Reaktiivtakistus: elektritakistuse moodustumine

Elektrotehnikas nimetatakse aktiiv- ja reaktiivtakistust tavaliselt reaktsioonijõudu iseloomustavaks väärtuseks elektriahela osa osakeste või kvaasiosakeste suunatud (järjestatud) liikumine - elektrikandjad tasu. See opositsioon tekib elektrienergia muundamisel muudeks energialiikideks. Kui ahelalüli elektrienergia muutub pöördumatult teist tüüpi energiaks, on reaktsioon aktiivne.

Aktiivse ja reaktiivse takistuse omadus

Vahelduvvooluvõrgus toimub pöördumatu muundamine ja energia ülekandmine elektriahela elementidele. Vahetades elektrit vooluahela komponentide ja toiteallikaga, muutub takistus reaktiivseks.

Kui vaadelda näiteks mikrolaineahju, muundub selles olev elektrienergia pöördumatult soojuseks, mille tulemusena mikrolaineahi saab aktiivse vastuseisu, samuti elemendid, mis muudavad elektrienergia valguseks, mehaaniliseks jne. jne.

Vahelduvvool, mis läbib kokkupandud elektrilisi elemente, moodustab reaktantsi, mis on peamiselt põhjustatud induktiivsusest ja mahtuvusest.

Aktiivne takistus on otseses proportsioonis ühe sekundi jooksul toimunud elektromotoorjõu (EMF) täielike muutuste tsüklite arvuga. Mida suurem see kogus, seda suurem on aktiivne takistus.

Kuid paljudel tarbijatel on vahelduvvoolu läbimise ajal induktiivsed ja mahtuvuslikud omadused.. Need sisaldavad:

• kondensaatorid;
• lämbused;
• elektromagnetid;
• trafod.

Arvesse tuleb võtta nii aktiiv- kui ka reaktiivtakistust, mis on tingitud mahtuvusliku ja induktiivse karakteristiku olemasolust elektritarbijas. Mistahes mähist läbiva alalisvooluahela katkestamine ja sulgemine paralleelselt voolu muundamisega muutub ka mähise enda sees olev magnetvoog, mille tulemusena ilmub sellesse elektromotoorjõud eneseinduktsioon.

Sarnane olukord ilmneb ka mähises.ühendatud vahelduvvooluga vooluringi, ainsa erinevusega, et sel juhul muutub vool pidevalt nii parameetrites kui ka suunas. Sellest järeldub, et mähisesse tungiva magnetvoo parameeter, milles indutseeritakse iseinduktsiooni elektromotoorjõud, muutub pidevalt.

Samal ajal on elektromotoorjõu vektor alati selline, et see takistab voolu muundamist. Järelikult, kui mähise sees suureneb, määrab iseinduktsiooni elektromotoorjõud selle eesmärk on peatada voolu suurenemine ja vähenedes - vastupidi, see püüab hoida vähenevat praegune.

Selgub, et vahelduvvooluahelas oleva juhi (mähise) sees ilmuv EMF on pidevalt voolu vastu, takistades selle muutumist. Teisisõnu võib EMF-i vaadelda kui abitakistust, mis koos aktiivsega mähise takistus tekitab mähist läbiva vahelduvvoolu vastutoime sünergilise efekti praegune.

Reaktiivtakistuse elektrotehniline seadus

Reaktiivtakistuse moodustumine toimub elektriahelas elektromagnetvälja tekitamiseks kuluva reaktiivvõimsuse languse abil. Reaktiivvõimsuse langus tekib aktiivse takistusega seadme ühendamisel muunduriga.

Ahelaga ühendatud kaheklemmiline seade kogub ainult piiratud osa laengust, kuni pinge polaarsus muutub diametraalselt vastupidiseks. Tänu sellele ei lange elektrivool nullini, nagu alalisvooluahelates. Kondensaatori laengu kogunemine sõltub otseselt elektrivoolu sagedusest.

Reaktiivtakistuse valem on impedantsi kujuteldav osa:

Z = R + jX, kus Z - kompleksne elektritakistus, R - aktiivne elektritakistus, X - reaktiivne elektritakistus, j - mõtteline ühik.

Reaktiivse elektritakistuse suurust saab väljendada mahtuvusliku ja induktiivse takistuse väärtuste kaudu.

Elektriline impedants

Vahelduvvooluahela impedants ehk impedants on aja jooksul teisenenud voolu peegeldus. Elektrikirjanduses tähistatakse seda ladina tähega Z. Takistus on kahemõõtmeline (vektori) suurus, mis sisaldab kahte sõltumatut skalaarset ühemõõtmelist karakteristikku: aktiiv- ja reaktiivtakistus vahelduvvoolule. Lihtsamalt öeldes on impedants kogutakistus ja reaktants.

Aktiivse impedantsi komponent, mida tähistatakse tähega R, näitab taset, mille juures materjal peab vastu negatiivselt laetud osakeste voolule oma aatomite vahel. Madala vastupidavusega materjale peetakse:

• kuld;
• hõbe;
• vask.

Suure takistusega materjale nimetatakse dielektrikuteks või isolaatoriteks. Selliste materjalide loend sisaldab:

• polüetüleen;
• vilgukivi;
• pleksiklaasist.

Keskmise takistusastmega ained liigitatakse pooljuhtideks. Sellesse rühma kuuluvad:

• metallioksiidid;
• väävliühendid;
• ühendid seleeniga;
• keemilised elemendid (arseen, germaanium, fosfor, räni, väävel, telluur, süsinik, galeen jne).

Takistus arvutatakse valemiga: Z = √ R² + (XL - XC)², kus: R - aktiivne elektritakistus; XL - induktiivne reaktants, mõõtühik Ohm; XC on mahtuvuslik reaktsioon, mõõtühik on ohm. Kogutakistus arvutatakse samm-sammult. Esmalt koostatakse diagramm, seejärel arvutatakse koormuse aktiivsete, induktiivsete ja mahtuvuslike komponentide jaoks individuaalselt ekvivalentsed takistused ning arvutatakse elektriahela kogutakistus.