Активное и реактивное сопротивление, треугольник сопротивлений
Активное и реактивное сопротивления
Сопротивление, оказываемое проходами и потребителями в цепях постоянного тока, называется о мическим сопротивлением .
Если какой-либо проводник включить в цепь переменного тока, то окажется, что его сопротивление будет несколько больше, чем в цепи постоянного тока. Это объясняется явлением, получившим название скин-эффекта (поверхностный эффект).
Сущность его заключается в следующем. При прохождении переменного тока по проводнику внутри него существует переменное магнитное поле, пересекающее проводник. Магнитные силовые линии этого поля индуктируют в проводнике ЭДС , однако она будет не одинаковой в различных точках сечения проводника: к центру сечения на больше, а к периферии — меньше.
Это объясняется тем, что точки, лежащие ближе к центру, пересекаются большим числом силовых линий. Под действием этой ЭДС переменный ток будет распределяться не по всему сечению проводника равномерно, а ближе к его поверхности.
Это равносильно уменьшению полезного сечения проводника, а следовательно, увеличению его сопротивления переменному току. Например, медный провод длиной 1 км и диаметром 4 мм оказывает сопротивление: постоянному току — 1,86 ом, переменному частотой 800 гц — 1,87 ом, переменному току частотой 10000 гц — 2,90 ом .
Сопротивление, оказываемое проводником проходящему на нему переменному току, называется активным сопротивлением .
Если какой-либо потребитель не содержит в себе индуктивности и емкости (лампочка накаливания, нагревательный прибор), то он будет являться для переменного тока также активным сопротивлением.
Активное сопротивление — физическая величина, характеризующая сопротивление электрической цепи (или её участка) электрическому току, обусловленное необратимыми превращениями электрической энергии в другие формы (преимущественно в тепловую). Выражается в омах.
Активное сопротивление зависит от частоты переменного тока, возрастая с ее увеличением.
Однако многие потребители обладают индуктивными и емкостными свойствами при прохождении через них переменного тока. К таким потребителям относятся трансформаторы, дроссели, электромагниты, конденсаторы, различного рода провода и многие другие.
При прохождении через них переменного тока необходимо учитывать не только активное, но и реактивное сопротивление , обусловленное наличием, в потребителе индуктивных и емкостных свойств его.
Известно, что если постоянный ток, проходящий по какой-либо обмотке, прерывать и замыкать, то одновременно с изменением тока будет изменяться и магнитный поток внутри обмотки, в результате чего в ней возникнет ЭДС самоиндукции.
То же самое будет наблюдаться и в обмотке, включенной в цепь переменного тока, с той лишь разницей, что здесьток непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению. Следовательно, непрерывно будет изменяться величина магнитного потока, пронизывающего обмотку, и в ней будет индуктироваться ЭДС самоиндукции.
Но направление ЭДС самоиндукции всегда таково, что противодействует изменению тока. Так, при возрастании тока в обмотке ЭДС самоиндукции будет стремиться задержать нарастание тока, а при убывании тока, наоборот, будет стремиться поддержать исчезающий ток.
Отсюда следует, что ЭДС самоиндукции, возникающая в обмотке (проводнике), включенной в цепь переменного тока, будет всегда действовать против тока, задерживая его изменения. Иначе говоря, ЭДС самоиндукции можно рассматривать как дополнительное сопротивление, оказывающее вместе с активным сопротивлением обмотки противодействие проходящему через обмотку переменному току.
Сопротивление, оказываемое переменному току ЭДС самоиндукции, носит название индуктивного сопротивления .
Индуктивное сопротивление будет тем больше, чем больше индуктивность потребителя (цепи) и выше частота переменного тока.
Кроме индуктивного сопротивления существует емкостное сопротивление , обусловливаемое как наличием емкости в проводниках и обмотках, так и включением в отдельных случаях в цепь переменного тока конденсаторов. При увеличении емкости С потребителя (цепи) и угловой частоты тока емкостное сопротивление уменьшается
Рассмотрим цепь, активное сопротивление элементов которой r , индуктивность L и емкость С.
Рис. 1. Цепь переменного тока с резистором, катушкой индуктивности и конденсатором.
Полное сопротивление такой цепи можно изобразить в виде, так называемого, треугольника сопротивлений.
Рис.2. Треугольник сопротивлений
Гипотенуза треугольника сопротивлений изображает полное сопротивление цепи, катеты — активное и реактивное сопротивления.
Если одно из сопротивлений цепи — (активное или реактивное), например, в 10 и более раз меньше другого, то меньшим можно пренебречь, в чем легко убедиться непосредственным расчетом.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Активное, индуктивное и емкостное сопротивления в цепи переменного тока
Сформировать знания учащихся о различных видах сопротивлениях в цепи переменного тока:
а) цепь переменного тока с активным сопротивлением; б) цепь переменного тока с индуктивным сопротивлением; в) цепь, переменного тока с емкостью.
Просмотр содержимого документа
«Активное, индуктивное и емкостное сопротивления в цепи переменного тока»
АКТИВНОЕ, ИНДУКТИВНОЕ И ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Активным сопротивлением называется такое сопротивление, в котором электрическая энергия превращается в другие виды энергии. Им обладают реостаты и электронагревательные приборы) лампы накаливания, электропечи, электроплиты и др.).
ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Индуктивное сопротивление Х L обусловлено возникновением ЭДС самоиндукции в элементе электрической цепи. Изменение тока и, как следствие, изменение его магнитного поля вызывает препятствующую изменению этого тока ЭДС самоиндукции. Величина индуктивного сопротивления зависит от индуктивности L и угловой частоты ω протекающего тока:
Трансформаторы, электродвигатели, дроссели, кроме активного, обладают также и индуктивным сопротивлением .
ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Ёмкостное сопротивление Х С — это сопротивление переменному току, которое оказывает проводник, включенный в цепь переменного тока и не имеющий заметного сопротивления и индуктивности, но имеющий заметную емкость С. Элементы, связанные с наличием электрического поля, называются емкостями. Емкостью обладают конденсаторы. Ток в цепи с емкостью опережает напряжение по фазе на 90 градусов. Емкостное сопротивление является реактивным, то есть потерь энергии в нем не происходит как, например, в активном сопротивлении. Емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте переменного тока. Измеряется в Омах.
Дополнить утверждение……
- Индуктивное сопротивление вызвано тем, что .
- Сопротивление конденсатора в цепи переменного тока определяется по формуле .
- Сопротивление, в котором электрическая энергия превращается в другие виды энергии, называется .
- Противодействие ЭДС самоиндукции периодическим изменениям переменного тока называется .
Векторные диаграммы
- Какое сопротивление называется активным? Приведите примеры активного сопротивления.
- Чему равен сдвиг фаз между током и напряжением в цепи переменного тока с активным сопротивлением?
- Начертите график и векторную диаграмму тока и напряжения для цепи с активным сопротивлением.
- Запишите формулу закона Ома для цепи переменного тока с индуктивным сопротивлением.
- Какое сопротивление называется индуктивным, емкостным? Приведите примеры индуктивного и емкостного сопротивления.
- Чему равен сдвиг фаз между током и напряжением в цепи переменного тока с индуктивным сопротивлением?
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Что называется активным и индуктивным сопротивлениями
Колебания > Переменный ток > Индуктивное сопротивление (ХL).
| Содержание | Величина | Наименование |
 — индуктивное сопротивление — это сопротивление проводника, включенного в цепь переменного тока и неимеющего заметного активного сопротивления и емкости, но имеющий заметную индуктивность L.
|
— индуктивное сопротивление проводника переменному току.
Что называется активным и индуктивным сопротивлениями
Сопротивление, включенное в цепь переменного тока, в котором происходит превращение электрической энергии в полезную работу или в тепловую энергию, называется активным сопротивлением. Активным сопротивлением обладают все проводники. Сопротивление активное — электрическое, величина, характеризующая сопротивление цепи (её участка) переменному току, обусловленное необратимым превращением электрической энергии в др. формы энергии (преимущественно в тепловую); выражается отношением активной мощности, поглощаемой на участке цепи, к квадрату действующего значения тока на этом участке, измеряется в омах.
Сопротивление индуктивное — величина, характеризующая сопротивление, оказываемое переменному току индуктивностью цепи (её участка), измеряется в омах.
Ёмкостное сопротивление — величина, характеризующая сопротивление, оказываемое переменному току электрической ёмкостью цепи (или её участка). Ёмкостное сопротивление синусоидальному току. Измеряется в омах.