Formula de impedanță a condensatorului. Reactanța activă, capacitivă și inductivă

Condensatorul oferă o anumită rezistență la curentul alternativ și nu conduce deloc curentul continuu. Această proprietate este utilizată în diverse domenii ale electronicii radio și ingineriei electrice. Capacitatea într-un circuit de curent alternativ depinde de frecvența acestuia din urmă și de capacitatea condensatorului.

Concepte de bază

Capacitatea este cantitatea, care este creat de un condensator conectat la circuit. Rezistența cablurilor de alimentare trebuie să fie deloc de mare. Când este furnizat curent alternativ, apar procese din cauza încărcării și descărcării periodice a condensatorului.

Perioada este împărțită în patru trimestre. În primul trimestru tensiunea crește. În acest moment, prin circuit trece un curent de încărcare, a cărui putere va scădea, ajungând la zero atunci când forța electromotoare atinge un maxim pozitiv. Condensatorul este complet încărcat. După aceasta, tensiunea va începe să scadă. Condensatorul va fi descărcat prin sarcina conectată la acesta. Curentul va curge prin circuit.

Până la sfârșitul semiciclului, tensiunea va fi zero, iar curentul va fi cel mai mare. Descărcarea este completă. La începutul celui de-al treilea trimestru, forța electromotoare va crește, schimbându-și direcția. Procesul de încărcare va începe din nou. Direcția curentului de încărcare în al treilea trimestru va fi aceeași ca în cel precedent. Pe măsură ce condensatorul se încarcă, această valoare va scădea. Până la sfârșitul celui de-al treilea trimestru, procesul de încărcare va fi finalizat.

Forța electromotoare va atinge cea mai mare valoare negativă. Și pe farfurie, care a avut o sarcină pozitivă în prima jumătate de ciclu, acum va fi una negativă. În timpul celui de-al patrulea trimestru, valoarea forței electromotoare va tinde din nou spre zero. Condensatorul se va descărca. În consecință, în circuit va apărea un curent care crește treptat. Procesul se repetă. Astfel, faza AC din circuitul condensatorului conduce faza de tensiune cu 90 de grade.

Formula de rezistenta

Formula capacității este derivată după cum urmează:

Pentru a obține valoarea capacității în ohmi, împărțiți unul la numărul obținut după înmulțirea frecvenței unghiulare cu capacitatea. Din această formulă rezultă că, cu cât capacitatea condensatorului sau frecvența curentului alternativ este mai mare, cu atât rezistența acestuia este mai mică.

Când frecvența este zero (curent continuu), capacitatea devine infinit de mare. Un condensator foarte mare va conduce curentul pe o gamă largă de frecvențe.

Aplicare în practică

Proprietățile unui condensator sunt utilizate în proiectarea diferitelor filtre. Efectul capacității în acest caz depinde de metoda de conectare a piesei:

• Dacă este conectat în paralel cu sarcina, veți obține un filtru care blochează frecvențele înalte. Pe măsură ce cresc, rezistența condensatorului scade. În consecință, sarcina la frecvențe înalte este ocolită mai mult decât la frecvențe joase.
• Dacă piesa este conectată în serie cu sarcina, veți obține un filtru care întârzie frecvențele joase. De asemenea, acest circuit nu permite trecerea tensiunii DC.

Un alt domeniu de aplicare este separarea componentei variabile de cea constantă. De exemplu, în etapele finale ale amplificatoarelor audio. Cu cât capacitatea este mai mare, cu atât este mai mică frecvența pe care difuzorul conectat o poate reproduce.

Datorită proprietăților lor, condensatorii sunt utilizați în cazurile în care este necesar să se transmită atât curent continuu, cât și curent alternativ prin aceleași fire. Sursa de tensiune constantă este conectată la firul comun și la a doua bornă a capacității, prin care se conectează sursa de tensiune alternativă. Pe de altă parte, are loc o separare: consumatorul AC este conectat printr-un condensator de aceeași capacitate, iar consumatorul DC este conectat direct, la bornele piesei.

Un exemplu comun de astfel de utilizare este o antenă de televiziune în aer liber cu un amplificator. Televizorul însuși sau un dispozitiv conectat la cablu, numit „injector”, furnizează tensiunea de alimentare. Amplificatorul de antenă separă și filtrează semnalele. Astfel, condensatorul de capacitate este utilizat pe scară largă. Filtrele asigură întârzierea unor semnale și trecerea altora.

Datorită acestei proprietăți, este posibil să se transmită atât tensiunea alternativă, cât și tensiunea continuă, ceea ce este de o importanță nu mică la construirea unor linii de comunicație.

DEFINIŢIE

Condensator, în cel mai simplu caz, este format din doi conductori (plăci) metalice, care sunt separate printr-un strat dielectric. Fiecare dintre plăcile condensatorului are propriul terminal și poate fi conectată la un circuit electric.

Un condensator este caracterizat de o serie de parametri (capacitate, tensiune de funcționare etc.), una dintre aceste caracteristici este rezistența. Condensatorul practic nu permite trecerea curentului electric continuu. Adică, rezistența condensatorului este infinit de mare pentru curent continuu, dar acesta este cazul ideal. Un curent foarte mic poate circula printr-un dielectric real. Acest curent se numește curent de scurgere. Curentul de scurgere este un indicator al calității dielectricului utilizat la fabricarea condensatorului. Cu condensatoarele moderne, curentul de scurgere este de câteva fracții de microamper. Rezistența condensatorului în acest caz poate fi calculată folosind legea lui Ohm pentru o secțiune a circuitului, cunoscând tensiunea la care este încărcat condensatorul și curentul de scurgere. Dar, de obicei, la rezolvarea problemelor educaționale, rezistența unui condensator la curentul continuu este considerată infinit de mare.

Rezistența condensatorului la tensiune alternativă

Când un condensator este conectat la un circuit de curent alternativ, curentul curge liber prin condensator. Acest lucru poate fi explicat foarte simplu: are loc un proces de încărcare și descărcare constantă a condensatorului. În acest caz, ei spun că circuitul conține reactanța capacitivă a condensatorului, în plus față de rezistența activă.

Și astfel, un condensator, care este conectat la un circuit de curent alternativ, se comportă ca o rezistență, adică afectează curentul care curge în circuit. Notăm valoarea capacității ca , valoarea acesteia este legată de frecvența curentului și este determinată de formula:

unde este frecvența curentului alternativ; - frecvența unghiulară a curentului; C este capacitatea condensatorului.

Dacă un condensator este conectat la un circuit de curent alternativ, atunci nu se consumă energie în el, deoarece faza curentului este deplasată față de tensiune cu . Dacă luăm în considerare o perioadă de oscilație a curentului în circuit (T), atunci se întâmplă următoarele: atunci când condensatorul este încărcat (aceasta se ridică la ), energia este stocată în câmpul condensatorului; în următoarea perioadă de timp (), condensatorul se descarcă și eliberează energie în circuit. Prin urmare, reactanța capacitivă se numește reactivă (fără wați).

Trebuie remarcat faptul că în fiecare condensator real, puterea reală (putere de pierdere) este încă cheltuită atunci când curge curent alternativ prin el. Acest lucru este cauzat de modificările care apar în starea dielectricului condensatorului. În plus, există o anumită scurgere în izolația plăcilor condensatorului, astfel încât apare o rezistență activă mică, care este, parcă, conectată în paralel cu condensatorul.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercita	Circuitul oscilator are o rezistență (R), un inductor (L) și un condensator C (Fig. 1). La acesta este conectată o tensiune externă, a cărei amplitudine este egală cu , iar frecvența este . Care este amplitudinea curentului din circuit?
Soluţie	Rezistența circuitului din fig. 1 constă din rezistența activă R, capacitatea condensatorului și rezistența inductorului. Rezistența totală a unui circuit (Z) care conține elementele de mai sus se găsește astfel: Legea lui Ohm pentru secțiunea noastră a circuitului poate fi scrisă ca: Să exprimăm amplitudinea curentului dorită din (1.2), înlocuim partea dreaptă a formulei (1.1) în loc de Z și avem:
Răspuns

Reactanţă– rezistenta electrica la curent alternativ, cauzata de transferul de energie printr-un camp magnetic in inductori sau un camp electric in condensatoare.

Elementele care au reactanță se numesc reactive.

Reactanța inductorului.

Când curge curent alternativ euîntr-o bobină, un câmp magnetic creează un EMF în rândurile sale, care împiedică schimbarea curentului.
Când curentul crește, EMF este negativ și împiedică creșterea curentului când scade, este pozitiv și împiedică scăderea acestuia, rezistând astfel la schimbarea curentului pe toată perioada;

Ca urmare a contraacțiunii create, se formează o tensiune la bornele inductorului în antifază U, suprimând EMF, egal cu acesta în amplitudine și opus în semn.

Când curentul trece prin zero, amplitudinea EMF atinge valoarea maximă, ceea ce formează o discrepanță în timp între curent și tensiune de 1/4 din perioadă.

Dacă aplicați tensiune la bornele inductorului U, curentul nu poate porni instantaneu din cauza contraemf egal cu -U prin urmare, curentul din inductanță va rămâne întotdeauna în urma tensiunii cu un unghi de 90°. Deplasarea la curentul întârziat se numește pozitivă.

Să notăm expresia pentru valoarea tensiunii instantanee u bazat pe EMF ( ε ), care este proporțională cu inductanța Lși rata de schimbare a curentului: u = -ε = L(di/dt).
De aici exprimăm curentul sinusoidal.

Integrala unei funcții păcat(t) voinţă -cost), sau o funcție egală sin(t-π/2).
Diferenţial dt funcții păcat(ωt) va lăsa semnul integral cu un factor de 1 /ω .
Ca rezultat, obținem expresia pentru valoarea curentului instantaneu cu o deplasare de la funcția de stres printr-un unghi π/2(90°).
Pentru valori RMS UŞi euîn acest caz putem scrie .

Ca rezultat, avem o dependență a curentului sinusoidal de tensiune conform Legii lui Ohm, unde în numitor în schimb R expresie ωL, care este reactanța:

Reactanța inductanțelor se numește inductivă.

Reactanța condensatorului.

Curentul electric dintr-un condensator este o parte sau un set de procese ale sarcinii și descărcării sale - acumularea și eliberarea de energie de către câmpul electric dintre plăcile sale.

Într-un circuit de curent alternativ, condensatorul se va încărca la o anumită valoare maximă până când curentul se inversează. În consecință, în momentele valorii amplitudinii tensiunii de pe condensator, curentul din acesta va fi egal cu zero. Astfel, tensiunea pe condensator și curentul vor avea întotdeauna o diferență de timp de un sfert de perioadă.

Ca urmare, curentul din circuit va fi limitat de căderea de tensiune pe condensator, ceea ce creează o reactanță de curent alternativ care este invers proporțională cu rata de schimbare a curentului (frecvența) și capacitatea condensatorului.

Dacă aplicați tensiune la un condensator U, curentul va porni instantaneu de la valoarea maximă, apoi va scădea la zero. În acest moment, tensiunea la bornele sale va crește de la zero la maxim. În consecință, tensiunea de pe plăcile condensatorului întârzie curentul în fază cu un unghi de 90 °. Această schimbare de fază se numește negativă.

Curentul dintr-un condensator este o funcție derivată a sarcinii sale i = dQ/dt = C(du/dt).
Derivat din păcat(t) voinţă cost) sau o funcție egală sin(t+π/2).
Apoi pentru tensiune sinusoidală u = U amp sin(ωt) Să scriem expresia pentru valoarea curentului instantaneu după cum urmează:

i = U amp ωCsin(ωt+π/2).

De aici exprimăm raportul valorilor rădăcină-pătrată medie .

Legea lui Ohm dictează că 1 /ωC nu este altceva decât reactanța pentru un curent sinusoidal:

Reactanța unui condensator în literatura tehnică este adesea numită capacitivă. Poate fi folosit, de exemplu, în organizarea divizoarelor capacitive în circuite de curent alternativ.

Calculator de reactanță online

Trebuie să introduceți valorile și să faceți clic în tabel.
La schimbarea multiplicatorilor, rezultatul este recalculat automat.

În care un alternator produce o tensiune sinusoidală. Să analizăm secvenţial ce se întâmplă în circuit când închidem cheia. Vom lua în considerare momentul inițial când tensiunea generatorului este zero.

În primul trimestru al perioadei, tensiunea la bornele generatorului va crește, începând de la zero, iar condensatorul va începe să se încarce. Un curent va apărea în circuit, dar în primul moment de încărcare a condensatorului, în ciuda faptului că tensiunea de pe plăcile sale tocmai a apărut și este încă foarte mică, curentul din circuit (curent de încărcare) va fi cel mai mare. Pe măsură ce sarcina condensatorului crește, curentul din circuit scade și ajunge la zero în momentul în care condensatorul este încărcat complet. În acest caz, tensiunea de pe plăcile condensatorului, urmând strict tensiunea generatorului, devine în acest moment maximă, dar de semn opus, adică îndreptată spre tensiunea generatorului.

Orez. 1. Modificarea curentului și tensiunii într-un circuit cu capacitate

Astfel, curentul se grăbește cu cea mai mare forță în condensatorul fără încărcare, dar începe imediat să scadă pe măsură ce plăcile condensatorului sunt umplute cu încărcături și coboară la zero, încărcându-l complet.

Să comparăm acest fenomen cu ceea ce se întâmplă cu curgerea apei într-o conductă care leagă două vase comunicante (Fig. 2), dintre care unul este umplut, iar celălalt gol. De îndată ce scoateți supapa care blochează calea apei, apa va curge imediat din vasul din stânga sub presiune mare prin conductă în vasul din dreapta gol. Cu toate acestea, imediat presiunea apei din conductă va începe să slăbească treptat, din cauza nivelării nivelurilor din vase, și va scădea la zero. Curgerea apei se va opri.

Orez. 2. Modificarea presiunii apei în conducta care conectează vasele comunicante este similară cu schimbarea curentului în circuit în timpul încărcării condensatorului

În mod similar, curentul curge mai întâi într-un condensator neîncărcat și apoi slăbește treptat pe măsură ce se încarcă.

Odată cu începutul celui de-al doilea trimestru al perioadei, când tensiunea generatorului începe lent la început, apoi scade din ce în ce mai repede, condensatorul încărcat va fi descărcat la generator, ceea ce va provoca un curent de descărcare în circuit. Pe măsură ce tensiunea generatorului scade, condensatorul se descarcă din ce în ce mai mult, iar curentul de descărcare în circuit crește. Direcția curentului de descărcare în acest trimestru al perioadei este opusă direcției curentului de încărcare în primul trimestru al perioadei. În consecință, curba curentă, după ce a depășit valoarea zero, este acum situată sub axa timpului.

Până la sfârșitul primului semiciclu, tensiunea de pe generator, precum și de pe condensator, se apropie rapid de zero, iar curentul din circuit atinge încet valoarea maximă. Reținând că mărimea curentului din circuit este mai mare, cu cât este mai mare cantitatea de sarcină transferată de-a lungul circuitului, va deveni clar de ce curentul atinge maximul atunci când tensiunea de pe plăcile condensatorului și, prin urmare, sarcina condensatorului, scade rapid.

Odată cu începutul celui de-al treilea trimestru al perioadei, condensatorul începe să se încarce din nou, dar polaritatea plăcilor sale, precum și polaritatea generatorului, se schimbă în sens opus, iar curentul continuă să curgă în aceeași direcție. , începe să scadă pe măsură ce condensatorul este încărcat La sfârșitul celui de-al treilea trimestru al perioadei, când tensiunile între generator și condensator ating maximul, curentul devine zero.

În ultimul sfert al perioadei, tensiunea, în scădere, scade la zero, iar curentul, schimbându-și direcția în circuit, atinge valoarea maximă. Se încheie astfel perioada, după care începe următoarea, repetându-se exact pe cea precedentă etc.

Aşa, sub acțiunea tensiunii alternative a generatorului, condensatorul este încărcat de două ori pe perioadă (primul și al treilea trimestru al perioadei) și descărcat de două ori (al doilea și al patrulea trimestru al perioadei). Dar, deoarece alternarea una după alta este însoțită de fiecare dată de trecerea curenților de încărcare și de descărcare prin circuit, putem concluziona că .

Puteți verifica acest lucru folosind următorul experiment simplu. Conectați un condensator cu o capacitate de 4-6 microfarad la rețeaua de curent alternativ printr-un bec electric de 25 W. Lumina se va aprinde și nu se va stinge până când circuitul nu este întrerupt. Aceasta indică faptul că curentul alternativ a trecut prin circuit cu capacitatea. Cu toate acestea, a trecut, desigur, nu prin dielectricul condensatorului, dar în fiecare moment de timp a reprezentat fie curentul de încărcare, fie curentul de descărcare al condensatorului.

Dielectricul, după cum știm, este polarizat sub influența câmpului electric care apare în el atunci când condensatorul este încărcat, iar polarizarea lui dispare atunci când condensatorul este descărcat.

În acest caz, dielectricul cu curentul de polarizare care apare în el servește ca un fel de continuare a circuitului pentru curent alternativ și întrerupe circuitul pentru curent continuu. Dar curentul de deplasare se formează numai în dielectricul condensatorului și, prin urmare, prin transferul de sarcină prin circuit nu are loc.

Rezistența furnizată de un condensator la curentul alternativ depinde de valoarea capacității condensatorului și de frecvența curentului.

Cu cât capacitatea condensatorului este mai mare, cu atât este mai mare sarcina transferată prin circuit în timpul încărcării și descărcării condensatorului și, prin urmare, cu atât curentul în circuit este mai mare. O creștere a curentului în circuit indică faptul că rezistența acestuia a scăzut.

Prin urmare, Pe măsură ce capacitatea crește, rezistența circuitului la curentul alternativ scade.

O creștere crește cantitatea de sarcină transferată prin circuit, deoarece încărcarea (precum și descărcarea) condensatorului trebuie să apară mai repede decât la o frecvență joasă. În același timp, o creștere a cantității de sarcină transferată pe unitatea de timp este echivalentă cu o creștere a curentului din circuit și, în consecință, cu o scădere a rezistenței acestuia.

Dacă reducem cumva treptat frecvența curentului alternativ și reducem curentul la constant, atunci rezistența condensatorului conectat la circuit va crește treptat și va deveni infinit de mare (circuit deschis) până la apariția acesteia.

Prin urmare, Pe măsură ce frecvența crește, rezistența condensatorului la curentul alternativ scade.

Așa cum rezistența unei bobine la curentul alternativ este numită inductivă, rezistența unui condensator este de obicei numită capacitivă.

Astfel, Capacitatea este mai mare, cu atât capacitatea circuitului și frecvența curentului care îl furnizează sunt mai mici.

Capacitatea este notată cu Xc și măsurată în ohmi.

Dependența capacității de frecvența curentului și capacitatea circuitului este determinată de formula Xc = 1/ωС, unde ω - frecvența circulară egală cu produsul lui 2π f, C-capacitatea circuitului în faradi.

Reactanța capacitivă, ca și reactanța inductivă, este de natură reactivă, deoarece condensatorul nu consumă energia sursei de curent.

Formula pentru un circuit cu capacitate este I = U/Xc, unde I și U sunt valorile efective ale curentului și tensiunii; Xc este capacitatea circuitului.

Proprietatea condensatoarelor de a oferi rezistență ridicată la curenții de joasă frecvență și de a trece cu ușurință curenții de înaltă frecvență este utilizată pe scară largă în circuitele echipamentelor de comunicație.

Cu ajutorul condensatoarelor, de exemplu, se realizează separarea curenților continui și a curenților de joasă frecvență de curenții de înaltă frecvență necesari funcționării circuitelor.

Dacă este necesar să blocați calea curentului de joasă frecvență în partea de înaltă frecvență a circuitului, un mic condensator este conectat în serie. Oferă o rezistență mare la curentul de joasă frecvență și, în același timp, trece cu ușurință curentul de înaltă frecvență.

Dacă este necesar să se prevină intrarea curentului de înaltă frecvență, de exemplu, în circuitul de alimentare al unei stații radio, atunci se folosește un condensator mare, conectat în paralel cu sursa de curent. În acest caz, curentul de înaltă frecvență trece prin condensator, ocolind circuitul de alimentare al stației de radio.

Rezistență activă și condensator într-un circuit de curent alternativ

În practică, există adesea cazuri când un circuit este în serie cu o capacitate Rezistența totală a circuitului în acest caz este determinată de formulă

Prin urmare, rezistența totală a unui circuit format din rezistență activă și capacitivă la curent alternativ este egală cu rădăcina pătrată a sumei pătratelor rezistenței active și capacitive ale acestui circuit.

Legea lui Ohm rămâne valabilă pentru acest circuit I = U/Z.

În fig. Figura 3 prezintă curbele care caracterizează relațiile de fază dintre curent și tensiune într-un circuit care conține rezistență capacitivă și activă.

Orez. 3. Curent, tensiune și putere într-un circuit cu un condensator și rezistență activă

După cum se poate vedea din figură, curentul în acest caz conduce tensiunea nu cu un sfert de perioadă, ci mai puțin, deoarece rezistența activă a încălcat natura pur capacitivă (reactivă) a circuitului, așa cum demonstrează faza redusă. schimbare. Acum, tensiunea la bornele circuitului va fi determinată ca suma a două componente: componenta reactivă a tensiunii u c, care merge pentru a depăși capacitatea circuitului, și componenta activă a tensiunii, care își depășește rezistența activă.

Cu cât rezistența activă a circuitului este mai mare, cu atât defazajul între curent și tensiune va fi mai mic.

Curba de schimbare a puterii în circuit (vezi Fig. 3) de două ori în timpul perioadei a dobândit un semn negativ, care este, după cum știm deja, o consecință a naturii reactive a circuitului. Cu cât circuitul este mai puțin reactiv, cu atât defazajul dintre curent și tensiune este mai mic și cu atât sursa de curent consumă mai multă putere.

Într-un circuit de curent alternativ, sub influența unei tensiuni în continuă schimbare, apar modificări ale acestui curent. La rândul lor, aceste modificări determină generarea unui câmp magnetic care crește sau scade periodic. Sub influența sa, în bobină este indusă o contra-tensiune, prevenind modificările curentului. Astfel, fluxul de curent are loc sub o contraacțiune continuă, numită reactanță inductivă.

Această valoare este direct legată de frecvența tensiunii aplicate (f) și de valoarea inductanței (L). Formula pentru reactanța inductivă va arăta astfel: XL = 2πfL. Dependența proporțională directă, dacă este necesar, vă permite să calculați valoarea frecvenței sau inductanței prin transformarea formulei de bază.

De ce depinde reactanța inductivă?

Sub influența curentului alternativ care trece printr-un conductor, în jurul acestui conductor se formează un câmp magnetic alternativ. Acțiunea acestui câmp duce la inducerea unei forțe electromotoare în conductor în sens opus, cunoscută și sub numele de fem de auto-inducție. Opoziția sau rezistența EMF la curentul alternativ se numește reactanță inductivă reactivă.

Această valoare depinde de mulți factori. În primul rând, este influențată de valoarea curentului nu numai în propriul conductor, ci și în firele învecinate. Adică, o creștere a rezistenței și a fluxului de scurgere are loc pe măsură ce distanța dintre firele de fază crește. În același timp, impactul firelor adiacente este redus.

Există o reactanță inductivă liniară, care se calculează prin formula: X0 = ω x (4,61g x (Dav/Rpr) + 0,5μ) x 10-4 = X0' + X0'', în care ω este unghiular frecvența, μ - permeabilitatea magnetică, Dav - distanța medie geometrică dintre fazele liniei de alimentare și Rpr - raza firului.

Mărimile X0’ și X0’’ reprezintă două componente ale reactanței inductive liniare. Prima dintre ele, X0’, este o reactanță inductivă externă, care depinde doar de câmpul magnetic extern și de dimensiunea liniei de alimentare. O altă mărime - X0’’ este rezistența internă, în funcție de câmpul magnetic intern și permeabilitatea magnetică μ.

Pe liniile de înaltă tensiune de 330 kV sau mai mult, fazele de trecere sunt împărțite în mai multe fire separate. De exemplu, la o tensiune de 330 kV, faza este împărțită în două fire, ceea ce reduce reactanța inductivă cu aproximativ 19%. Se folosesc trei fire la o tensiune de 500 kV - reactanța inductivă poate fi redusă cu 28%. Tensiunea de 750 kV permite separarea fazelor în 4-6 conductori, ceea ce ajută la reducerea rezistenței cu aproximativ 33%.

Reactanța inductivă liniară are o valoare care depinde de raza firului și este complet independentă de secțiunea transversală. Dacă raza conductorului crește, atunci valoarea reactanței inductive liniare va scădea în mod corespunzător. Conductorii aflați în apropiere au o influență semnificativă.

Reactanța inductivă într-un circuit de curent alternativ

Una dintre principalele caracteristici ale circuitelor electrice este rezistența, care poate fi activă sau reactivă. Reprezentanții tipici ai rezistenței active sunt considerați consumatori obișnuiți - lămpi, lămpi cu incandescență, rezistențe, bobine de încălzire și alte elemente în care electricitate.

Reactanța reactivă include reactanța inductivă și capacitivă, situată în convertoare intermediare de energie electrică - bobine inductive și condensatoare. Acești parametri trebuie luați în considerare la efectuarea diferitelor calcule. De exemplu, pentru a determina rezistența totală a unei secțiuni de circuit, . Adunarea se realizează geometric, adică în mod vectorial, prin construirea unui triunghi dreptunghic. În ea, ambele catete sunt ambele rezistențe, iar ipotenuza este totală. Lungimea fiecărui picior corespunde valorii efective a uneia sau alteia rezistențe.

Ca exemplu, putem lua în considerare natura reactanței inductive în cel mai simplu circuit de curent alternativ. Include o sursă de alimentare cu EMF (E), un rezistor ca componentă activă (R) și o bobină cu inductanță (L). Apariția rezistenței inductive are loc sub influența emf auto-inductivă (Emf) în spirele bobinei. Reactanța inductivă crește în funcție de creșterea inductanței circuitului și a valorii curentului care curge prin circuit.

Astfel, legea lui Ohm pentru un astfel de circuit de curent alternativ va arăta ca formula: E + Esi = I x R. Apoi, folosind aceeași formulă, puteți determina valoarea autoinducției: Esi = -L x Ipr, unde Ipr este derivata curentului cu timpul. Semnul minus înseamnă direcția opusă a lui Esi în raport cu valoarea curentă în schimbare. Deoarece astfel de modificări apar constant în circuitul de curent alternativ, există o opoziție sau rezistență semnificativă din partea lui Esi. Cu curent constant, această dependență este absentă și toate încercările de a conecta bobina la un astfel de circuit ar duce la un scurtcircuit normal.

Pentru a depăși EMF de auto-inducție, o astfel de diferență de potențial trebuie creată la bornele bobinei de către sursa de alimentare, astfel încât să poată compensa cel puțin minim rezistența Eci (Ucat = -Esi). Deoarece o creștere a curentului alternativ în circuit duce la o creștere a câmpului magnetic, se generează un câmp turbionar, care determină o creștere a curentului opus în inductanță. Ca rezultat, apare o schimbare de fază între curent și tensiune.

Reactanța inductivă a bobinei

Un inductor este clasificat ca o componentă pasivă utilizată în circuitele electronice. Este capabil să stocheze electricitate transformându-l într-un câmp magnetic. Aceasta este funcția sa principală. Un inductor, prin caracteristicile și proprietățile sale, seamănă cu un condensator care stochează energie sub formă de câmp electric.

Inductanța, măsurată în Henry, este apariția unui câmp magnetic în jurul unui conductor care poartă curent. La rândul său, este asociată cu forța electromotoare, care contracarează tensiunea și curentul alternativ aplicate în bobină. Această proprietate este reactanța inductivă, care este în antifază cu reactanța capacitivă a condensatorului. Inductanța bobinei poate fi mărită prin creșterea numărului de spire.

Pentru a afla care este reactanța inductivă a bobinei, trebuie amintit că aceasta, în primul rând, se opune curentului alternativ. După cum arată practica, fiecare bobină inductivă are o anumită rezistență.

Trecerea unui curent sinusoidal alternativ prin bobină duce la apariția unei tensiuni sinusoidale alternative sau EMF. Ca urmare, apare reactanța inductivă, determinată de formula: XL = ωL = 2πFL, în care ω este frecvența unghiulară, F este frecvența în herți, L este inductanța în henry.