Naučte se základy: odpor, induktivní reaktivita, kapacitní reaktivita a impedance
V elektrotechnice se často setkávají s různými fyzickými množstvími, včetně odporu, indukční reaktivita, kapacitní reaktivita a impedance.Obvod je často pozorován jako rezistentní, induktivní a kapacitní.Za specifických podmínek může obvod také zobrazovat rezonanční stav.V následující diskusi porovnáme a porovnáme variace a vzájemné vztahy mezi těmito fyzickými množstvími a charakteristikami vykazovaných obvodem po jejich integraci.
odpor
Tok elektřiny prostřednictvím vodiče narazí na odpor, což je míra opozice vodiče.Větší obstrukce má za následek větší odolnost, zatímco menší překážka přináší menší odpor.Zatímco všechny látky vykazují odpor, existují různé úrovně, což ovlivňuje jejich schopnost bránit elektrickým proudem.Izolátory se používají k izolaci vodičů a ochrany před elektrickým šokem kvůli jejich vynikající schopnosti blokovat proud.Na druhé straně supravodiče vykazují téměř nulový odpor.
Rezistory jsou obvykle zobrazovány písmenem R a odpor je vnitřní charakteristikou samotného vodiče, nezávislého na vnějších faktorech.Jinými slovy, jakmile je vytvořen rezistor, je stanovena jeho hodnota odporu a zůstává vnějšími faktory nedotčena.Toto je známé jako zákon odporu a je vyjádřen následujícím vzorcem:
R = ρl/s
ρ - - odpor materiálu použitého k výrobě rezistoru, mezinárodní jednotka je ohm · měřič (Ω · m);
L— - Délka drátu navinutá do rezistoru, mezinárodní jednotka je metry (m);
S—-Průřezová plocha drátu navinutá do rezistoru je mezinárodní jednotka čtvercová metry (m²);
R— - Hodnota rezistence, mezinárodní jednotka je ohm, označovaná jako OHM (Ω).
Odolnost rezistoru je stejná v obvodech AC i DC a nemění se se změnami frekvence napájení.
Odpor
V obvodu střídavého proudu odolává indukční cívka proudu prostřednictvím jeho indukční reaktivita.Velikost indukční reakce lze vypočítat pomocí následujícího vzorce.
Xl = ωl = 2πfl
XL je induktivní reaktance v mezinárodních jednotkách OHMS (Ω);
Ω je úhlová frekvence střídavého proudu (AC), mezinárodní jednotka je rad/s (rad);
F je frekvence střídavého proudu, mezinárodní jednotka je Hertz (Hz);
L je indukčnost induktorové cívky, mezinárodní jednotka je Henry (H).
Je zřejmé, že velikost indukční reaktivita závisí nejen na jeho vlastním koeficientu (L), ale také na externě aplikovaném úhlové frekvenci střídavého proudu (Ω) nebo frekvenci (F).
Čím vyšší je indukčnost L induktorové cívky, tím větší je induktivní reaktance XL.
Podobně, čím vyšší je úhlová frekvence Ω nebo frekvence F střídavého proudu, tím vyšší je induktivní reaktance XL.Induktorová cívka má charakteristiku umožnit procházet nízké frekvence a bránit vysoké frekvenci.
Za předpokladu, že DC má frekvenci nuly, je induktivní reaktance také nula bez překážky na DC.
Odolnost kapacity
V obvodu střídavého proudu je bránící účinek kondenzátoru na proudový tok kapacitní reaktance.Velikost kapacitní reaktance je vyjádřena vzorcem takto:
XC = 1/（ωc） = 1/（2πfc）
XC je kapacitní reaktance v ohmech (Ω);
Ω je úhlová frekvence střídavého proudu, u radiánů za sekundu (rad/s);
F je frekvence střídavého proudu, mezinárodní jednotka je Hertz (Hz);
C je kapacitance kondenzátoru, mezinárodní jednotky pro Farad (F).
Je zřejmé, že velikost kapacitního odporu nejenže souvisí pouze s jeho vlastním faktorem (C), ale také s úhlovou frekvencí (Ω) nebo frekvencí (f) vnějšího proudu AC.
Čím větší je kapacitance C kondenzátoru, tím menší je kapacitní reaktance XC.
Čím vyšší je úhlová frekvence Ω nebo frekvence F střídavého proudu, tím menší je kapacitní reaktance XC, tím menší je impedance střídavého proudu, tj. Kondenzátor má vysokofrekvenční odolnost vůči nízkofrekvenčním charakteristikám.
DC frekvence, kterou můžeme považovat za nulu, takže kapacitní impedance je nekonečná, impedance DC je také nekonečná, což je kondenzátor má vlastnosti izolace přímého proudu AC.
Impedance
V obvodu s odporem, indukcí a kapacitou se odolnost vůči střídavému proudu nazývá impedance.Impedance je často psána jako Z. Mezinárodní jednotkou impedance je OHM (Ω).
Impedance sestává z odporu, indukčnosti a kapacity, ale není to jednoduchý přidání těchto tří.Pro daný obvod není impedance konstantní, ale mění se s frekvencí.
Následující popisuje řadu a paralelní obvody složené z odporu, indukčnosti a kapacity, velikosti jejich impedance a povahy obvodu.
Obvod řady RLC
Obvod řady RLC
Obvod je zobrazen výše.
Protože R, L a C jsou v sérii, proudy protékající R, L a C jsou stejné, jsou i.
Impedance, napětí a napájení jsou spojeny níže uvedeným trojúhelníkem.
Vztah mezi impedancí, napětím a výkonem
Kde Z je celková impedance spojení řady RLC, xlc = xl-xc, je induktivní a kapacitní reaktance syntetizovaná reaktance;U je celkové napětí připojení RLC řady, ULC = UL-UC, je napětí na indukci a kapacitance syntetizované napětí;S je zjevná síla obvodu řady RLC, mezinárodní jednotky Volts-Amphere (VA), QLC = QL-QC je reaktivní výkon na indukci QL je reaktivní výkon syntetizovaný s reaktivním výkonem QC na kautoru a aMezinárodní jednotka reaktivní síly se utratí (VAR);P je aktivní síla a mezinárodní jednotka je Watt (W).
Úhel ϕ mezi Z/U/S a R/UR/P je úhel účiníku.
Když xlc = xl-xc> 0 nebo indukční reaktance XL je větší než kapacitní reaktance XC, napětí děleno induktorem je větší než napětí děleno kondenzátorem a obvod je induktivní a indukční obvodový trojúhelník je trojúhelníkZobrazeno níže:
Indukční obvod trojúhelník
Když xlc = xl-xc<0, or the inductive reactance XL is less than the capacitive reactance XC, the voltage divided by the capacitor is greater than the voltage divided by the inductor, and the circuit is capacitive, and the capacitive circuit triangle is shown below:
Kondenzátor obvodů trojúhelníku
Když xlc = xl-xc = 0, nebo induktivní impedance XL je stejná jako kapacitní impedance XC, obvod je odporován a obvod podléhá rezonanci řady, v tomto okamžiku je celková impedance, z = r, stav nejmenší impedancePro obvod řady RLC.Pomocí tohoto bodu, v elektronických obvodech, série RLC pro provedení určité frekvenční pasti, tj. V blízkosti určité frekvence impedance pasti na frekvenci nejmenší, a tak obejít signál poblíž frekvence.
Charakteristická křivka pasti je uvedena níže, když dojde k rezonanci série F = F0, z = r a impedance je minimalizována.
Charakteristické křivky pastí
RLC paralelní obvod
RLC paralelní obvod
Obvod je zobrazen výše.
Protože R, L a C jsou připojeny paralelně, napětí aplikovaná na R, L a C jsou stejná, jsou všechny u.Napětí R, L a C je stejné.
Impedance, proud a síla jsou spojeny níže uvedeným trojúhelníkem.
Vztah mezi impedancí, proudem a mocí
Kde z je celková impedance paralelního obvodu RLC, 1/xlc = 1/xl-1/xc;I je celkový proud paralelního obvodu RLC, ILC = IL-IC, proud syntetizovaný proudem protékajícím induktorem a proud tekla kondenzátorem;S je zjevná síla paralelního obvodu RLC, mezinárodní jednotky Volts-Amphere (VA) a QLC = QL-QC je reaktivní síla reaktivního výkonu na induktoru, QL a reaktivní sílu syntetizovanou reaktivním výkonem.na kondenzátoru a mezinárodní jednotku reaktivní síly se utratí (VAR);P je aktivní síla, mezinárodní jednotka Watts (W).QC Reaktivní síla syntetizovaná z reaktivního výkonu QC na kondenzátoru se utratí mezinárodní jednotka reaktivní energie (VAR);P je aktivní síla, mezinárodní jednotka je Watt (W).
Úhel ϕ mezi (1/z)/i/s a (1/r)/ir/p je úhel účiníku.
Když 1/xlc = 1/xl-1/xc> 0 nebo když je kapacitní reaktance XC větší než indukční reaktance XL, proud protékající induktorem je větší než proud protékající kondenzátorem a obvod je elektrickyInduktivní a indukční obvod trojúhelník je uveden níže:
Indukční obvod trojúhelník
Když 1/XLC = 1/XL-1/XC<0, or the inductive reactance XL is greater than the capacitive reactance XC, the current flowing through the capacitor is greater than the current flowing through the inductor, and the circuit is capacitive, and the capacitive circuit triangle is shown below:
Vztah mezi impedancí, proudem a mocí
Když xlc = xl-xc = 0 nebo induktivní impedance XL je stejná jako kapacitní impedance XC, obvod je odporován, obvod se vyskytuje v paralelní rezonance, v této době celková impedance z = r, pro paralelní obvod RLC, pro RLC paralelní obvodImpedance maximální stav.Pomocí tohoto bodu, v elektronických obvodech, RLC paralelní pro provedení určitého voliče frekvenční frekvence, tj. V blízkosti určité frekvence je frekvenční volič frekvenční impedance největší, nejlepší selektivitou pro signály blízko frekvence.
To pokrývá vše v tomto článku.Pokud máte jakékoli dotazy, neváhejte Kontaktujte nás.allelcoelec vám okamžitě odpoví.