Чем отличается активное сопротивление от реактивного
Перейти к содержимому

Чем отличается активное сопротивление от реактивного

  • автор:

Активное и реактивное сопротивление в цепи переменного тока

В электрической цепи переменного тока существует два вида сопротивлений: активное и реактивное. Это является существенным отличием от цепей постоянного тока.

Активное сопротивление

При прохождении тока через элементы, имеющие активное сопротивление, потери выделяющейся мощности необратимы. Примером может служить резистор, выделяющееся на нем тепло, обратно в электрическую энергию не превращается. Кроме резистора активным сопротивлением может обладать линии электропередач, соединительные провода, обмотки трансформатора или электродвигателя.

Отличительной чертой элементов имеющих чисто активное сопротивление – это совпадение по фазе тока и напряжения, поэтому вычислить его можно по формуле

Активное сопротивление зависит от физических параметров проводника, таких как материал, площадь сечения, длина, температура.

Реактивное сопротивление

При прохождении переменного тока через реактивные элементы возникает реактивное сопротивление. Оно обусловлено в первую очередь ёмкостями и индуктивностями.

Индуктивностью в цепи переменного тока обладает катушка индуктивности, причём в идеальном случае, активным сопротивлением её обмотки пренебрегают. Реактивное сопротивление катушки переменному току создаётся благодаря её ЭДС самоиндукции. Причем с ростом частоты тока, сопротивление также растёт.

Реактивное сопротивление катушки зависит от частоты тока и индуктивности катушки

Конденсатор обладает реактивным сопротивлением благодаря своей ёмкости. Его сопротивление с увеличением частоты тока уменьшается, что позволяет его активно использовать в электронике в качестве шунта переменной составляющей тока.

Сопротивление конденсатора можно рассчитать по формуле

Треугольник сопротивлений

Цепи переменного тока обладают полным сопротивлением. Полное сопротивление цепи определяется как сумма квадратов активного и реактивного сопротивлений

Графическим изображением этого выражения служит треугольник сопротивлений, который можно получить в результате расчёта последовательной RLC-цепи. Выглядит он следующим образом:

На треугольнике видно, что катетами являются активное и реактивное сопротивление, а полной сопротивление гипотенуза.

Реактивное сопротивление

Реактивное сопротивление — величина типа сопротивления, отношение между током и напряжением на реактивной (ёмкостной, индуктивной) нагрузке, то есть не связанное с потреблением электрической энергии. Явление реактивного сопротивления характерно только для цепей переменного тока.

Обозначение — X.

Единица измерения — ом (Ом, Ω).

Реактивное сопротивление выражается через напряжение U, силу тока I и сдвиг фазы между током и напряжением φ следующим образом:

Реактивное сопротивление в отличие от активного сопротивления может иметь как положительный знак, так и отрицательный. Знак соответствует знаку сдвига фазы между током и напряжением — он положителен при отставании тока от напряжения и отрицателен при опережении.

Чисто реактивное сопротивление (R = 0) обладает сдвигом фазы ± π 2 2> .

Реактивное сопротивление катушки с индуктивностью L называется индуктивным и выражается следующей формулой:

X L = ω L = 2 π f L ;

Реактивное сопротивление конденсатора с ёмкостью C называется ёмкостным и выражается формулой:

Активное и реактивное сопротивление, треугольник сопротивлений

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.

Цепь переменного тока с резистором, катушкой индуктивности и конденсатором

Рис. 1. Цепь переменного тока с резистором, катушкой индуктивности и конденсатором.

Полное сопротивление такой цепи можно изобразить в виде, так называемого, треугольника сопротивлений.

Треугольник 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:

Чем отличается активное сопротивление от реактивного?

Внутри активного сопротивления энергия не накапливается. Энергия, потребляемая активным сопротивлением из сети, передается окружающей среде
(в виде тепла, подъема груза, увеличение скорости чего-либо, света, химической и других видов энергии)
и обратно в сеть не возвращается.

Реактивное сопротивление накапливает энергию внутри себя в течении четверти периода синусоиды, а затем в следующую четверть периода отдает запасенную энергию обратно в сеть. А в окружающую среду с реактивного сопротивления энергия не передается.

Емкостное сопротивление (конденсатор) накапливает энергию
в виде электрического поля между обкладками.

Индуктивное сопротивление (дроссель) накапливает энергию
в виде магнитного поля внутри обмотки.

(То же самое, что и остальные уже сказали, но немного другими словами.)

Остальные ответы
На активном выделяется энергия.
Реактивное просто, как затвор действует.
Источник: Проще уже не объяснить.

Реактивное сопротивление — электрическое сопротивление, обусловленное передачей энергии электрическому или магнитному полю (и обратно)

Активное сопротивление — сопротивление электрической цепи или её участка, обусловленное необратимыми превращениями электрической энергии в другие виды энергии (в тепловую энергию)

Активное — R — состоит из конкретного резистора или определяется суммой импедансов (реактивных сопротивлений) ёмкостей и индуктивностей. Т. е. резистор (R) обладает только активным сопротивлением, а индуктивности (L) и ёмкости (C) имеют реактивное сопротивление, которое зависит от частоты (F) протекающего тока.

В активных сопротивлениях фазы токов и напряжения совпадают, потому выделяется некоторая энергия. В реактивных сопротивлениях фазы напряжения и тока расходятся. Это объясняет, почему активные сопротивления греются, а реактивные нет.

У Активного сопр. Энергия не накапливается и уходит в тепло
У Реактивного оно накапливается, и никуда не уходит .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *