Что такое реактивное сопротивление. Как рассчитывается реактивное сопротивление. Какие виды реактивного сопротивления существуют. Как реактивное сопротивление влияет на работу электрических цепей. Где применяется реактивное сопротивление в электротехнике.
Понятие и сущность реактивного сопротивления
Реактивное сопротивление — это важная характеристика электрических цепей переменного тока, которая описывает противодействие элементов цепи изменению тока или напряжения. В отличие от активного сопротивления, реактивное сопротивление не приводит к рассеиванию энергии в виде тепла, а лишь вызывает сдвиг фаз между током и напряжением.
Основными типами реактивного сопротивления являются:
- Индуктивное сопротивление (XL) — создается катушками индуктивности
- Емкостное сопротивление (XC) — создается конденсаторами
Реактивное сопротивление измеряется в омах (Ом), как и активное сопротивление. Однако в отличие от активного, реактивное сопротивление зависит от частоты переменного тока.
Расчет реактивного сопротивления
Для расчета реактивного сопротивления используются следующие формулы:
- Индуктивное сопротивление: XL = 2πfL, где f — частота, L — индуктивность
- Емкостное сопротивление: XC = 1/(2πfC), где f — частота, C — емкость
Как видно из формул, индуктивное сопротивление растет с увеличением частоты, а емкостное — уменьшается. Это объясняет различное поведение катушек и конденсаторов на разных частотах.
Влияние реактивного сопротивления на электрические цепи
Реактивное сопротивление оказывает существенное влияние на работу электрических цепей переменного тока:
- Вызывает сдвиг фаз между током и напряжением
- Приводит к появлению реактивной мощности
- Влияет на распределение токов и напряжений в цепи
- Изменяет частотные характеристики цепей
Понимание этих эффектов критически важно для расчета и проектирования электрических схем.
Применение реактивного сопротивления в электротехнике
Реактивное сопротивление находит широкое применение во многих областях электротехники и электроники:
- Фильтрация сигналов
- Настройка колебательных контуров
- Согласование импедансов
- Компенсация реактивной мощности
- Частотная коррекция усилителей
Правильное использование реактивных элементов позволяет создавать эффективные и надежные электронные устройства.
Отличия реактивного сопротивления от активного
Хотя реактивное и активное сопротивления измеряются в одних единицах, между ними есть принципиальные различия:
| Характеристика | Активное сопротивление | Реактивное сопротивление |
|---|---|---|
| Рассеивание энергии | Да, в виде тепла | Нет |
| Зависимость от частоты | Нет | Да |
| Сдвиг фаз | Не вызывает | Вызывает |
| Характер сопротивления | Всегда положительное | Может быть положительным или отрицательным |
Эти различия определяют особенности применения активных и реактивных элементов в электрических схемах.
Векторное представление реактивного сопротивления
В электротехнике реактивное сопротивление часто представляют в виде вектора на комплексной плоскости. Это позволяет наглядно отобразить взаимосвязь между активным и реактивным сопротивлениями, а также упростить расчеты в цепях переменного тока.
Векторная диаграмма сопротивлений выглядит следующим образом:
- Ось X — активное сопротивление (R)
- Ось Y — реактивное сопротивление (X)
- Вектор полного сопротивления (Z) — гипотенуза прямоугольного треугольника
Угол между вектором Z и осью X называется углом сдвига фаз и обозначается φ. Этот угол характеризует соотношение между активной и реактивной составляющими в цепи.
Резонанс в цепях с реактивным сопротивлением
Одним из интересных явлений в цепях с реактивным сопротивлением является резонанс. Резонанс возникает, когда индуктивное и емкостное сопротивления в цепи равны по модулю:
XL = XC
При резонансе происходит взаимная компенсация индуктивного и емкостного сопротивлений, что приводит к ряду интересных эффектов:
- Полное сопротивление цепи становится чисто активным
- Ток в цепи достигает максимального значения
- Напряжения на реактивных элементах могут многократно превышать входное напряжение
Резонанс широко используется в радиотехнике для настройки приемников и передатчиков.
Измерение реактивного сопротивления
Измерение реактивного сопротивления требует специальных приборов и методик, так как оно зависит от частоты и не может быть измерено обычным омметром. Основные методы измерения включают:
- Использование измерителей импеданса
- Применение векторных анализаторов цепей
- Мостовые методы измерения
- Резонансные методы
Выбор метода зависит от требуемой точности, диапазона частот и типа исследуемой цепи.
Реактивное сопротивление: формирование электросопротивления
В электротехнике активным и реактивным сопротивлением принято называть величину, характеризующую силу противодействия участка электрической цепи направленному (упорядоченному) движению частиц или квазичастиц — носителям электрического заряда. Это противодействие формируется методом преобразования электроэнергии в иные формы энергии. В случае необратимого изменения электрической энергии звена цепи в иные виды энергии, противодействие будет активным.
- Особенность активного и реактивного сопротивления
- Электротехнический закон реактанса
- Электрический импеданс
Особенность активного и реактивного сопротивления
Сеть с переменным током обладает необратимой трансформацией и передачей энергии элементам электрической цепи. Осуществляя обменный процесс электроэнергии с компонентами цепи и источником питания, сопротивление будет реактивным.
Если в качестве примера рассматривать микроволновую печь, электрическая энергия в ней необратимо конвертируется в тепловую, в результате чего микроволновая печь получает активное противодействие, равно как элементы, трансформирующие электрическую энергию в световую, механическую и т.
д.
Переменный ток, проходя через сосредоточенные электрические элементы, формирует реактивное сопротивление, которое вызвано главным образом индуктивностью и ёмкостью.
Активное сопротивление находится в прямой зависимости от количества полных циклов изменения электродвижущей силы (ЭДС), произошедших за одну секунду. Чем больше это количество, тем выше активное сопротивление.
Однако немало потребителей имеют индуктивные и емкостные свойства в момент прохождения сквозь них переменного тока. К ним можно отнести:
- конденсаторы;
- дроссели;
- электромагниты;
- трансформаторы.
Следует учитывать как активное, так и реактивное сопротивление, которое обусловлено присутствием в электропотребителе емкостного и индуктивного признака. Прерывая и замыкая цепь постоянного тока, проходящего по любой из обмоток, параллельно с преобразованием тока произойдет и изменение магнитного потока внутри самой обмотки, в итоге в ней появляется электродвижущая сила самоиндукции.
Аналогичная ситуация будет проявляться и в обмотке, подключенной к цепи с переменным током, с тем лишь отличием, что в этом случае ток беспрерывно меняется как по параметру, так и в направлении. Отсюда следует, что беспрерывно будет меняться параметр магнитного потока, проникающего в обмотку, в которой индуктируется электродвижущая сила самоиндукции.
Вместе с тем вектор электродвижущей силы неизменно таков, что он препятствует преобразованию тока. Следовательно, при нарастании внутри обмотки электродвижущая сила самоиндукции будет ставить своей целью приостановить возрастание тока, а при уменьшении — напротив, будет стараться сохранить убывающий ток.
Получается, что ЭДС, появляющаяся внутри проводника (обмотки), задействованного в цепи переменного тока, постоянно будет противодействовать току, препятствуя его изменению. Другими словами, ЭДС можно расценивать как вспомогательное сопротивление, которое совместно с активным сопротивлением катушки создает синергический эффект противодействия идущему через катушку переменному току.
Электротехнический закон реактанса
Формирование реактивного сопротивления происходит с помощью спада реактивной мощности, израсходованной на создание электромагнитного поля в электрической цепи. Спад реактивной мощности образуется способом подсоединения к преобразователю аппарата с активным сопротивлением.
Двухполюснику, подключенному к цепи, получается аккумулировать только лимитированную долю заряда до изменения полярности напряжения на диаметрально противоположную. Благодаря этому электроток не опускается до нулевой отметки, как в цепях постоянного тока. Накопление заряда конденсатором напрямую зависит от частоты электротока.
Формулой реактивного сопротивления определяется мнимая часть импеданса:
Z = R+jX, где Z — комплексное электросопротивление, R — активное электросопротивление, X — реактивное электросопротивление, j — мнимая единица.
Величину реактивного электросопротивления можно выразить через значения ёмкостного и индуктивного противодействия.
Электрический импеданс
Полное сопротивление цепи переменного тока или импеданс есть отражение трансформирующейся во времени величины тока. В электротехнической литературе обозначается латинской буквой Z. Импеданс является двумерной (векторной) величиной, включающей в себя две независимые скалярные одномерные характеристики: активное и реактивное противодействие переменному электротоку. Проще говоря, полное сопротивление — это активное и реактивное в сумме.
Активный компонент импеданса, обозначаемый буквой R, является критерием уровня, с которым материал противодействует потоку отрицательно заряженных частиц среди своих атомов.
- золото;
- серебро;
- медь.
Высокоомные материалы называют диэлектриками или изоляторами. К перечню таких материалов можно отнести:
- полиэтилен;
- слюду;
- оргстекло.
Вещества с промежуточной степенью противодействия относят к группе полупроводников. В эту группу входят:
- окисды металлов;
- сернистые соединения;
- соединения с селеном;
- химические элементы (мышьяк, германий, фосфор, кремний, сера, теллур, углерод, гален и др.).
Полное сопротивление вычисляется по формуле: Z = √ R2 +(XL — XC)2, где: R — активное электросопротивление; XL — индуктивное сопротивление, единица измерения Ом; XC — емкостное противодействие, единица измерения Ом. Полное противодействие рассчитывается пошагово. Вначале рисуют схему, потом вычисляют равнозначные противодействия индивидуально для активного, индуктивного и емкостного компонентов нагрузки и вычисляется полное противодействие электрической цепи.
РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
1.6. Реактивное сопротивление.
Если через обмотку катушки индуктивности с магнитопроводом
(сердечником) пропустить переменный ток, изменяющийся по синусоидальному
закону simt (см.
рис. 3),
возникнет, как мы говорили, магнитный поток, намагничивающий магнитопровод.
Ток и магнитный поток в магнитопроводе будут также переменными и возбудят
в обмотке ЭДС индукции. Она равна напряжению на выводах катушки, и в
то же время пропорциональна скорости изменения магнитного потока. В
итоге напряжение будет сдвинуто по фазе на -90° относительно тока. Это
значит, что ток отстает по фазе на 90° от напряжения.
Ток, протекающий через катушку, называется реактивным,
и в отличие от тока через активное сопротивление, он не приводит к расходованию
мощности. Кроме того, напряжение на катушке при фиксированном токе пропорционально
частоте, следовательно, сопротивление катушки возрастает с частотой.
Напряжение на катушке может быть рассчитано по закону Ома, в который
в качестве сопротивления надо подставить индуктивное сопротивление катушки:
XL = jL = j2fL
(индуктивное сопротивление).
Перед обозначением реактивного сопротивления
ставят символ j, в математике обозначающий мнимую величину, равную квадратному
корню из -1.
Посмотрим теперь, что получится, если к пластинам
конденсатора приложить переменное напряжение, изменяющееся по синусоидальному
закону simt. Через конденсатор
потечет переменный ток, вызванный тем, что пластины конденсатора должны
будут перезаряжаться столько раз в секунду, сколько раз ток изменяет
свое направление. Заряд на пластинах прямо пропорционален приложенному
напряжению (q = CU), а ток пропорционален скорости изменения заряда
(I = dq/dt).
Таким образом, ток через конденсатор также реактивный,
но опережает напряжение на 90°. Ток пропорционален частоте, следовательно,
емкостное сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте:
Хс = 1/jС = -j/С
(емкостное сопротивление).
Зависимости реактивных сопротивлений от частоты
показаны на рис. 6,а. В реальных электрических цепях встречаются как
реактивные, индуктивные и емкостные, так и активные сопротивления. Вместе
они образуют комплексные, или полные сопротивления, обозначаемые буквой
Z и математически представляющие собой комплексные числа, содержащие
действительную R и мнимую X части: Z = R + jX (полное сопротивление).
Как складываются активные сопротивления при последовательном и параллельном
соединении, мы уже изучали (рис. 2,г), и теперь нам осталось сказать, что и
полные сопротивления складываются точно так же, только не надо забывать про
знак реактивного сопротивления и символ j.
Будет очень полезно, если вы немного потренируетесь и попробуете написать полное
сопротивление цепей, содержащих различным образом включенные катушки индуктивности,
конденсаторы и резисторы (рис.
6, б-д). Очень скоро вы убедитесь, что одно и
то же полное сопротивление на одной, заданной частоте могут иметь цепи, выполненные
по-разному, и это открывает возможность их преобразования.
Например, цепь из последовательно соединенных резистора и конденсатора можно
заменить цепью, где те же элементы включены параллельно, но, разумеется, номиналы
у них будут другими. Также легко убедиться, что при последовательном соединении
двух катушек их индуктивности складываются, а вот емкости складываются при параллельном
соединении конденсаторов. Ну а теперь перейдем к обещанному рассказу о трансформаторах.
Радио, 1998
реактивное сопротивление
реактивное сопротивление
НЕ постоянный ток постоянного тока. Это приводит к индуктивному реактивному сопротивлению и емкостному реактивному сопротивлению. ПОСЛЕДНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ:
ВЫ ЗДЕСЬ: ГЛАВНАЯ > ОСНОВЫ > РЕАКТИВНОСТЬ
Что такое реактивное сопротивление?
Реактивное сопротивление — это свойство сопротивления или препятствия протеканию переменного тока или переменного напряжения в катушках индуктивности и конденсаторах. В частности, обратите внимание, что мы говорим только о переменном токе переменного тока, выражение которого включает в себя аудиочастоты af и радиочастоты rf. НЕ постоянный ток постоянного тока.
Индуктивное сопротивление
Когда переменный ток протекает через индуктивность, возникает противо-ЭДС или напряжение, противодействующее любому изменению начального тока. Это противодействие или сопротивление изменению тока измеряется индуктивным реактивным сопротивлением.
Индуктивное реактивное сопротивление определяется по формуле:
2 * пи * ж * л
где: 2 * пи = 6,2832; f = частота в герцах и L = индуктивность в генри
Емкостное реактивное сопротивление
Когда переменное напряжение протекает через емкость, происходит противоположное изменение начального напряжения, это противодействие или импеданс изменению напряжения измеряется с точки зрения емкостного реактивного сопротивления.
Реактивное емкостное сопротивление определяется по формуле:
1/(2*пи*ф*С)
где: 2 * пи = 6,2832; f = частота в герцах и C = емкость в фарадах
Некоторые примеры Reactance
Какое реактивное сопротивление имеет катушка индуктивности 6,8 мкГн на частоте 7 МГц? Используя приведенную выше формулу, мы получаем:
2 * пи * ж * л
где: 2 * пи = 6,2832; f = 7 000 000 Гц и L = 0,0000068 Генри
Ответ: = 299 Ом
Какое реактивное сопротивление имеет конденсатор емкостью 33 пФ на частоте 7 МГц? Используя приведенную выше формулу, мы получаем:
1/(2*пи*ф*С)
где: 2 * пи = 6,2832; f = 7 000 000 Гц и C = 0,0000000000033 фарад
Ответ: = 689 Ом
В реальном мире мы не используем такие большие числа, мы используем экспоненты на нашем карманном калькуляторе, чтобы получить такие числа:
Для индуктивного сопротивления
где: 2 * пи = 6,2832; f = 7 X 10 +6 Гц и L = 6,8 X -6 Генри
Ответ: = 299 Ом
Для емкостного реактивного сопротивления
1/(2*пи*ф*С)
где: 2 * пи = 6,2832; f = 7 X 10 +6 Гц и C = 33 X -12 Фарад
Ответ: = 689 Ом
СВЯЗАННЫЕ ТЕМЫ ПО РЕАКЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ
емкостьтекущий
импеданс
индуктивность
напряжение
Ссылка на эту страницу
НОВИНКА! — Как напрямую перейти на эту страницу
Хотите создать ссылку на мою страницу с вашего сайта? Это не может быть проще.
Знание HTML не требуется; даже технофобы могут это сделать. Все, что вам нужно сделать, это скопировать и вставить следующий код. Все ссылки приветствуются; Я искренне благодарю вас за вашу поддержку.Скопируйте и вставьте следующий код для текстовой ссылки :
<а
href="https://www.electronics-tutorials.com/basics/reactance.htm" target="_top">посетите страницу Яна Пурди "Reactance" на VK2TIP
и должно выглядеть так:
посетите страницу Ian Purdie VK2TIP «Reactance»
ВЫ ЗДЕСЬ: ГЛАВНАЯ > ОСНОВЫ > РЕАКТИВНОСТЬ
автор Ян С. Пурди, VK2TIP сайта www.electronics-tutorials.com заявляет о моральном праве на
быть идентифицированным как автор этого веб-сайта и всего его содержимого. Copyright © 2000, все права защищены. Смотрите копирование и ссылки.
Эти электронные учебные пособия предназначены для индивидуального частного использования, и автор не несет никакой ответственности за применение, использование, неправильное использование любого из этих проектов или учебных пособий по электронике, которые могут привести к прямому или косвенному ущербу или потерям, связанным с этими проектами или учебными пособиями.
. Все материалы предоставляются для бесплатного частного и публичного использования.
Коммерческое использование запрещено без предварительного письменного разрешения www.electronics-tutorials.com.
Copyright © 2000, все права защищены. URL — https://www.electronics-tutorials.com/basics/reactance.htm
Обновлено 15 мая 2000 г.
Реактивное сопротивление Определение и значение — Merriam-Webster
реактивность rē-ˈak-tən(t)s
: часть импеданса цепи переменного тока, обусловленная емкостью или индуктивностью, или тем и другим, и выраженная в омах
Примеры предложений
Недавние примеры в Интернете
Их выпрямитель с активной переменной реактивностью размещает магнитные пластины под транспортным средством, которые подключены к линии электропередач.
Тим Ньюкомб, 9 лет0142 Популярная механика , 17 июня 2022 г.
Одним из способов противодействия такому реактивному сопротивлению является изменение коммуникационной стратегии.
С. Шьям Сундар, Разговор , 14 сентября 2021 г.
Умное использование цифровых средств массовой информации может помочь передать важные сообщения о здоровье, не вызывая реактивного сопротивления .
С. Шьям Сундар, Разговор , 14 сент. 2021 г.
А сейчас реактиванс — антипрививочная фигня, распространяющаяся повсюду.
Кайл Уитмайр, al , 12 августа 2021 г.
А сейчас реактиванс — антипрививочная фигня, распространяющаяся повсюду.
Кайл Уитмайр, al , 12 августа 2021 г.
А теперь реактивное сопротивление — антипрививочный мусор, распространяющийся повсюду.
Кайл Уитмайр, al , 12 августа 2021 г.
Разработанная профессором Джона Бергером и представленная в книге «Катализатор: как изменить чье-либо мнение», REDUCE представляет собой основу для устранения пяти ключевых барьеров на пути к изменениям: реактивного сопротивления, обеспеченности, расстояния, неопределенности и подтверждающих доказательств.
Марк О’Доннелл, Forbes , 16 сентября 2021 г.
С тех пор, как коронавирус прибыл на наши берега, 9Реактивное сопротивление 0142 распространяется быстрее, чем болезнь.
Кайл Уитмайр, al , 12 августа 2021 г.
Узнать больше
Эти примеры предложений автоматически выбираются из различных онлайн-источников новостей, чтобы отразить текущее использование слова «реактивность».
Мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв.
История слов
Первое известное использование
около 1893 г., в значении, определенном выше
Путешественник во времени
Первое известное использование реактивного сопротивления было около 1893 г.
Посмотреть другие слова того же года реагировать против
реактивное сопротивление
катушка реактивного сопротивления
Посмотреть другие записи поблизости
Процитировать эту запись «Реактивное сопротивление».
