Aktivní odpor: základní informace, vzorce a závislosti pro obvod střídavého proudu

Pro návrh elektronických zařízení by se měly vypočítat různé parametry, z nichž jedním je elektrická vodivost nebo odpor vodiče. U obvodů napájených stejnosměrným proudem je to snadné spočítat. Ale v obvodech střídavého proudu (AC) jsou zcela jiné poměry. Chcete-li vypočítat aktivní odpor, musíte se seznámit se základními vzorci a alternativními metodami pro jeho výpočet.

Základní informace o elektrické vodivosti

Každá látka vede proud jiným způsobem. Vše závisí na elektronické konfiguraci, kterou lze získat z tabulky D. A. Mendělejev. Elektronická konfigurace ukazuje hlavní parametr, na kterém závisí hodnota odporu R - počet volných elektronů (Nse). Látka se skládá z atomů, které tvoří krystalovou mřížku (CR). Ne všechny elektrony jsou pevně drženy jádrem.

Klasifikace látek

V látkách je několik elektronů (E), které mají velmi slabou interakční sílu s jádrem. Navíc v kovech je kromě obyčejného E určité Nse. Při použití malé vnější energie se elektrony oddělují od jader atomů a to vede k tvorbě iontů. Kov zůstává nenabitý, protože záporný náboj všech E se rovná kladnému náboji elementárních částic (EF), které tvoří jádra.

Jádro se skládá z nukleonů, jmenovitě:

• protony - kladně nabitý EF;
• neutrony - neutrální EC.

Volné elektrony se pohybují chaoticky, ale jsou mezi nimi takové, které létají blízko povrchu kovu a nemohou vylétnout z látky, protože jsou drženy silou přitažlivosti iontů a jader. Na základě Nse lze jakoukoli látku rozdělit do 3 skupin podle vodivosti:

1. Dirigenti.
2. Polovodiče.
3. Dielektrika.

Mezi vodiče (P) patří látky s velkým Nse. Patří sem kovy, elektrolytické roztoky a ionizované plyny. V kovech jsou volnými nosiči náboje (CHC) volné E, v elektrolytech a ionizovaných plynech - ionty, pod působením elektrického pole se pohyb SNZ stává uspořádaným, v důsledku čehož vzniká elektrický proud (TENTO).

U polovodičů Nse závisí na různých vnějších faktorech, pod jejichž působením je osvobození nějakého E od působení síly přitažlivosti jádra - Coulombova síla v interakci 2 a více částice. Místo, které E opustilo, se nazývá díra. Pohyb děr a E je opačný a v tomto případě se objeví ET. Mezi látky polovodičového typu patří: křemík (Si), germanium (Ge), selen (Se) atd.

Do skupiny dielektrik neboli izolantů patří látky, které SNC vůbec nemají, a tedy vůbec nevedou elektrický proud. Za určitých podmínek se dielektrikum může lišit od proudu P, například pokud je pokryto kapičkami elektricky vodivé kapaliny. Tento okamžik je velmi důležitý, aby nedošlo k selhání zařízení nebo poškození ET. Při průtoku P na něj ET působí tepelně. Tato vlastnost je způsobena skutečností, že E interaguje s uzly RR a kinetická energie E se přeměňuje na teplo.

V důsledku toho se rychlost E snižuje a poté je zcela obnovena, když je vystavena elektromagnetickému poli. Tento proces se mnohokrát opakuje a nazývá se elektrický odpor, který označované pro stejnosměrné obvody R a pro střídavé obvody (AC) je kompletní odpor - Z. R a Z se měří v ohmech.

Závislost na různých parametrech

R je hodnota, která závisí na mnoha faktorech. Tyto faktory lze rozdělit do skupin:

1. Fyzikální vlastnosti: délka, plocha průřezu (S) a deformace.
2. Vnější prostředí: teplota.
3. Elektrické: I, U, e (elektromotorická síla - EMF).

R se vypočítá podle Ohmova zákona: I = U / R. Formulace tohoto zákona je následující: I, proudící v úseku řetězce, je přímo úměrný U a nepřímo úměrný R zvoleného úseku.

Formulace pro celý okruh: I, protékající celým okruhem, je přímo úměrné EMF a nepřímo úměrné R celého úseku, s přihlédnutím k vnitřnímu odporu napájecího zdroje (PS). Vzorec je: I = e / (R + Rip). Z poměrů pro celý a úsek řetězce můžete získat R:

1. R = U/I.
2. R = (e/I) - Rip.

Typ látky je určen koeficientem měrného odporu p, který je převzat z referenční knihy. Je však třeba poznamenat, že referenční kniha obsahuje svou hodnotu při teplotě +20 stupňů. Kromě toho existuje také specifická vodivost, která je nepřímo úměrná p. Označuje se σ a rovná se: p = 1 / σ.

Při menší hodnotě S protéká E přes P a interakce s CR jsou častější, což ilustruje závislost R na S. Chcete-li vypočítat S, musíte použít referenční knihy nebo internet. Uvážíme-li, že vodič je rovina, pak je nutné jej uříznout pomocí jiné roviny (stereometrie).

Při řezání se získá plochá postava ve formě čtverce, kruhu, elipsy, obdélníku nebo trojúhelníku. Pak musíte vypočítat S tohoto obrázku. Pokud se P skládá z určitého počtu jader, musíte změřit S jednoho jádra a poté vynásobit počtem jader.

R závisí přímo úměrně na délce P (L): čím větší je délka, tím více interakcí E vytváří při pohybu. Na základě všech závislostí lze R vyjádřit pomocí vzorců:

1. R = p * L / S.
2. R = L/ (a* S).

Tyto poměry jsou platné při teplotě +20 stupňů, ale pro přesné výpočty to nestačí. Některé supercitlivé prvky nemusí fungovat správně kvůli nízkým hodnotám I.

Hodnota p závisí na t a je vyjádřena následujícím vztahem: p = p20 * [1 + a * (t - 20)]. Tento poměr obsahuje následující množství:

1. p je vypočtený měrný odpor.
2. p20 je hodnota měrného odporu převzatá z referenční literatury při teplotě (teplota +20 stupňů Celsia).
3. Teplotní koeficient a, který je převzat z referenční literatury. U kovů je vždy větší než 1 a u elektrolytických roztoků je menší.
4. Teplota P za specifických provozních podmínek, teplotní stupnice ve stupních Celsia - t.

Kromě toho p závisí také na úrovni deformace RR. Deformace je elastická a plastická. Pro elastické se p zvyšuje a pro plastické klesá. To je způsobeno podmínkami deformací, jakož i stupněm obtížnosti pohybu E. Konečný vzorec, který vezme v úvahu hlavní faktory, bude mít následující tvar: R = p20 * [1 + a * (t - 20)] * L / S.

AC poměry

Abychom porozuměli některým pojmům, například tomu, co se nazývá odpor aktivní a jaký ano, je nutné použít vzorec pro impedanci: sqr (Z) = sqr® + sqr (Xc-Xl). Střídavý odpor je celkový a skládá se z aktivního R, indukčního (Xl) a kapacitního (Xc).

Vzorec odporu

Odpor se nazývá aktivní, pokud v sekci nebo v úplném obvodu není žádná indukčnost nebo kapacita. Pro výpočet je nutné změřit hodnoty amplitudy proudu a napětí. Pro tyto účely se používá voltmetr a ampérmetr pro střídavý proud a napětí. Nevýhodou takových měření je však získání nikoli amplitudy, ale efektivních hodnot. Hodnoty amplitudy se počítají podle vzorců:

1. Pro U: Um = 1,4142 * Ud.
2. Pro I: Im = 1,4142 * Id.

Na základě těchto poměrů se vzorec aktivního odporu vypočítá podle vzorce: R = Um / Im. Aktivní odpor závisí také na Um a Im.

Jednoduché metody měření

Přesné výpočty R nejsou vždy vyžadovány a pro tyto účely se používá zařízení zvané ohmmetr. S růstem vědeckého pokroku se na trhu objevily kombinované přístroje - multimetry. Mají mnoho funkcí, ale hlavní je měření hodnot I, R a U. Existují také specializované přístroje pro měření velkých hodnot R, které se nazývají megaohmmetry. K měření úrovně izolace R mezi žilami kabelu se používá megaohmmetr.

Ohmmetr se také používá pro odstraňování problémů s elektrickými obvody a také vám umožňuje určit provozuschopnost rádiové součásti. Pro měření hodnot R, stejně jako pro identifikaci poruch, je nutné dodržovat pravidla elektrické bezpečnosti a odpojit část obvodu. Je také nutné vybít kondenzátory, protože jejich nabití může poškodit zařízení, které je v režimu měření R.

Aktivní odpor ve střídavém obvodu je tedy jakákoli zátěž, která není kapacitní nebo indukční a v závislosti na teplotě, typu deformace, typu látky, Um, Im, délce a S dirigent.