התנגדות אקטיבית ותגובתית, משולש התנגדות
פעילות ותגובתיות
ההתנגדות שמספקת מעברים וצרכנים במעגלי DC נקראת התנגדות אוהמית.
אם חוט כלשהו כלול במעגל AC, אז מתברר שההתנגדות שלו תהיה מעט גבוהה יותר מאשר במעגל DC. זה נובע מתופעה הנקראת אפקט העור (אפקט פני השטח).
המהות שלה היא כדלקמן. כאשר זרם חילופין זורם דרך חוט, קיים בתוכו שדה מגנטי לסירוגין החוצה את החוט. קווי הכוח המגנטיים של שדה זה גורמים ל-EMF במוליך, אולם הוא לא יהיה זהה בנקודות שונות של חתך המוליך: יותר לכיוון מרכז החתך, ופחות לכיוון הפריפריה.
זאת בשל העובדה שהנקודות השוכנות קרוב יותר למרכז נחצות על ידי מספר רב של קווי כוח. תחת פעולת ה-EMF הזה, זרם החילופין לא יתחלק באופן שווה על כל החלק של המוליך, אלא קרוב יותר לפני השטח שלו.
זה שווה ערך להקטנת החתך השימושי של המוליך ולכן הגדלת ההתנגדות שלו לזרם חילופין. לדוגמה, חוט נחושת באורך 1 ק"מ ובקוטר של 4 מ"מ מתנגד: DC - 1.86 אוהם, AC 800 הרץ - 1.87 אוהם, AC 10,000 הרץ - 2.90 אוהם.
ההתנגדות שמציע מוליך לזרם חילופין העובר דרכו נקראת התנגדות אקטיבית.
אם צרכן כלשהו אינו מכיל השראות וקיבול (נורת ליבון, מכשיר חימום), אז זה יהיה גם התנגדות AC אקטיבית.
התנגדות אקטיבית - כמות פיזיקלית המאפיינת את ההתנגדות של מעגל חשמלי (או שטחו) לזרם חשמלי עקב טרנספורמציות בלתי הפיכות של אנרגיה חשמלית לצורות אחרות (בעיקר חום). מתבטא באוהם.
התנגדות אקטיבית תלויה תדר ACעולה עם עלייתו.
עם זאת, לצרכנים רבים יש תכונות אינדוקטיביות וקיבוליות כאשר זרם חילופין זורם דרכם. צרכנים אלה כוללים שנאים, משנקים, אלקטרומגנטים, קבלים, סוגים שונים של חוטים ועוד רבים אחרים.
כשעוברים דרכם זרם חליפין יש צורך לקחת בחשבון לא רק פעילות, אלא גם תגובתיות עקב נוכחותם של מאפיינים אינדוקטיביים וקיבוליים בצרכן.
ידוע שאם הזרם הישר העובר בכל סליל יופסק ונסגר, אז במקביל לשינוי הזרם, ישתנה גם השטף המגנטי בתוך הסליל, וכתוצאה מכך יתרחש EMF של אינדוקציה עצמית בּוֹ.
אותו הדבר נצפה בסליל הכלול במעגל AC, עם ההבדל היחיד שהטוק משתנה ללא הרף הן בגודלו והן בתוכו. לכן, גודל השטף המגנטי החודר לסליל ישתנה ויגרום ללא הרף EMF של אינדוקציה עצמית.
אבל הכיוון של ה-emf של אינדוקציה עצמית הוא תמיד כזה שהוא מתנגד לשינוי בזרם. לכן, ככל שהזרם בסליל גדל, ה-EMF המושרה עצמית יטה להאט את עליית הזרם, וככל שהזרם יורד, להיפך, הוא יטה לשמור על זרם הנעלם.
מכאן נובע שה-EMF של ההשראה העצמית המתרחשת בסליל (מוליך) הכלול במעגל זרם החילופין יפעל תמיד נגד הזרם, ויאט את השינויים שלו. במילים אחרות, ה-EMF של ההשראה העצמית יכול להיחשב כהתנגדות נוספת, שיחד עם ההתנגדות הפעילה של הסליל, נוגדת את זרם החילופין העובר דרך הסליל.
ההתנגדות שמציע ה-emf לזרם חילופין על ידי אינדוקציה עצמית נקראת התנגדות אינדוקטיבית.
ההתנגדות האינדוקטיבית תהיה ככל שההשראות של המשתמש (המעגל) גדולה יותר ותדירות זרם החילופין גבוהה יותר. התנגדות זו באה לידי ביטוי בנוסחה xl = ωL, כאשר xl היא ההתנגדות האינדוקטיבית באוהם; L - השראות אצל הנרי (gn); ω - תדר זוויתי, כאשר f - תדר נוכחי).
בנוסף להתנגדות אינדוקטיבית, יש קיבול, הן בשל נוכחות הקיבול בחוטים ובסלילים והן מהכללת קבלים במעגל AC במקרים מסוימים.ככל שהקיבול C של הצרכן (מעגל) והתדר הזוויתי של הזרם גדלים, ההתנגדות הקיבולית יורדת.
התנגדות קיבולית שווה ל-xc = 1 / ωC, כאשר xc - התנגדות קיבולית באוהם, ω - תדר זוויתי, C - קיבולת צרכן בפאראדים.
קרא עוד על זה כאן: תגובתיות בהנדסת חשמל
משולש התנגדות
שקול מעגל שהתנגדות האלמנט הפעיל שלו r, השראות L והקיבול C.
אורז. 1. מעגל AC עם נגד, משרן וקבלים.
העכבה של מעגל כזה היא z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)
מבחינה גרפית, ניתן לתאר ביטוי זה בצורה של מה שנקרא משולש ההתנגדות.
תאנה. 2. משולש התנגדות
התחתון של משולש ההתנגדות מייצג את ההתנגדות הכוללת של המעגל, הרגליים - התנגדות אקטיבית ותגובתית.
אם אחת ההתנגדויות של המעגל היא (פעילה או תגובתית), למשל, פי 10 או יותר מהשנייה, אז ניתן להזניח את הקטנה יותר, אותה ניתן לבדוק בקלות בחישוב ישיר.