Điện trở chủ động và phản kháng, tam giác kháng

Hoạt động và phản ứng

Điện trở được cung cấp bởi các đường chuyền và người tiêu dùng trong mạch DC được gọi là điện trở Ohmic.

Nếu bất kỳ dây nào được đưa vào mạch điện xoay chiều, thì hóa ra điện trở của nó sẽ cao hơn một chút so với mạch điện một chiều. Điều này là do một hiện tượng gọi là hiệu ứng da (hiệu ứng bề mặt).

Bản chất của nó là như sau. Khi một dòng điện xoay chiều chạy qua một dây dẫn, một từ trường xoay chiều tồn tại bên trong nó, chạy qua dây dẫn. Tuy nhiên, các đường sức từ của trường này tạo ra một EMF trong dây dẫn, tuy nhiên, nó sẽ không giống nhau ở các điểm khác nhau trên mặt cắt ngang của dây dẫn: nhiều hơn về phía trung tâm của mặt cắt ngang và ít hơn về phía ngoại vi.

Điều này là do thực tế là các điểm nằm gần trung tâm hơn bị cắt bởi một số lượng lớn các đường lực. Dưới tác động của EMF này, dòng điện xoay chiều sẽ không phân bố đều trên toàn bộ tiết diện của dây dẫn mà ở gần bề mặt của nó hơn.

Điều này tương đương với việc giảm tiết diện hữu ích của dây dẫn và do đó làm tăng khả năng chống dòng điện xoay chiều của nó. Ví dụ: một dây đồng dài 1 km và có đường kính 4 mm có điện trở: DC — 1,86 ôm, AC 800 Hz — 1,87 ôm, AC 10.000 Hz — 2,90 ôm.

Điện trở do một dây dẫn cung cấp cho dòng điện xoay chiều đi qua nó được gọi là điện trở hoạt động.

Nếu bất kỳ tiêu dùng nào không chứa điện cảm và điện dung (bóng đèn sợi đốt, thiết bị sưởi ấm) thì nó cũng sẽ là điện trở xoay chiều hoạt động.

Điện trở hoạt động - một đại lượng vật lý đặc trưng cho điện trở của mạch điện (hoặc diện tích của nó) đối với dòng điện do sự biến đổi không thể đảo ngược của năng lượng điện thành các dạng khác (chủ yếu là nhiệt). Biểu thị bằng ôm.

Sức đề kháng chủ động phụ thuộc vào tần số xoay chiềutăng với sự gia tăng của nó.

Tuy nhiên, nhiều người tiêu dùng có đặc tính cảm ứng và điện dung khi dòng điện xoay chiều chạy qua chúng. Những người tiêu dùng bao gồm máy biến áp, cuộn cảm, nam châm điện, tụ điện, các loại dây khác nhau và nhiều loại khác.

Khi đi qua chúng Dòng điện xoay chiều cần phải tính đến không chỉ hoạt động mà còn cả khả năng phản ứng do sự hiện diện của các đặc tính cảm ứng và điện dung trong người tiêu dùng.

Được biết, nếu dòng điện một chiều đi qua mỗi cuộn dây bị ngắt và đóng lại, thì đồng thời khi dòng điện thay đổi, từ thông bên trong cuộn dây cũng sẽ thay đổi, do đó sẽ xảy ra hiện tượng tự cảm ứng EMF. trong đó.

Điều tương tự cũng sẽ được quan sát thấy trong cuộn dây bao gồm trong mạch điện xoay chiều, với sự khác biệt duy nhất là tiếng tock liên tục thay đổi cả về cường độ cũng như hướng và chiều. Do đó, độ lớn của từ thông xuyên qua cuộn dây sẽ liên tục thay đổi và gây ra EMF của tự cảm ứng.

Nhưng hướng của emf tự cảm ứng luôn luôn sao cho nó chống lại sự thay đổi trong hiện tại. Vì vậy, khi dòng điện trong cuộn dây tăng lên, EMF tự cảm ứng sẽ có xu hướng làm chậm quá trình tăng dòng điện và ngược lại, khi dòng điện giảm, nó sẽ có xu hướng duy trì dòng điện biến mất.

Theo đó, EMF của hiện tượng tự cảm ứng xảy ra trong cuộn dây (dây dẫn) được bao gồm trong mạch dòng điện xoay chiều sẽ luôn tác động ngược lại dòng điện, làm chậm sự thay đổi của nó. Nói cách khác, EMF của tự cảm ứng có thể được coi là một điện trở bổ sung, cùng với điện trở hoạt động của cuộn dây, chống lại dòng điện xoay chiều đi qua cuộn dây.

Điện trở do emf cung cấp cho dòng điện xoay chiều bằng hiện tượng tự cảm được gọi là điện trở cảm ứng.

Điện trở cảm ứng sẽ càng lớn thì độ tự cảm của người dùng (mạch) và tần số của dòng điện xoay chiều càng cao. Điện trở này được biểu thị bằng công thức xl = ωL, trong đó xl là điện trở cảm ứng tính bằng ôm; L — điện cảm tính bằng henry (gn); ω — tần số góc, trong đó f — tần số dòng điện).

Ngoài điện trở cảm ứng, còn có điện dung, do cả sự hiện diện của điện dung trong dây dẫn và cuộn dây và sự bao gồm các tụ điện trong mạch điện xoay chiều trong một số trường hợp.Khi điện dung C của vật tiêu dùng (mạch điện) và tần số góc của dòng điện tăng thì điện trở giảm.

Điện trở điện dung bằng xc = 1 / ωC, trong đó xc — điện trở điện dung tính bằng ôm, ω — tần số góc, C — công suất tiêu thụ tính bằng farad.

Đọc thêm về nó ở đây: Điện kháng trong kỹ thuật điện

kháng tam giác

Xét một đoạn mạch có điện trở phần tử hoạt động r, độ tự cảm L và điện dung C.

Cơm. 1. Mạch điện xoay chiều gồm điện trở, cuộn cảm và tụ điện.

Trở kháng của mạch như vậy là z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)

Về mặt đồ họa, biểu thức này có thể được mô tả dưới dạng cái gọi là tam giác kháng cự.

Quả sung. 2. Tam giác kháng cự

Cạnh huyền của tam giác điện trở biểu thị tổng điện trở của mạch, các chân - điện trở hoạt động và phản kháng.

Ví dụ, nếu một trong các điện trở của mạch là (hoạt động hoặc phản kháng), nhỏ hơn 10 lần trở lên so với điện trở kia, thì có thể bỏ qua điện trở nhỏ hơn, có thể dễ dàng kiểm tra bằng tính toán trực tiếp.