Reaktívny odpor: vznik elektrického odporu

V elektrotechnike sa aktívny a reaktívny odpor zvyčajne nazýva hodnota, ktorá charakterizuje reakčnú silu úsek elektrického obvodu riadený (usporiadaný) pohyb častíc alebo kvázičastíc - nosičov elektr poplatok. Táto opozícia vzniká premenou elektriny na iné formy energie. V prípade nevratnej zmeny elektrickej energie reťazového článku na iné druhy energie bude reakcia aktívna.

Vlastnosť aktívneho a reaktívneho odporu

Sieť striedavého prúdu má nevratnú transformáciu a prenos energie na prvky elektrického obvodu. Výmenou elektriny s obvodovými komponentmi a zdrojom energie bude odpor reaktívny.

Ak za príklad vezmeme mikrovlnnú rúru, elektrická energia sa v nej nenávratne premieňa na teplo, v dôsledku čoho mikrovlnná rúra prijíma aktívnu opozíciu, ako aj prvky, ktoré transformujú elektrickú energiu na svetelnú, mechanickú atď. atď.

Striedavý prúd prechádzajúci cez sústredené elektrické prvky vytvára reaktanciu, ktorá je spôsobená hlavne indukčnosťou a kapacitou.

Aktívny odpor je priamo úmerný počtu úplných cyklov zmien elektromotorickej sily (EMF), ktoré nastali za jednu sekundu. Čím väčšie je toto množstvo, tým vyšší je aktívny odpor.

Mnoho spotrebiteľov má však indukčné a kapacitné vlastnosti v čase prechodu striedavého prúdu cez ne.. Tie obsahujú:

• kondenzátory;
• tlmivky;
• elektromagnety;
• transformátory.

Je potrebné vziať do úvahy aktívny aj reaktívny odpor, ktorý je spôsobený prítomnosťou kapacitnej a indukčnej charakteristiky v elektrickom spotrebiči. Prerušenie a uzavretie obvodu jednosmerného prúdu prechádzajúceho cez ktorékoľvek z vinutí paralelne s konverziou prúdu dôjde aj k zmene magnetického toku vo vnútri samotného vinutia, v dôsledku čoho sa v ňom objaví elektromotorická sila samoindukcia.

Podobná situácia sa prejaví aj vo vinutí.zapojený do obvodu so striedavým prúdom, len s tým rozdielom, že v tomto prípade sa prúd plynule mení parametricky aj smerom. Z toho vyplýva, že parameter magnetického toku prenikajúceho do vinutia, v ktorom sa indukuje elektromotorická sila samoindukcie, sa bude neustále meniť.

Zároveň je vektor elektromotorickej sily vždy taký, že bráni konverzii prúdu. V dôsledku toho sa so zvýšením vo vinutí nastaví elektromotorická sila samoindukcie účelom zastavenia nárastu prúdu a pri znižovaní - naopak, bude sa snažiť udržať klesajúci prúd.

Ukazuje sa, že EMF, ktorý sa objaví vo vnútri vodiča (vinutia) zapojeného do obvodu striedavého prúdu, bude neustále odporovať prúdu, čím zabráni jeho zmene. Inými slovami, EMP možno považovať za pomocný odpor, ktorý spolu s aktívnym odpor cievky vytvára synergický efekt protipôsobenia proti striedavému prúdu prechádzajúcemu cievkou prúd.

Elektrotechnický zákon reaktancie

K tvorbe jalového odporu dochádza pomocou poklesu jalového výkonu spotrebovaného na vytvorenie elektromagnetického poľa v elektrickom obvode. Pokles jalového výkonu vzniká pripojením zariadenia s aktívnym odporom k meniču.

Ukázalo sa, že dvojpólové zariadenie pripojené k obvodu akumuluje iba obmedzený zlomok náboja, kým sa polarita napätia nezmení na diametrálne opačnú. Vďaka tomu elektrický prúd neklesne na nulu, ako pri jednosmerných obvodoch. Akumulácia náboja kondenzátorom priamo závisí od frekvencie elektrického prúdu.

Vzorec pre reaktanciu je imaginárna časť impedancie:

Z = R + jX, kde Z - komplexný elektrický odpor, R - aktívny elektrický odpor, X - jalový elektrický odpor, j - imaginárna jednotka.

Veľkosť jalového elektrického odporu môže byť vyjadrená hodnotami kapacitného a indukčného odporu.

Elektrická impedancia

Impedancia obvodu striedavého prúdu alebo impedancia je odrazom prúdu transformovaného v priebehu času. V elektrotechnickej literatúre sa označuje latinským písmenom Z. Impedancia je dvojrozmerná (vektorová) veličina, ktorá zahŕňa dve nezávislé skalárne jednorozmerné charakteristiky: aktívny a reaktívny odpor voči striedavému elektrickému prúdu. Jednoducho povedané, impedancia je celkový odpor a reaktancia.

Aktívna zložka impedancie, označená písmenom R, je mierou úrovne, pri ktorej materiál odoláva prúdeniu záporne nabitých častíc medzi svojimi atómami. Za materiály s nízkou odolnosťou sa považujú:

• zlato;
• striebro;
• meď.

Vysoko odolné materiály sa nazývajú dielektriká alebo izolátory. Zoznam takýchto materiálov obsahuje:

• polyetylén;
• sľuda;
• plexisklo.

Látky so stredným stupňom odolnosti sú klasifikované ako polovodiče. Táto skupina zahŕňa:

• oxidy kovov;
• zlúčeniny síry;
• zlúčeniny so selénom;
• chemické prvky (arzén, germánium, fosfor, kremík, síra, telúr, uhlík, galén atď.).

Impedancia sa vypočíta podľa vzorca: Z = √ R² + (XL - XC)², kde: R - aktívny elektrický odpor; XL - indukčná reaktancia, jednotka merania Ohm; XC je kapacitná reakcia, jednotka merania je Ohm. Celkový odpor sa vypočíta krok za krokom. Najprv sa nakreslí diagram, potom sa individuálne vypočítajú ekvivalentné odpory pre aktívnu, indukčnú a kapacitnú zložku záťaže a vypočíta sa celkový odpor elektrického obvodu.