), am presupus că rezistența activă a acestui circuit este zero.

Cu toate acestea, în realitate, atât firul bobinei în sine, cât și firele de legătură au, deși mică, rezistență activă, astfel încât circuitul consumă inevitabil energia sursei de curent.

Prin urmare, atunci când se determină rezistența totală a unui circuit extern, este necesar să se adauge rezistențele sale reactive și active. Dar aceste două rezistențe, care sunt de natură diferită, nu pot fi adunate.

În acest caz, impedanța circuitului la curentul alternativ se găsește prin adăugare geometrică.

Este construit un triunghi dreptunghic (vezi Figura 1), a cărui latură este valoarea rezistenței inductive, iar cealaltă parte este valoarea rezistenței active. Impedanța circuitului dorită este determinată de a treia latură a triunghiului.

Figura 1. Determinarea impedanței unui circuit care conține rezistență inductivă și activă

Rezistența totală a circuitului este notă cu litera latină Z și se măsoară în ohmi. Din construcție se poate observa că rezistența totală este întotdeauna mai mare decât rezistențele inductive și active luate separat.

Expresia algebrică pentru impedanța circuitului este:

Unde Z - rezistența totală, R - rezistența activă, XL - rezistența inductivă a circuitului.

Prin urmare, rezistența totală a unui circuit de curent alternativ, format din rezistențe active și inductive, este egală cu rădăcina pătrată a sumei pătratelor rezistențelor active și inductive ale acestui circuit.

Pentru un astfel de circuit, acesta este exprimat prin formula I \u003d U / Z, unde Z este rezistența totală a circuitului.

Să analizăm acum care va fi tensiunea dacă circuitul, pe lângă și și defazajul dintre curent și pe inductanță, are și o rezistență activă relativ mare. În practică, un astfel de circuit poate fi, de exemplu, un circuit care conține un inductor fără miez de fier, înfășurat dintr-un fir subțire (inductor de înaltă frecvență).

În acest caz, defazajul dintre curent și tensiune nu va mai fi un sfert din perioadă (cum era într-un circuit cu doar rezistență inductivă), ci mult mai puțin; în plus, cu cât rezistența activă este mai mare, cu atât defazajul va fi mai mic.

Figura 2. Curent și tensiune într-un circuit care conține R și L

Acum ea însăși nu este în antifază cu tensiunea sursei de curent, deoarece nu mai este deplasată față de tensiune cu o jumătate de perioadă, ci mai puțin. În plus, tensiunea creată de sursa de curent la bornele bobinei nu este egală cu EMF de auto-inducție, dar este mai mare decât aceasta prin cantitatea de cădere de tensiune în rezistența activă a firului bobinei. Cu alte cuvinte, tensiunea de pe bobină constă, parcă, din două componente:

u L - componenta reactivă a tensiunii, echilibrând acțiunea EMF de auto-inducție,

u R - componenta activă a tensiunii, care merge pentru a depăși rezistența activă a circuitului.

Dacă am include o rezistență activă mare în serie cu bobina, atunci defazarea ar scădea atât de mult încât sinusoida curentă aproape că ar ajunge din urmă cu sinusoida de tensiune și diferența de fază dintre ele ar fi abia sesizabilă. În acest caz, amplitudinea termenului și, ar fi mai mare decât amplitudinea termenului.

În același mod, puteți reduce defazatul și chiar îl puteți reduce complet la zero dacă reduceți în vreun fel frecvența generatorului. Reducerea frecvenței va duce la o scădere a EMF de auto-inducție și, în consecință, la o scădere a defazajului cauzat de acesta între curent și tensiune în circuit.

Puterea unui circuit de curent alternativ care conține un inductor

Circuitul de curent alternativ care conține bobina nu consumă energia sursei de curent și că procesul de schimb de energie între generator și circuit are loc în circuit.

Să analizăm acum cum vor fi lucrurile cu puterea consumată de un astfel de circuit.

Puterea consumată într-un circuit de curent alternativ este egală cu produsul dintre curent și tensiune, dar deoarece curentul și tensiunea sunt variabile, puterea va fi și ea variabilă. În același timp, putem determina valoarea puterii pentru fiecare moment de timp dacă înmulțim valoarea curentului cu valoarea tensiunii corespunzătoare unui moment dat de timp.

Pentru a obține un grafic de putere, trebuie să înmulțim valorile segmentelor de linie dreaptă care determină curentul și tensiunea în diferite momente de timp. O astfel de construcție este prezentată în Fig. 3, a. Curba ondulată punctată p ne arată cum se modifică puterea într-un circuit de curent alternativ care conține doar reactanță inductivă.

La construirea acestei curbe s-au folosit următoarele regula înmulțirii algebrice: Când o valoare pozitivă este înmulțită cu o valoare negativă, se obține o valoare negativă, iar când se înmulțesc două valori negative sau două valori pozitive, se obține o valoare pozitivă.

Pe fig. 4 prezintă un grafic de putere pentru un circuit care conține atât rezistențe inductive, cât și active. În acest caz, există și un transfer invers de energie de la circuit la sursa de curent, totuși, într-o măsură mult mai mică decât într-un circuit cu o rezistență inductivă.

Privind graficele de putere de mai sus, ajungem la concluzia că doar defazarea dintre curent și tensiune dintr-un circuit creează putere „negativă”. În acest caz, cu cât defazajul dintre curent și tensiune din circuit este mai mare, cu atât este mai puțină putere consumată de circuit și, dimpotrivă, cu cât defazajul este mai mic, cu atât este mai mare puterea consumată de circuit.

§ 54. Inductanţa într-un circuit de curent alternativ

Trecerea unui curent electric printr-un conductor sau bobină este însoțită de apariția unui câmp magnetic. Luați în considerare un circuit electric de curent alternativ (Fig. 57, a), care include o bobină de inductanță care are un număr mic de spire de sârmă cu o secțiune transversală relativ mare, a cărei rezistență activă poate fi considerată practic egală cu zero.
Sub influența lui e. d.s. generator, un curent alternativ circulă în circuit, care excită un flux magnetic alternativ. Acest flux traversează „propriile” spire ale bobinei și în ea ia naștere o forță electromotoare de auto-inducție

Unde L- inductanța bobinei;
- rata de schimbare a curentului în acesta.
Forța electromotoare a autoinducției, conform regulii lui Lenz, se opune întotdeauna cauzei care o provoacă. Din moment ce e. d.s. autoinducția contracarează întotdeauna modificările curentului alternativ cauzate de e. d.s. generator, previne trecerea curentului alternativ. În calcule, acest lucru este luat în considerare de reactanța inductivă, care este notă X Lși se măsoară în ohmi.

Astfel, reactanța inductivă a bobinei X L, depinde de valoarea lui e. d.s. auto-inducție și, prin urmare, ea, ca e. d.s. autoinducție, depinde de viteza de schimbare a curentului din bobină (de frecvența ω) și de inductanța bobinei L

X L = ω L, (58)

Unde X L- reactanța inductivă, ohm;
ω - frecvența unghiulară a curentului alternativ, rad/sec;
L- inductanța bobinei, Domnul.
Deoarece frecvenţa unghiulară a curentului alternativ ω = 2π f, apoi reactanța inductivă

X L= 2π fL, (59)

Unde f- frecvența AC, Hz.

Exemplu. Bobina cu inductanță L = 0,5 Domnul, conectat la o sursă de curent alternativ a cărei frecvență f = 50 Hz. Defini:
1) reactanța inductivă a bobinei la o frecvență f = 50 Hz;
2) rezistența inductivă a acestei bobine la curent alternativ, a cărei frecvență f = 800 Hz.
Decizia . Rezistenta inductiva la curent alternativ la f = 50 Hz

X L= 2π fL= 2 3,14 50 0,5 = 157 ohm.

La frecventa curenta f = 800 Hz

X L= 2π fL= 2 3,14 800 0,5 = 2512 ohm.

Exemplul de mai sus arată că reactanța inductivă a unei bobine crește odată cu creșterea frecvenței curentului alternativ care curge prin ea. Pe măsură ce frecvența curentului scade, reactanța inductivă scade. Pentru curent continuu, când curentul din bobină nu se modifică și fluxul magnetic nu își traversează spirele, de ex. d.s. auto-inducție nu are loc, reactanța inductivă a bobinei X L este egal cu zero. Un inductor pentru curent continuu este doar o rezistență

Să aflăm cum se schimbă z. d.s. autoinducție, când un curent alternativ trece prin inductor.
Se știe că cu o inductanță constantă a bobinei e. d.s. autoinducția depinde de viteza de schimbare a puterii curentului și este întotdeauna îndreptată către cauza care a provocat-o.
Pe grafic (Fig. 57, c), curentul alternativ este prezentat sub formă de sinusoid (linie continuă). În primul trimestru al perioadei, puterea curentului crește de la zero la valoarea maximă. Forța electromotoare a autoinducției e c, conform regulii lui Lenz, previne creșterea curentului în circuit. Prin urmare, graficul (linia întreruptă) arată că ec în acest moment are o valoare negativă. În al doilea trimestru al perioadei, curentul din bobină scade la zero. În acest moment e. d.s. autoinducția își schimbă direcția și crește, împiedicând scăderea curentului. În al treilea trimestru al perioadei, curentul își schimbă direcția și crește treptat până la o valoare maximă; e. d.s. autoinducția are o valoare pozitivă și mai departe, când curentul scade, e. d.s. auto-inducția își schimbă din nou direcția și previne din nou o scădere a puterii curentului în circuit.

Din cele spuse, rezultă că curentul din circuit și e. d.s. auto-inductanțe sunt defazate. Curentul este înaintea e. d.s. autoinducție în fază pentru un sfert de perioadă sau pentru un unghi φ = 90°. De asemenea, trebuie avut în vedere că într-un circuit cu o inductanță care nu conține r, în fiecare moment de timp, forța electromotoare de autoinducție este îndreptată spre tensiunea generatorului. U. În acest sens, tensiunea și e. d.s. autoinducere e c sunt, de asemenea, defazați unul față de celălalt cu 180°.
Din cele de mai sus rezultă că, într-un circuit de curent alternativ care conține numai inductanță, curentul rămâne în urma tensiunii generate de generator cu un unghi φ \u003d 90 ° (un sfert de perioadă) și conduce e. d.s. autoinducție la 90°. Se mai poate spune că într-un circuit inductiv, tensiunea conduce curentul în fază cu 90°.
Să construim o diagramă vectorială de curent și tensiune pentru un circuit de curent alternativ cu rezistență inductivă. Pentru a face acest lucru, amânăm vectorul curent eu orizontal pe scara pe care am ales-o (Fig. 57, b.)
Pentru a arăta pe diagrama vectorială că tensiunea conduce curentul în fază cu un unghi φ \u003d 90 °, amânăm vectorul de tensiune U sus la un unghi de 90°. Legea lui Ohm pentru un circuit cu inductanță poate fi exprimată după cum urmează:

Trebuie subliniat că există o diferență semnificativă între rezistența inductivă și cea activă la curentul alternativ.
Când o sarcină activă este conectată la alternator, energia este consumată irevocabil de rezistența activă.
Dacă o reactanță inductivă este conectată la o sursă de curent alternativ r= 0, atunci energia sa, în timp ce puterea curentului crește, este cheltuită pentru excitarea câmpului magnetic. Modificarea acestui câmp determină e. d.s. autoinducere. Odată cu scăderea puterii curentului, energia stocată în câmpul magnetic, datorită e. d.s. auto-inducția este returnată înapoi la generator.
În primul trimestru al perioadei, curentul din circuitul cu inductanță crește și energia sursei de curent se acumulează în câmpul magnetic. În acest moment e. d.s. autoinducția este direcționată împotriva tensiunii.
Când puterea curentului atinge valoarea maximă și începe să scadă în al doilea trimestru al perioadei, atunci e. d.s. autoinducția, schimbându-și direcția, tinde să mențină curentul în circuit. Sub influența lui e. d.s. auto-inducție, energia câmpului magnetic se întoarce la sursa de energie - generatorul. În acest moment, generatorul funcționează în modul motor, transformând energia electrică în energie mecanică.
În al treilea trimestru al perioadei, puterea curentului în circuit sub acțiunea lui e. d.s. generatorul crește, iar curentul curge în sens opus. În acest moment, energia generatorului este din nou acumulată în câmpul magnetic al inductanței.
În al patrulea trimestru al perioadei, puterea curentului în circuit scade, iar energia acumulată în câmpul magnetic atunci când este expus la e. d.s. auto-inducția este din nou returnată la generator.
Astfel, în primul și al treilea trimestru al fiecărei perioade, alternatorul își cheltuie energia într-un circuit cu inductanță pentru a crea un câmp magnetic, iar în al doilea și al patrulea trimestru al fiecărei perioade, energia stocată în câmpul magnetic al bobinei ca un rezultat al emergenței e. d.s. auto-inducție, este returnat înapoi la generator.
De aici rezultă că o sarcină inductivă, spre deosebire de o sarcină activă, în medie nu consumă energia pe care o generează generatorul, iar într-un circuit cu inductanță, energia este „pompată” de la generator la sarcina inductivă și invers, adică. apar fluctuatii energetice.
Din cele spuse, rezultă că reactanța inductivă este reactivă. Într-un circuit care conține reactanță, au loc fluctuații de energie de la generator la sarcină și invers.

1 Surse reale și ideale de e-mail. energie. scheme echivalente. Orice sursă de energie electrică transformă alte tipuri de energie (mecanică, ușoară, chimică etc.) în energie electrică. Curentul din sursa de energie electrică este direcționat de la negativ la pozitiv datorita fortelor externe datorate tipului de energie pe care sursa o transforma in energie electrica. Sursa reală de energie electrică în analiza circuitelor electrice poate fi reprezentată fie ca sursă de tensiune, fie ca sursă de curent. Mai jos este un exemplu de baterie obișnuită.

Orez. 14. Reprezentarea unei surse reale de energie electrica, fie sub forma unei surse de tensiune, fie sub forma unei surse de curent

Modalitățile de prezentare a unei surse reale de energie electrică diferă unele de altele prin circuite echivalente (scheme de proiectare). Pe fig. 15 sursa reală este reprezentată (înlocuită) printr-un circuit sursă de tensiune, iar în fig. 16, sursa reală este reprezentată (înlocuită) de circuitul sursei de curent.

După cum se poate observa din diagramele din fig. 15 și 16, fiecare dintre circuite are o sursă ideală (tensiune sau curent) și o rezistență internă proprie r HV. Dacă rezistența internă a sursei de tensiune este zero (r HV = 0), atunci se dovedește sursa de tensiune ideala(sursa EMF). Dacă rezistența internă a sursei de curent este infinit de mare (r HV = ), atunci se dovedește sursa de curent ideala(sursa curentului de conducere). Diagramele unei surse de tensiune ideale și ale unei surse de curent ideale sunt prezentate în fig. 17 și 18. Remarcăm în special că vom desemna cu literă sursa de curent ideală J. 2. Circuite AC. Curent alternativ monofazat. Caracteristici de bază, frecvențe de fază, faza inițială.CURENT MONOFAZAT AC. Un curent care se modifică în timp în valoare și direcție se numește variabil. Folosit periodic în practică. din curent alternativ care se modifică conform unei legi sinusoidale (Fig. 1) Mărimile sinusoidale sunt caracterizate de următorii parametri principali: perioadă, frecvență, amplitudine, fază inițială sau defazare.

Perioadă(T) - timpul (s) în care variabila face o oscilație completă. Frecvență este numărul de cicluri pe secundă. Unitatea de frecvență este Hertz (abreviat Hz), 1 Hz este egal cu o oscilație pe secundă. Perioada și frecvența sunt legate T=1/f. Schimbându-se în timp, valoarea sinusoidală (tensiune, curent, EMF) capătă valori diferite. Valoarea unei mărimi la un moment dat în timp se numește instantanee. Amplitudine- cea mai mare valoare a valorii sinusoidale. Amplitudinile curentului, tensiunii și EMF sunt indicate cu majuscule cu un indice: I m, U m, E m și valorile lor instantanee - cu litere mici i, u, e. Valoarea instantanee a unei mărimi sinusoidale, de exemplu curent, este determinată de formula i = I m sin(ωt + ψ), unde ωt + ψ este unghiul de fază care determină valoarea mărimii sinusoidale la un moment dat; ψ este faza inițială, adică unghiul care determină valoarea mărimii în momentul inițial de timp. Mărimile sinusoidale care au aceeași frecvență, dar faze inițiale diferite se numesc defazate.

3 Pe fig. 2 prezintă grafice ale mărimilor sinusoidale (curent, tensiune) decalate în fază. Când fazele inițiale ale celor două mărimi sunt egale cu ψ i = ψ u , atunci diferența este ψ i − ψ u = 0 și, prin urmare, nu există defazaj φ = 0 (Fig. 3). Eficacitatea acțiunii mecanice și termice a curentului alternativ se estimează prin valoarea efectivă a acestuia. Valoarea efectivă a curentului alternativ este egală cu o asemenea valoare a curentului continuu, care, într-un timp egal cu o perioadă a curentului alternativ, va elibera în aceeași rezistență aceeași cantitate de căldură ca și curentul alternativ. Valoarea curentă este indicată cu majuscule fără index: Eu, U, E. Orez. 2 Grafice ale curentului sinusoidal și tensiunii defazate în fază. Orez. 3 Grafice ale curentului și tensiunii sinusoidale, care coincid în fază

Pentru valorile sinusoidale, valorile efective și ale amplitudinii sunt legate de relațiile:

I=IM /√2; U=U M /√2; E=E M √2. Valorile efective ale curentului și tensiunii sunt măsurate cu ampermetre și voltmetre de curent alternativ, iar valoarea medie a puterii este măsurată cu wattmetre.

4 .Valoare validă (eficientă).puterecurent alternativ numită cantitatea de curent continuu, a cărui acțiune va produce același lucru (efect termic sau electrodinamic) ca și curentul alternativ considerat într-o perioadă. În literatura modernă, definiția matematică a acestei cantități este mai des folosită - valoarea rădăcină pătrată medie a puterii curentului alternativ. Cu alte cuvinte, valoarea efectivă a curentului poate fi determinată prin formula:

.

Pentru oscilații ale curentului armonic

5 Formula reactanței inductive:

unde L este inductanța.

Formula capacității:

unde C este capacitatea.

Ne propunem să luăm în considerare un circuit de curent alternativ, care include o rezistență activă, și să îl desenăm în caiete. După verificarea imaginii, vă spun că în circuitul electric (Fig. 1, a) sub acțiunea unei tensiuni alternative, curge un curent alternativ, a cărui modificare depinde de modificarea tensiunii. Dacă tensiunea crește, curentul din circuit crește, iar când tensiunea este zero, nu există curent în circuit. O schimbare a direcției sale va coincide, de asemenea, cu o schimbare a direcției tensiunii

(Fig. 1, c).

Fig 1. Circuit AC cu rezistență activă: a - diagramă; b - diagrama vectoriala; c - diagrama undelor

Înfățișez grafic sinusoidele de curent și tensiune pe placă care sunt în fază, explicând că, deși perioada și frecvența oscilațiilor, precum și valorile maxime și efective, pot fi determinate din sinusoid, cu toate acestea este destul de dificil să construiești o sinusoidă. . O modalitate mai simplă de a reprezenta valorile curentului și tensiunii este vectorul. Pentru acest vector de stres (la scară) ar trebui trasat la dreapta dintr-un punct ales arbitrar. Profesorul invită elevii să amâne singuri vectorul curent, amintind că tensiunea și curentul sunt în fază. După construirea unei diagrame vectoriale (Fig. 1, b), ar trebui să se arate că unghiul dintre vectorii tensiune și curent este egal cu zero, adică ? = 0. Puterea curentului într-un astfel de circuit va fi determinată de legea lui Ohm: intrebarea 2. Circuit AC cu rezistență inductivă Considerăm un circuit AC (Fig. 2, a), care include o rezistență inductivă. O astfel de rezistență este o bobină cu un număr mic de spire de sârmă mare, în care rezistența activă este considerată a fi 0.

Orez. 2. Circuit AC cu rezistență inductivă

În jurul spirelor bobinei, în timpul trecerii curentului, se va crea un câmp magnetic alternant, inductiv în spirele fem-ului de autoinducție. Conform regulii lui Lenz, ede de inducție contracarează întotdeauna cauza care o provoacă. Și deoarece această autoinducție este cauzată de modificări ale curentului alternativ, împiedică trecerea acestuia. Rezistența cauzată de această auto-inducție se numește inductivă și se notează cu litera x L. Rezistența inductivă a bobinei depinde de viteza de schimbare a curentului din bobină și de inductanța acesteia L: unde X L este rezistența inductivă, Ohm; este frecvența unghiulară a curentului alternativ, rad/s; L este inductanța bobinei, G.

Frecvența unghiulară == ,

prin urmare, .

Capacitate într-un circuit de curent alternativ. Înainte de a începe explicația, trebuie amintit că există o serie de cazuri când în circuitele electrice, pe lângă rezistențele active și inductive, există și rezistență capacitivă. Un dispozitiv conceput pentru a stoca sarcini electrice se numește condensator. Cel mai simplu condensator sunt două fire separate printr-un strat de izolație. Prin urmare, firele, cablurile, înfășurările motorului etc. au rezistență capacitivă. Explicația este însoțită de afișarea unui condensator de diferite tipuri și capacități cu conectarea lor la un circuit electric. Propun să luăm în considerare cazul în care în circuitul electric predomină o rezistență capacitivă, iar cele active și inductive pot fi neglijate din cauza valorilor lor mici (Fig. 6, a). Dacă condensatorul este conectat la un circuit de curent continuu, atunci nu va curge curent prin circuit, deoarece există un dielectric între plăcile condensatorului. Dacă capacitatea este conectată la un circuit de curent alternativ, atunci un curent / va circula prin circuit, cauzat de reîncărcarea condensatorului. Reîncărcarea are loc deoarece tensiunea alternativă își schimbă direcția și, prin urmare, dacă conectăm un ampermetru în acest circuit, acesta va afișa curentul de încărcare și descărcare al condensatorului. Niciun curent nu trece prin condensator. Puterea curentului care trece într-un circuit cu capacitate depinde de capacitatea condensatorului Xc și este determinată de legea lui Ohm

unde U este tensiunea sursei EMF, V; Xs - rezistență capacitivă, Ohm; / - puterea curentului, A.

Orez. 3. Circuit AC cu capacitate

Capacitatea, la rândul său, este determinată de formula

unde C este capacitatea condensatorului, F. Sugerez elevilor să construiască o diagramă vectorială a curentului și tensiunii într-un circuit cu capacitate. Vă reamintesc că la studierea proceselor dintr-un circuit electric cu rezistență capacitivă, s-a constatat că curentul conduce tensiunea cu un unghi φ = 90 °. Această defazare a curentului și a tensiunii ar trebui să fie afișată pe diagrama de undă. Reprezentez grafic o sinusoidă de tensiune pe tablă (Fig. 3, b) și îi instruiesc pe elevi să deseneze independent o sinusoidă de curent pe desen, conducând tensiunea cu un unghi de 90 °

Știm că curentul de auto-inducție al bobinei merge în întâmpinarea curentului în creștere al generatorului. Acest contracararea curentului de autoinducție al bobinei la curentul crescător al generatorului se numește reactanță inductivă.

O parte din energia de curent alternativ a generatorului este cheltuită pentru a depăși această opoziție. Toată această parte a energiei este complet convertită în energia câmpului magnetic al bobinei. Când curentul generatorului scade, câmpul magnetic al bobinei va scădea și el, întrerupând bobina și inducând un curent de auto-inducție în circuit. Acum curentul de auto-inducție va merge în aceeași direcție cu curentul descrescător al generatorului.

Astfel, toată energia cheltuită de curentul generatorului pentru a depăși contracararea curentului de autoinducție al bobinei este complet returnată în circuit sub formă de energie electrică a curentului. Prin urmare, rezistența inductivă este reactivă, adică nu provoacă pierderi ireversibile de energie.

Unitatea de reactanță inductivă este Ohm

Reactanța inductivă se notează X L .

Litera X- înseamnă reactanța, iar L înseamnă că această reactanță este inductivă.

f- frecvența Hz, L- inductanța bobinei H, X L- rezistența inductivă Ohm

Relația dintre fazele U și I pe X L

Deoarece rezistența activă a bobinei este egală cu zero în funcție de condiție (rezistență pur inductivă), atunci toată tensiunea aplicată de generator bobinei merge să depășească e. d.s. bobină de autoinducție. Aceasta înseamnă că graficul tensiunii aplicate de generator bobinei este egală ca amplitudine cu graficul e. d.s. autoinducția bobinei și se află în antifază cu aceasta.

Tensiunea aplicată de generator la rezistența pur inductivă și curentul care curge de la generator prin rezistența pur inductivă sunt deplasate în fază cu 90 0, adică. adică tensiunea conduce curentul cu 90 0.

O bobină adevărată, pe lângă rezistența inductivă, are și rezistență activă. Aceste rezistențe ar trebui considerate conectate în serie.

Pe rezistența activă a bobinei, tensiunea aplicată de generator și curentul care vine de la generator sunt în fază.

La o rezistență pur inductivă, tensiunea aplicată de generator și curentul care vine de la generator sunt defazate cu 90 0. Tensiunea conduce curentul cu 90 0 . Tensiunea rezultată aplicată de generator bobinei este determinată de regula paralelogramului.

click pe poza pentru marire

Tensiunea rezultată aplicată de generator bobinei conduce întotdeauna curentul cu un unghi mai mic de 90 0 .

Valoarea unghiului φ depinde de valorile rezistențelor active și inductive ale bobinei.

Despre rezistența bobinei rezultată

Rezistența rezultată a bobinei nu poate fi găsită prin însumarea valorilor rezistențelor sale active și reactive..

Rezistența bobinei rezultată Z este

Există două tipuri - active și reactive. Activul este reprezentat de rezistențe, lămpi cu incandescență, bobine de încălzire etc. Cu alte cuvinte, toate elementele în care curentul care curge efectuează în mod direct o muncă utilă sau, într-un caz particular, provoacă încălzirea dorită a conductorului. La rândul său, reactiv este un termen general. Este înțeles ca rezistență capacitivă și inductivă. În elementele de circuit cu reactanță, în timpul trecerii curentului electric au loc diverse transformări de energie intermediară. Condensatorul (capacitatea) acumulează o sarcină și apoi o dă circuitului. Un alt exemplu este reactanța inductivă a unei bobine, în care o parte din energia electrică este convertită într-un câmp magnetic.

De fapt, nu există rezistențe active sau reactive „pure”. Există întotdeauna o parte opusă. De exemplu, atunci când se calculează firele pentru liniile electrice pe distanțe lungi, se ia în considerare nu numai, ci și capacitatea capacitivă. Și când luați în considerare reactanța inductivă, trebuie să vă amintiți că atât conductorii, cât și sursa de alimentare își fac propriile ajustări la calcule.

Atunci când se determină rezistența totală a unei secțiuni de circuit, este necesar să se adauge componentele active și reactive. Mai mult, este imposibil să se obțină o sumă directă printr-o operație matematică obișnuită, prin urmare, se utilizează o metodă geometrică (vectorală) de adunare. Efectuați construcția unui triunghi dreptunghic, din care două catete sunt rezistență activă și inductivă, iar ipotenuza este plină. Lungimea segmentelor corespunde valorilor curente.

Luați în considerare reactanța inductivă într-un circuit de curent alternativ. Să ne imaginăm cel mai simplu circuit constând dintr-o sursă de alimentare (EMF, E), un rezistor (componentă activă, R) și o bobină (inductanță, L). Deoarece rezistența inductivă apare din cauza EMF de autoinducție (E si) în spirele bobinei, este evident că aceasta crește odată cu creșterea inductanței circuitului și cu creșterea valorii curentului care curge prin circuitul.

Legea lui Ohm pentru un astfel de circuit arată astfel:

E + E si \u003d I * R.

După ce ați determinat derivata curentului din timp (I pr), puteți calcula auto-inducția:

E si \u003d -L ​​​​* I pr.

Semnul „-” din ecuație indică faptul că acțiunea lui E si este îndreptată împotriva unei modificări a valorii curente. Regula lui Lenz spune că, la orice modificare a curentului, are loc un EMF de auto-inducție. Și întrucât astfel de modificări ale circuitelor sunt naturale (și apar în mod constant), atunci E si formează o contraacțiune semnificativă sau, ceea ce este și adevărat, rezistență. În cazul unei surse de alimentare, această dependență nu este îndeplinită, iar dacă încercați să conectați o bobină (inductanță) la un astfel de circuit, s-ar produce un scurtcircuit clasic.

Pentru a depăși E si, sursa de alimentare trebuie să creeze o astfel de diferență de potențial la bornele bobinei încât să fie suficient, cel puțin, să compenseze rezistența E si. Asta implică:

U cat \u003d -E si.

Cu alte cuvinte, tensiunea pe inductanță este numeric egală cu forța electromotoare a autoinducției.

Deoarece odată cu creșterea curentului în circuit, câmpul turbionar generator crește la rândul său, determinând o creștere a contracurentului în inductanță, putem spune că există o defazare între tensiune și curent. De aici rezultă o caracteristică: deoarece EMF de auto-inducție împiedică orice modificare a curentului, atunci când acesta crește (primul sfert al perioadei pe sinusoid), se generează un câmp în contracurent, dar când scade (al doilea trimestru) , dimpotrivă, curentul indus este co-dirijat cu cel principal. Adică, dacă presupunem teoretic existența unei surse de putere ideale fără rezistență internă și inductanță fără o componentă activă, atunci fluctuațiile de energie „sursă-bobină” ar putea apărea pe termen nelimitat.