Резистор в цепи переменного тока это. Резисторы в цепях переменного тока: особенности работы и расчета — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работают резисторы в цепях переменного тока. Чем отличается сопротивление переменному и постоянному току. Как рассчитать параметры резистора в цепи переменного тока. Формулы и примеры расчетов.

Содержание

Особенности работы резистора в цепи переменного тока

Резистор в цепи переменного тока ведет себя несколько иначе, чем в цепи постоянного тока. Основные отличия заключаются в следующем:

В цепи переменного тока через резистор протекает переменный ток, постоянно меняющий свое направление и величину.
Напряжение на резисторе также является переменным и синфазным с током.
Активное сопротивление резистора не зависит от частоты переменного тока.
Резистор в цепи переменного тока преобразует электрическую энергию в тепловую.

При этом для резистора в цепи переменного тока продолжает выполняться закон Ома, но с использованием действующих значений тока и напряжения:

U = I * R

Где:

U — действующее значение напряжения на резисторе

I — действующее значение тока через резистор
R — активное сопротивление резистора

Расчет параметров резистора в цепи переменного тока

При расчетах цепей переменного тока с резисторами используются следующие основные формулы:

Мгновенное значение напряжения на резисторе: u = Um * sin(ωt)
Мгновенное значение тока через резистор: i = Im * sin(ωt)
Действующее значение напряжения: U = Um / √2
Действующее значение тока: I = Im / √2
Активная мощность на резисторе: P = U * I = I^2 * R = U^2 / R

Где:

Um, Im — амплитудные значения напряжения и тока
ω — угловая частота
t — время

Векторная диаграмма тока и напряжения для резистора

Для резистора в цепи переменного тока векторы тока и напряжения совпадают по фазе. Это означает, что между током и напряжением нет сдвига по фазе. Векторная диаграмма выглядит следующим образом:

«` «`

Как видно из диаграммы, векторы тока и напряжения для резистора направлены в одну сторону, что соответствует нулевому фазовому сдвигу между ними.

Примеры расчета параметров резистора в цепи переменного тока

Пример 1

Резистор сопротивлением 100 Ом подключен к источнику переменного напряжения с действующим значением 220 В. Определить:

Действующее значение тока
Амплитудное значение тока
Мгновенное значение тока при ωt = π/6
Активную мощность, выделяемую на резисторе

Решение:

Действующее значение тока: I = U / R = 220 В / 100 Ом = 2.2 А
Амплитудное значение тока: Im = I * √2 = 2.2 А * √2 ≈ 3.11 А
Мгновенное значение тока: i = Im * sin(ωt) = 3.11 А * sin(π/6) ≈ 1.56 А
Активная мощность: P = U * I = 220 В * 2.2 А = 484 Вт

Пример 2

К источнику переменного напряжения с частотой 50 Гц подключен резистор. Амплитудное значение тока через резистор равно 5 А, а действующее значение напряжения на нем 110 В. Определить:

Сопротивление резистора
Действующее значение тока
Амплитудное значение напряжения
Мгновенное значение напряжения через 5 мс после начала периода

Решение:

Действующее значение тока: I = Im / √2 = 5 А / √2 ≈ 3.54 А
Сопротивление резистора: R = U / I = 110 В / 3.54 А ≈ 31.1 Ом
Амплитудное значение напряжения: Um = U * √2 = 110 В * √2 ≈ 155.6 В
Мгновенное значение напряжения: ω = 2πf = 2π * 50 Гц = 314.16 рад/с t = 5 мс = 0.005 с u = Um * sin(ωt) = 155.6 В * sin(314.16 * 0.005) ≈ 139.7 В

Отличия сопротивления переменному и постоянному току

Хотя активное сопротивление резистора одинаково для постоянного и переменного тока, есть некоторые отличия в поведении проводников:

При переменном токе возникает поверхностный эффект (скин-эффект), из-за которого ток течет преимущественно по поверхности проводника. Это приводит к увеличению эффективного сопротивления.

В проводах при переменном токе возникают вихревые токи, создающие дополнительные потери энергии.
Сопротивление проводника переменному току обычно выше, чем постоянному. Отношение этих сопротивлений называется коэффициентом увеличения сопротивления.

Формула для расчета коэффициента увеличения сопротивления:

k = R_ac / R_dc

Где:

k — коэффициент увеличения сопротивления
R_ac — сопротивление переменному току
R_dc — сопротивление постоянному току

Для большинства проводников этот коэффициент находится в диапазоне 1.5-2.

Заключение

Понимание особенностей работы резисторов в цепях переменного тока важно для правильного расчета и проектирования электрических схем. Ключевые моменты:

Закон Ома выполняется для действующих значений тока и напряжения
Векторы тока и напряжения для резистора совпадают по фазе
Активное сопротивление не зависит от частоты

Необходимо учитывать поверхностный эффект и вихревые токи при высоких частотах

Правильный учет этих факторов позволяет корректно рассчитывать параметры цепей переменного тока с резисторами и избегать ошибок при проектировании.

Резистор в цепи переменного тока

Активное сопротивление R – это такое сопротивление, в котором происходит превращение электрической энергии во внутреннюю энергию. Величина активного сопротивления:

Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике с активным сопротивлением R , включенном в цепь переменного тока. Если индуктивность проводника L очень мала, то при изменении напряжения по закону , напряженность электрического поля в проводнике изменяется по такому же закону. В результате в проводнике возникает электрический ток, частота и фаза колебаний которого совпадает с частотой и фазой напряжения (рисунок 43).

Рисунок 43. Синфазные колебания напряжения и силы тока

, где R – сопротивление цепи.

Мгновенная мощность переменного тока в этом случае:

Среднее значение квадрата косинуса за период равно 0,5 (рисунок 44).

Рисунок 44. Среднее значение квадрата косинуса

Поэтому среднее значение мощности: .

Для того, чтобы формула расчета мощности переменного тока совпадала по форме с аналогичной формулой для постоянного тока вводится понятие действующих (эффективных) значений силы тока и напряжения ; .

Средняя мощность переменного тока

При малой частоте переменного тока можно считать, что активное сопротивление проводника не зависит от частоты. Поэтому напряжение и ток синфазные.

Катушка с индуктивностью в цепи переменного тока

Пусть в цепь переменного тока включена идеальная катушка с R=0. Тогда при протекании тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции:

Так как R=0 , то ЭДС самоиндукции в любой момент времени равна по величине и противоположна по знаку напряжению на концах катушки:

Таким образом, при изменении тока в катушке по гармоническому закону напряжение на ее концах изменяется тоже по гармоническому закону, но со сдвигом фазы.

Напряжение на катушке опережает по фазе колебания силы тока на угол . — индуктивное сопротивление. Сдвиг фазы колебаний напряжения (на идеальной катушке) относительно колебаний силы тока на приводит к тому, что мощность переменного тока на катушке в течение периода меняет знак и среднее значение мощности за период равно 0.

Конденсатор с электроемкостью с в цепи переменного тока

При изменении напряжения на обкладках конденсатора по закону: заряд на его обкладках:.

Электрический ток: .

Таким образом, колебания напряжения на обкладках конденсатора отстает по фазе на угол от колебаний тока. . Емкостное сопротивление:

Среднее значение мощности переменного тока на конденсаторе за период равно 0.

Векторная диаграмма напряжений. Закон Ома для цепи переменного тока.

Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из последовательного соединения резистора R, конденсатора C и катушки L (рисунок 45).

Рисунок 45. Цепь последовательного соединения R, L и C

В последовательной цепи сила тока одинакова во всех элементах цепи , а напряжение: . Напряжение на катушке опережает ток на , а напряжение на конденсаторе отстает от тока на . Поэтому: ,

где , и — амплитуды напряжения на резисторе, конденсаторе и катушке соответственно. Составим векторную диаграмму (рисунок 46)

Рисунок 46. Векторная диаграмма напряжений

Из диаграммы следует, что: или:

 Отсюда:

Обозначим — полное сопротивление цепи переменного тока.

Тогда: — закон Ома для цепи переменного тока.

Из рассмотрения векторной диаграммы следует, что фаза колебаний полного напряжения равна . Поэтому мгновенное значение напряжения: . Начальную фазу напряжения можно определить следующим образом:

Переменный электрический ток. Резистор в цепи переменного тока

В идеальном колебательном контуре, то есть в контуре без активного сопротивления, возникающие электромагнитные колебания могут существовать бесконечно долго. Однако в реальных контурах всегда имеется нагрузка, обладающее сопротивлением. Поэтому часть энергии контура всегда превращается во внутреннюю энергию проводников. Проще говоря, реальные электромагнитные колебания в контуре являются затухающими. Для того чтобы они были незатухающими, необходимо компенсировались потери энергии при каждом полном колебании в контуре.

Давайте с вами вспомним, что для механических колебаний это достигалось путём воздействия внешней периодической силы. В результате в системе возникали вынужденные колебания. Аналогично этому вынужденные электромагнитные колебания в колебательном контуре происходят под действием внешней периодически изменяющейся ЭДС или внешнего изменяющегося напряжения. При этом напряжение в цепи и сила тока изменяются как по знаку, так и по модулю.

Ток, сила и направление которого периодически меняются, называется переменным.

В настоящее время основная часть электроэнергии в мире вырабатывается с помощью электромеханических индукционных генераторов переменного тока, создающими синусоидальное напряжение.

Индукционным генератором переменного тока называется устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в энергию переменного тока.

Как следует из названия устройства, принцип действия такого генератора основан на явлении электромагнитной индукции. Основными частями индукционного генератора переменного тока являются:

индуктор — это постоянный магнит или электромагнит, который создаёт магнитное поле;

якорь — это обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС;

и колле́ктор — это контактные кольца и скользящие по ним контактные пластины (щётки). С помощью коллектора ток снимается или подводится к вращающимся частям.

Давайте рассмотрим принцип действия простейшего индукционного генератора на примере проводящей рамки с током, вращающейся в однородном магнитном поле с постоянной угловой скоростью.

Пусть в начальный момент времени угол между нормалью к плоскости рамки и линиями индукции магнитного поля равен нулю.

Так как рамка вращается с постоянной угловой скоростью, то данный угол будет меняться с течением времени по линейному закону:

Тогда будет меняться и магнитный поток через поверхность, ограниченную плоскостью рамки:

Поскольку магнитный поток, пронизывающий рамку, изменяется со временем, то в ней согласно закону Фарадея индуцируется ЭДС индукции, равная первой производной магнитного потока по времени, взятой с обратным знаком:

Произведение величин, стоящих перед функцией синуса есть ничто иное, как амплитудное значение ЭДС индукции:

Отсюда следует, что изменение ЭДС индукции в контуре со временем происходит по закону синуса:

Это достаточно легко проверить, если подключить выводы вращающейся рамки к осциллографу. Нетрудно увидеть, что временная развёртка представляет собой синусоиду.

Если к выводам рамки подключить нагрузку с достаточно большим сопротивлением (намного большим, чем сопротивление рамки), то по ней будет проходить переменный ток.

По закону Ома для полной цепи его сила будет также изменяться по синусоидальному закону:

Анализируя последние два выражения, мы можем сделать вывод, что в цепи, содержащей, кроме рамки, только сопротивление, колебания напряжения и колебания силы тока совпадают по фазе, одновременно достигая максимумов и минимумов.

Однако в общем случае (например, когда в цепи присутствует конденсатор, или катушка, или то и другое одновременно) колебания силы тока в цепи и напряжения будут происходить с одинаковой частотой, но не будут совпадать по фазе:

Ещё раз обратим ваше внимание на то, что ток в цепи проходит в одном направлении в течение полуоборота рамки, а затем меняет направление на противоположное, которое также остаётся неизменным в течение следующего полуоборота.

Промежуток времени, в течение которого ЭДС совершает одно полное колебание, называется периодом переменного тока.

А число полных колебаний за одну секунду называется частотой тока.

В электрических сетях большинства стран мира (в том числе и в России) стандартная частота переменного тока равна 50 Гц. Продолжительность периода такого тока составляет всего 0,02 с. Такая частота переменного тока была выбрана с участием известного немецкого электротехника польско-русского происхождения Михаила Осиповича Доливо-Добровольского.

Однако, например, в США, Канаде и некоторых других странах по рекомендации известного сербского учёного Николы Тесла, стандартная частота переменного тока равна 60 Гц.

Мы рассмотрели на схеме принцип работы генератора переменного тока. Однако такой тип генераторов (с неподвижной магнитной системой и вращающимся якорем) используется достаточно редко. Дело в том, что при помощи подвижных контактов практически невозможно отводить от генератора ток высокого напряжения из-за сильного искрения в контактах. Поэтому почти во всех индукционных генераторах переменного тока якорь, в котором индуцируется ЭДС, устанавливают неподвижно, а вращаться заставляют индуктор.

Вращающаяся часть генератора называется ротором. Он располагается внутри неподвижной стальной станины цилиндрической формы, называемой статором. Во внутренней части статора имеются специальные пазы, в которые укладывается медный провод в виде витков. При вращении ротора в этих витках и индуцируется переменный ток.

Ротор также имеет сложную форму и представляет собой стальной сердечник с навитой на него обмоткой. По обмотке пропускается постоянный ток, который подводится через щётки и кольца от постороннего источника постоянного тока. Создаваемое этим током магнитное поле вращается вместе с ротором. При этом силовые линии поля будут пересекать проводники, вложенные в пазы статора, и индуцировать в них ЭДС.

Современные мощные генераторы вырабатывают напряжение до 15—20 кВ, а их коэффициент полезного действия может достигать 97—98 %.

Теперь давайте рассмотрим некоторые новые закономерности, которые возникают в электрической цепи при её подключении к источнику переменного тока. Итак, пусть источник создаёт переменно напряжение, изменяющееся со временем по закону синуса:

По закону Ома для участка цепи, содержащим только сопротивление, сила тока во всей цепи будет также изменяться по гармоническому закону:

Максимальные величины напряжения и силы тока называются амплитудными значениями напряжения и силы тока соответственно.

А значения напряжения и силы тока в любой момент времени называются мгновенными.

Зная их, можно рассчитать мгновенную мощность переменного тока, которая, в отличие от цепей постоянного тока, изменяется с течением времени:

Под средней за период мощностью переменного тока понимают отношение суммарной энергии, поступающей в цепь за период, к периоду.

С учётом зависимости силы тока от времени перепишем выражение для мгновенной мощности на резисторе в цепи переменного тока:

Поскольку мгновенная мощность изменяется со временем, то использовать эту величину на практике в качестве характеристики длительно протекающих процессов очень неудобно. Давайте перепишем нашу формулу для мощности немного по-другому (воспользовавшись знаниями из математики):

Как видим, в полученном уравнении первое слагаемое не зависит от времени. А второе слагаемое — это переменная составляющая, являющаяся функцией двойного угла. Её среднее значение за период (или время, кратное периоду) равно нулю, поскольку половину периода косинус принимает положительные значения, а вторую — отрицательные. Поэтому среднее значение мощности переменного тока за время, большее чем период колебаний, можно найти как половину произведения амплитудных значений силы тока и напряжения, или половину произведения квадрата амплитудного значения силы тока и сопротивления:

Таким образом, сопротивление играет двоякую роль в цепи переменного тока. Во-первых, оно ограничивает силу тока. А во-вторых, на активном сопротивлении происходит безвозвратное превращение электроэнергии в другие виды (в частности, во внутреннюю).

Выражение для средней мощности позволяет ввести действующие или эффективные значения силы тока и напряжения, которые используются в качестве основных характеристик переменного тока.

Действующее значение силы переменного тока равно силе такого постоянного тока, который, проходя в электрической цепи по активному сопротивлению, выделяет за промежуток времени, кратный периоду колебаний, такое же количество теплоты, что и данный переменный ток.

Оно численно равно квадратному корню из среднего за период значения квадрата силы переменного тока:

Аналогично можно ввести действующее значение для напряжения и ЭДС:

Амперметры и вольтметры регистрируют именно действующие значения силы тока и напряжения.

Для закрепления материала, решим с вами одну небольшую задачу. Квадратная рамка площадью 500 см² вращается в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной полю, совершая 25 оборотов в секунду. Определите действующее значение силы тока в рамке, если её сопротивление равно 5 Ом.

В заключение урока отметим, что закон Ома для участка цепи переменного тока, содержащего только резистор, выполняется как для амплитудных и действующих, так и для мгновенных значений напряжения и силы тока вследствие того, что их колебания совпадают по фазе.

Таким образом, резисторы оказывают сопротивление как постоянному, так и переменному току, при этом в обоих случаях в них происходит превращение электрической энергии в энергию теплового движения частиц. Вследствие этого сопротивление резисторов получило название активного или омического сопротивления.

Поведение резистора при переменном токе

Импеданс

Рассчитать

Проверить

Конденсатор

Катушка индуктивности

Вклад в комплексный импеданс	Векторная диаграмма

Для обычных токов и частот резистор ведет себя как диссипативный элемент, преобразующий электрическую энергию в тепло. Он не зависит от направления тока и частоты. Поэтому мы говорим, что импеданс резистора по переменному току равен его сопротивлению постоянному току. Однако это предполагает, что вы используете среднеквадратичные или эффективные значения тока и напряжения в случае переменного тока.

Индекс

Цепи переменного тока

Гиперфизика***** Электричество и магнетизм

R Ступица

Токи и напряжения в цепях переменного тока обычно указываются как среднеквадратические или среднеквадратичные значения, а не указываются максимальные значения. Среднеквадратичное значение тока определяется как

То есть вы берете квадрат тока и усредняете его, затем извлекаете квадратный корень. При этом процесс осуществляется для синусоидального тока

Поскольку переменное напряжение также является синусоидальным, форма среднеквадратичного значения напряжения такая же. Эти среднеквадратичные значения являются просто эффективным значением, необходимым в выражении для средней мощности, чтобы представить мощность переменного тока в той же форме, что и выражение для мощности постоянного тока в резисторе. В резисторе, где коэффициент мощности равен 1:

Поскольку и напряжение, и ток синусоидальны, выражение мощности может быть выражено через квадраты функций синуса или косинуса, а среднее значение квадрата синуса или косинуса за весь период равно 1/2.

Среднее триггерных функций

Индекс

Цепи переменного тока

Гиперфизика***** Электричество и магнетизм

R Ступица

Что такое резисторы в цепях переменного и постоянного тока

Закон Ома (V = IR) по-прежнему применяется в цепи с резистором и источником питания переменного тока. Прохождение электрического заряда только в одном направлении известно как постоянный ток (DC). Это устойчивое состояние цепи постоянного напряжения. С другой стороны, большинство известных приложений полагаются на переменный во времени источник напряжения. Поток электрического заряда, который иногда меняет направление, известен как переменный ток (AC). Цепь известна как цепь переменного тока, если источник часто меняется, особенно синусоидально. Коммерческая и жилая электроэнергия, например, отвечает широкому спектру наших требований. предоставляет графики зависимости напряжения и тока от времени для обычных источников питания постоянного и переменного тока. Напряжение и частота переменного тока, которые обычно используются в домах и на предприятиях, различаются в разных странах.

В этой статье вы узнаете о резисторах в цепях переменного и постоянного тока, их формуле, расходных материалах, схемах, расчетах и примерах. Вы также узнаете сопротивление между переменным и постоянным током.

Подробнее: Понимание комбинированных резисторов в последовательности и параллельном

Содержание

1 AC и DC CURESTORS
- - - 1,0,0,1 Диаграмма AC и DCRESSERPE REPESOR:
    - 1,0,0,1 Диаграмма AC и DCRESSOR:
    - 1,0,0,1.0174 2 Разница между сопротивлением переменного тока и постоянного тока
      - 2.1 Сопротивление переменного тока
        2,1,1 Измерение сопротивления переменного тока
      - 2,2 СОВЕРИТЕ НАШЕГО НА НАМОГО БЕЗОПАСНОСТИ
      - 2,3 DCESANCENANCE
        2.3.1 DCSISPAUSE 9017. сопротивление, какое из них больше:
    - 2.4 Формула скин-эффекта:
  - 3 Резистор с питанием постоянным и переменным током
  - 4 Примеры резисторов в цепях переменного тока
    - 9.1 Пример 4.10181
    - 4.2 Пример 2
      - 4.2.0.1 Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о резисторах в цепях переменного и постоянного тока:
Резисторы цепи переменного и постоянного тока
Поток электричества является однонаправленным при постоянном токе (DC). Полярность и направление напряжения и тока в постоянном токе всегда одинаковы. Аккумулятор используется для получения постоянного тока. С другой стороны, в переменном токе (AC) поток электрического заряда иногда меняет направление. Со временем полярность напряжения переменного тока меняется с положительной на отрицательную. Из-за изменения направления тока сместилась полярность напряжения.
Переменный ток — это тип электричества, который используется для питания домов, предприятий и других учреждений. Хотя синусоидальная волна является наиболее распространенным типом источника переменного тока, в некоторых приложениях также используются другие формы волны, такие как треугольная волна, прямоугольная волна и пилообразная волна.
Сопротивление — это свойство вещества или материала, препятствующее прохождению через него электричества. ИЛИ, сопротивление — это способность цепи или элемента (называемого резистором) сопротивляться протеканию через него тока. Дерево, воздух, слюда, стекло, резина, вольфрам и другие материалы являются примерами высокоомных резисторов. Единицей сопротивления является «Ом», который определяется как Ω и обозначается буквой «R».
Подробнее: Что такое резисторы
Схема цепи резисторов переменного и постоянного тока:
Разница между сопротивлением постоянному и постоянному току
Сопротивление переменному току
Импеданс — это термин, используемый для описания сопротивления в цепях переменного тока. Полное сопротивление в цепях переменного тока представляет собой общее сопротивление (сопротивление, индуктивное сопротивление и емкостное сопротивление) (Z). Когда переменный ток протекает через провод (резистор, катушку индуктивности или конденсатор), он создает магнитное поле на этом проводе, которое сопротивляется потоку переменного тока, а также сопротивлению этого провода. Эта противоположная причина называется индуктивностью. Свойство катушки (или провода), препятствующее любому увеличению или уменьшению тока или потока через нее, называется индуктивностью. Мы также знаем, что индуктивность существует только при переменном токе, поскольку величина тока постоянно меняется.
Свойство катушки провода в цепи переменного тока, которое противодействует изменению тока, известно как индуктивное реактивное сопротивление X _L . Индуктивное реактивное сопротивление имеет ту же единицу измерения, что и емкостное реактивное сопротивление, а именно Ом (Ом), хотя соответствующий символ для емкостного реактивного сопротивления — X _L .
В емкостной цепи емкостное реактивное сопротивление является сопротивлением току, протекающему исключительно в цепях переменного тока. Единица измерения емкостного сопротивления такая же, как у сопротивления и индуктивного сопротивления, а именно Ом (Ом), однако соответствующий символ X _С .
Измерение сопротивления переменному току
Формулы электрического сопротивления и импеданса в цепях переменного тока
В цепях переменного тока (емкостная или индуктивная нагрузка), сопротивление = полное сопротивление, т. е. R = Z L ² ) … В случае индуктивной нагрузки
Z = √ (R ² + X _C ² ) … В случае емкостной нагрузки
X _Л – Х _С ) ² …В случае как индуктивных, так и емкостных нагрузок.
Где;
X _L = индуктивное сопротивление
X _L = 2π f L… Где L = индуктивность в Генри
А;
X _C = емкостное реактивное сопротивление
X _C = 1/2π f C… Где C = емкость в фарадах.
Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетеню
Кроме того, в цепях переменного тока синусоидальная волна является наиболее используемым типом питания переменного тока. Типичное напряжение переменного тока описывается математической функцией.
В (t) = VMax sin ωt. Где:
В (t) — напряжение в функции времени. Напряжение меняется со временем.
t — переменное время в секундах.
VMax — это максимальное значение, которое может достигать синусоида как в положительном, так и в отрицательном направлении. Для положительного цикла это VMax, а для отрицательного цикла это -VMax.
ω – угловая частота. ω = 2πf.
f — частота синусоиды.
Подробнее: Понимание термистора
Сопротивление постоянному току
В цепях постоянного тока не существует понятия индуктивного и емкостного сопротивления. Поскольку цепи постоянного тока не имеют частоты, а амплитуда постоянного тока постоянна, емкостное и индуктивное сопротивление в цепях постоянного тока равны нулю. В результате используется только исходное сопротивление провода. В результате сопротивление провода для постоянного тока ниже, чем для переменного, поэтому линии переменного тока требуют большей изоляции, чем линии постоянного тока.
Измерение сопротивления постоянному току
Формулы электрического сопротивления. В цепях постоянного тока мы рассчитываем сопротивление по закону Ома.
Р = В/И.
Если вы пытаетесь выяснить, какое сопротивление использовать в электрической цепи, и не уверены, использовать ли переменный или постоянный ток, выберите переменный, если ток переменный, и постоянный, если ток постоянный.
Для цепей постоянного тока определение тока, напряжения и мощности в цепях постоянного тока выполняется по закону Ома. В этом примере полярность напряжения и тока считается постоянной. Значения индуктивности и емкости в чисто резистивных цепях переменного тока незначительны. В результате ток, напряжение и мощность будут рассчитываться с использованием того же закона Ома и правил схемы Кирхгофа. Различие заключается в использовании среднеквадратичного значения или мгновенного значения размаха.
Подробнее: Значение проволочного резистора
Сопротивление переменному или постоянному току, какое из них больше:
Как указывалось ранее, частота источника постоянного тока равна нулю, поэтому нет скин-эффекта (поведение переменного тока при протекании через поверхность, т. е. внешний слой проводника вместо сердечника провода). при использовании в цепях постоянного тока сопротивление переменному току в цепях переменного тока выше, чем подача постоянного тока в цепях постоянного тока из-за скин-эффекта.
Формула эффекта кожи:
δ = √(2ρ/ωµ)
Где;
δ = глубина скин-эффекта
ρ = удельное сопротивление
ω = 2π f = угловая частота
µ = проницаемость проводника
Таким образом, частота и скин-эффект напрямую связаны, т. е. если частота увеличивается. , скин-эффект также увеличивается, тогда как в постоянном токе нет ни частоты, ни скин-эффекта.
Как правило; Сопротивление переменному току = 1,6 x сопротивление постоянному току.
Подробнее: Знакомство с металлооксидными пленочными резисторами
Резистор с питанием постоянного и переменного тока
Пассивное устройство представляет собой резистор. Он не использует и не генерирует энергию. Здесь используется электрическая энергия. Однако резистор тратит электрическую энергию в виде тепла. Ниже расположен резистор с источником питания постоянного тока.
Сопротивление, представляющее собой отношение напряжения к току в резистивных цепях постоянного тока, является линейным.
Ниже расположен резистор с источником питания переменного тока.
Отношение напряжения к току в цепях переменного тока в основном определяется частотой питания f и фазовым углом или разностью фаз. В результате термин «импеданс» используется для описания сопротивления в цепях переменного тока, поскольку оно имеет как амплитуду, так и фазу, тогда как сопротивление в цепях постоянного тока имеет только величину. Импеданс обозначается буквой Z.
Подробнее: Цветовые коды резисторов
Примеры резисторов в цепях переменного тока
Пример 1
Используя следующую схему.
Резистивный нагревательный элемент подключен к источнику питания 240 В переменного тока. Нагревательный элемент потребляет 1,2 КВт мощности. Сопротивление нагревательного элемента можно оценить по формуле Ток, протекающий через нагревательный элемент, равен
I = P/V
P = 1,2 КВт = 1200 Вт.
В = 240 В.
Следовательно, I = 1200/240 = 5 Ампер.
Значение сопротивления нагревательного элемента можно рассчитать по закону Ома следующим образом:
R = V / I
R = 240 / 5 = 48 Ом.
Пример 2
Рассмотрим следующую цепь, в которой резистор сопротивлением 47 Ом подключен к источнику питания 120 В. Закон можно использовать для вычисления тока, протекающего через резистор.
I = V / R
I = 120 / 47 = 2,55 Ампер.