In der Elektrotechnik bezeichnet man als Wirk- und Blindwiderstand meist den Wert, der die Reaktionskraft charakterisiert Abschnitt des Stromkreises gerichtete (geordnete) Bewegung von Teilchen oder Quasiteilchen - Träger der elektrischen aufladen. Dieser Gegensatz entsteht durch die Umwandlung von Elektrizität in andere Energieformen. Bei einer irreversiblen Umwandlung der elektrischen Energie eines Kettengliedes in andere Energiearten wird die Reaktion aktiv.
Inhalt
- Merkmal des aktiven und reaktiven Widerstands
- Elektrotechnisches Reaktanzgesetz
- Elektrische Impedanz
Merkmal des aktiven und reaktiven Widerstands
Ein Wechselstromnetz hat eine irreversible Umwandlung und Übertragung von Energie auf die Elemente eines Stromkreises. Durch den Austausch von Elektrizität mit Schaltungskomponenten und einer Stromquelle wird der Widerstand reaktiv.
Betrachten wir als Beispiel einen Mikrowellenherd, wird darin elektrische Energie irreversibel in Wärme umgewandelt, wodurch der Mikrowellenherd erhält aktiven Widerstand sowie Elemente, die elektrische Energie in Licht, mechanische usw. umwandeln. usw.
Der Wechselstrom, der durch die konzentrierten elektrischen Elemente fließt, bildet eine Reaktanz, die hauptsächlich durch Induktivität und Kapazität verursacht wird.
Der aktive Widerstand ist direkt proportional zur Anzahl vollständiger Zyklen von Änderungen der elektromotorischen Kraft (EMF), die in einer Sekunde aufgetreten sind. Je größer dieser Betrag ist, desto höher ist der aktive Widerstand.
Viele Verbraucher haben jedoch zum Zeitpunkt der Wechselstromdurchleitung induktive und kapazitive Eigenschaften.. Diese beinhalten:
- Kondensatoren;
- Drosseln;
- Elektromagnete;
- Transformer.
Es ist sowohl der aktive als auch der reaktive Widerstand zu berücksichtigen, der auf das Vorhandensein einer kapazitiven und induktiven Eigenschaft in einem elektrischen Verbraucher zurückzuführen ist. Unterbrechen und Schließen des Gleichstromkreises durch eine der Wicklungen parallel zur Stromwandlung auch in der Wicklung selbst ändert sich der magnetische Fluss, wodurch eine elektromotorische Kraft in ihr auftritt Selbstinduktion.
Eine ähnliche Situation wird sich beim Wickeln manifestieren.an einen Stromkreis mit Wechselstrom angeschlossen, mit dem einzigen Unterschied, dass sich in diesem Fall der Strom sowohl in Parameter als auch in Richtung kontinuierlich ändert. Daraus folgt, dass sich der Parameter des magnetischen Flusses, der in die Wicklung eindringt, in der die elektromotorische Kraft der Selbstinduktion induziert wird, kontinuierlich ändert.
Gleichzeitig ist der Vektor der elektromotorischen Kraft immer so, dass er die Umwandlung des Stroms verhindert. Folglich wird mit einer Zunahme innerhalb der Wicklung die elektromotorische Kraft der Selbstinduktion ihre der Zweck, den Anstieg des Stroms zu stoppen, und wenn er abnimmt - im Gegenteil, es wird versucht, den Abfall aufrechtzuerhalten aktuell.
Es stellt sich heraus, dass die EMF, die innerhalb des Leiters (der Wicklung) des Wechselstromkreises auftritt, dem Strom ständig entgegenwirkt und verhindert, dass er sich ändert. Mit anderen Worten, EMF kann als Hilfswiderstand angesehen werden, der zusammen mit einem aktiven der Widerstand der Spule erzeugt einen synergistischen Gegenwirkungseffekt gegen den durch die Spule fließenden Wechselstrom aktuell.
Elektrotechnisches Reaktanzgesetz
Die Bildung von Blindwiderstand erfolgt mit Hilfe eines Abfalls der Blindleistung, die verbraucht wird, um ein elektromagnetisches Feld im Stromkreis zu erzeugen. Der Blindleistungsabfall wird gebildet, indem ein Gerät mit einem aktiven Widerstand an den Umrichter angeschlossen wird.
Es stellt sich heraus, dass ein an die Schaltung angeschlossenes Gerät mit zwei Anschlüssen nur einen begrenzten Bruchteil der Ladung akkumuliert, bis sich die Polarität der Spannung in das diametrale Gegenteil ändert. Dadurch sinkt der elektrische Strom nicht wie in Gleichstromkreisen auf Null. Die Ladungsakkumulation eines Kondensators hängt direkt von der Frequenz des elektrischen Stroms ab.
Die Formel für die Reaktanz ist der Imaginärteil der Impedanz:
Z = R + jX, wobei Z - komplexer elektrischer Widerstand, R - aktiver elektrischer Widerstand, X - reaktiver elektrischer Widerstand, j - imaginäre Einheit.
Die Größe des reaktiven elektrischen Widerstands kann durch die Werte des kapazitiven und induktiven Widerstands ausgedrückt werden.
Elektrische Impedanz
Die Impedanz eines Wechselstromkreises oder Impedanz ist ein Spiegelbild des im Laufe der Zeit umgewandelten Stroms. In der Elektroliteratur wird es mit dem lateinischen Buchstaben Z bezeichnet. Die Impedanz ist eine zweidimensionale (vektorielle) Größe, die zwei unabhängige skalare eindimensionale Eigenschaften umfasst: den aktiven und reaktiven Widerstand gegen elektrischen Wechselstrom. Einfach ausgedrückt ist die Impedanz der Gesamtwiderstand und die Reaktanz.
Die aktive Impedanzkomponente, mit dem Buchstaben R bezeichnet, ist ein Maß für das Niveau, bei dem ein Material dem Fluss negativ geladener Teilchen zwischen seinen Atomen widersteht. Als niederohmige Materialien gelten:
- Gold;
- Silber;
- Kupfer.
Hochohmige Materialien werden Dielektrika oder Isolatoren genannt. Die Liste solcher Materialien umfasst:
- Polyethylen;
- Glimmer;
- Plexiglas.
Stoffe mit einem mittleren Widerstandsgrad werden als Halbleiter klassifiziert. Diese Gruppe umfasst:
-
Metalloxide; - Schwefelverbindungen;
- Verbindungen mit Selen;
- chemische Elemente (Arsen, Germanium, Phosphor, Silizium, Schwefel, Tellur, Kohlenstoff, Galen usw.).
Die Impedanz berechnet sich nach der Formel: Z = √ R2 + (XL - XC)2, wobei: R - aktiver elektrischer Widerstand; XL - induktive Reaktanz, Maßeinheit Ohm; XC ist die kapazitive Reaktion, die Maßeinheit ist Ohm. Der Gesamtwiderstand wird Schritt für Schritt berechnet. Zuerst wird ein Diagramm gezeichnet, dann werden für die aktiven, induktiven und kapazitiven Komponenten der Last einzeln Ersatzwiderstände berechnet und der Gesamtwiderstand des Stromkreises berechnet.
