Реактивний опір - що це?
Людина вже давно застосовує для своїх потреб електричну, хімічну, атомну енергію. Для технічного опису будь-який з них є набір понять, що дозволяють характеризувати їх суть. Наприклад, такі ознаки, як потужність, напруженість, щільність та ін., Широко застосовуються при вивченні не тільки електричної, а й інших відомих видів енергії. Одним з таких універсальних понять є широко застосовуваний в електриці термін «опір». В інших областях є його аналоги - поглинання, розсіювання, відбиття і т.д. «Опір» - це, фактично, і їсти характеристика втрат енергетичного поля. Мета науки і техніки в тому і полягає, щоб визначити, в чому полягає причина опору.
Відео: Електродінаміка.Первий крок до розуміння.
Опір в електричних ланцюгах має двояку сутність - кажуть, активний і реактивний опір. Для провідника електричний опір є основною характеристикою і обумовлено протидією матеріалу провідника переміщенню носіїв струму. Причини цього протидії можуть бути різними, чим і пояснюється його різну назву. Опір завжди супроводжується перетворенням одного виду енергії в інші за рахунок зменшення енергії основного джерела. Для випадку електричної енергії цей перехід означає перетворення енергії джерела ЕРС в теплову, магнітну або електричну енергію.
Відео: Реактивна опір конденсатора і індуктивності. Розрахунок в Execel.
Історично, першим в біографії опору було вивчення активного опору, яке обумовлено перетворенням енергії джерела в нагрів провідника. Відбувається це з тієї причини, що заряди (а це електрони) під дією поля ЕРС джерело переміщуються по провіднику, образно кажучи, «розштовхуючи» кристали або молекули речовини. При цьому взаємні обмін-передача енергії призводять до підвищення температури провідника, тобто в наявності перетворення електричної енергії в теплову. Якщо джерело ерс не змінює своєї величини U і напрямки, то струм в ланцюзі I називаєтьсяпостійним, а опір R такого ланцюга розраховують, виходячи із закону Ома: R = U / I.
Опір ланцюга постійного струму може бути тільки активним. Реактивний опір «дає про себе знати» тільки в ланцюгах змінного струму, які містять цілком конкретну індуктивність (котушка) або місткість (конденсатор). Строго кажучи, будь-який провідник має деяку індуктивність і ємність, але зазвичай вони настільки мізерно малі, що ними нехтують. Індуктивність і ємність при протіканні по ним електричних зарядів перетворять їх енергію в магнітне поле котушки або електричне поле діелектрика. Запасена таким чином енергія, при зміні знака джерела ЕРС, повертається назад у вигляді енергії руху зарядів, звідки і назва - «реактивний опір».
Індуктивність в колі змінного струму «чинить опір» протікаючому струму через явище самоіндукції: зміна струму, породжене зміною ЕРС джерело, призводить до зміни електромагнітного поля тому, що воно намагається підтримувати струм в ланцюзі за рахунок запасеної енергії магнітного поля. Міра збереженої енергії є мірою індуктивності ланцюга L, яка залежить від частоти f змінного струму. реактивний опір котушки індуктивності визначають за такою формулою:
XL = 2 * &pi- * f * L.
Конденсатор в колі змінного струму накопичує енергію електричного поля шляхом заряду діелектрика. При зміні величини і / або напряму ЕРС джерела напруга на обкладинках конденсатора підтримується спадаючим током, причому тим довше, чим більше ємність С конденсатора.
реактивний опір конденсатора, також частотнозавісімой, обчислюється за формулою:
Відео: Робоча частота різних конденсаторів
Xc = 1 / (2 *&pi- * f * С).
З цього виразу видно, що з ростом частоти і / або ємності опір зменшується. Таким чином, для ланцюга змінного струму, де є резистор, котушка індуктивності і конденсатор, необхідно визначати якесь сумарний активний і реактивний опір. У загальному випадку, тут для розрахунку повного опору має «піфагоровскій присмак»:
Zv2 = Rv2 + (XL + Xc) v2
* Примітка: знак «v» слід читати «Z в квадраті» і т.д.
І остаточно формула повного опору виглядає наступним чином:
Z =&radic- (squarte) Rv2 + (XL + Xc) v2.
