magnitudine și direcție instantanee.această opoziție față de curentul alternativ este similară cu rezistența, dar diferită prin faptul că are ca rezultat întotdeauna o schimbare de fază între curent și tensiune și disipează puterea zero. Din cauza diferențelor, are un nume diferit: reactanța. Reactanța la AC este exprimată în ohmi, la fel ca rezistența, cu excepția faptului că simbolul său matematic este X în loc de R.,pentru a fi specific, reactanța asociată cu un inductor este de obicei simbolizată prin litera majusculă X cu litera L ca indice, astfel: XL.
deoarece inductorii scad tensiunea proporțional cu rata de schimbare a curentului, vor scădea mai multă tensiune pentru curenții cu schimbare mai rapidă și mai puțină tensiune pentru curenții cu schimbare mai lentă. Aceasta înseamnă că reactanța în ohmi pentru orice inductor este direct proporțională cu frecvența curentului alternativ., Formula exactă pentru determinarea reactanței este după cum urmează:
Daca ne-am expune un 10 mH inductor la frecvențe de 60, 120 si 2500 Hz, se va manifesta reactances în tabelul de mai jos.
Reactanța de 10 mH inductor:
| Frecvența (Hertz) | Reactanța (Ohmi) |
| 60 | 3.7699 |
| 120 | 7.5398 |
| 2500 | 157.,0796 |
În reactanță ecuație, termenul de „2nf” (tot pe partea dreaptă, cu excepția L) are o semnificație specială în sine. Este numărul de radiani pe secundă că curentul alternativ este „rotație” la, dacă vă imaginați un ciclu de AC pentru a reprezenta rotație un cerc complet.un radian este o unitate de măsură unghiulară: există 2π radiani într-un cerc complet, la fel cum există 360° într-un cerc complet., Dacă alternatorul care produce AC este o unitate cu doi poli, acesta va produce un ciclu pentru fiecare rotire completă a rotației arborelui, care este la fiecare 2π radiani sau 360°.dacă această constantă de 2π este înmulțită cu frecvența în Hertz (cicluri pe secundă), rezultatul va fi o cifră în radiani pe secundă, cunoscută sub numele de viteza unghiulară a sistemului AC.viteza unghiulară în sistemele AC viteza unghiulară poate fi reprezentată de expresia 2nf sau poate fi reprezentată de propriul simbol, litera greacă omega cu litere mici, care apare similar cu „w”-ul nostru Roman cu litere mici: ω., Astfel, formula reactanței XL = 2nfl ar putea fi scrisă și ca XL = wL.trebuie să se înțeleagă că această „viteză unghiulară” este o expresie a cât de rapid sunt ciclice formele de undă AC, un ciclu complet fiind egal cu 2π radiani. Nu este neapărat reprezentativ pentru viteza reală a arborelui alternatorului care produce AC.dacă alternatorul are mai mult de doi poli, viteza unghiulară va fi un multiplu al vitezei arborelui., Din acest motiv, ω este uneori exprimată în unități de radiani electrici pe secundă, mai degrabă decât radiani (simpli) pe secundă, astfel încât să o distingă de mișcarea mecanică.în orice mod exprimăm viteza unghiulară a sistemului, este evident că este direct proporțională cu reactanța într-un inductor. Pe măsură ce frecvența (sau viteza arborelui alternatorului) este mărită într-un sistem de curent alternativ, un inductor va oferi o opoziție mai mare la trecerea curentului și invers.,curentul alternativ într-un circuit inductiv simplu este egal cu tensiunea (în volți) împărțită la reactanța inductivă (în ohmi), la fel cum curentul alternativ sau direct într-un circuit rezistiv simplu este egal cu tensiunea (în volți) împărțită la rezistența (în ohmi). Un exemplu de circuit este prezentat aici:
reactanța Inductivă
Faza Unghiuri
cu toate Acestea, trebuie să păstrați în minte că tensiunea și curentul nu sunt în fază de aici., După cum sa arătat mai devreme, tensiunea are o schimbare de fază de +90° în raport cu curentul. Dacă reprezentăm aceste unghiuri de fază dintre tensiune și curent matematic sub formă de numere complexe, aflăm că un inductor de opoziție la actuala are un unghi de faza, de asemenea:
Curent gal-tensiune de 90° într-un inductor.matematic, spunem că unghiul de fază al opoziției unui inductor față de curent este de 90°, ceea ce înseamnă că opoziția unui inductor față de curent este o cantitate imaginară pozitivă., Acest unghi de fază de opoziție reactivă la curent devine extrem de important în analiza circuitului, în special pentru circuitele AC complexe în care interacționează reactanța și rezistența.
se va dovedi benefic pentru a reprezenta opoziția oricărei componente la curent în termeni de numere complexe, mai degrabă decât cantități scalare de rezistență și reactanță.reactanța inductivă este opoziția pe care un inductor o oferă curentului alternativ datorită stocării și eliberării energiei în câmpul său magnetic., Reactanța este simbolizată prin majuscula ” X ” și este măsurată în ohmi la fel ca rezistența (R).
foi de lucru similare:
- Inductoare foaie de lucru
- inductiv reactanță foaie de lucru