Сопротивление в цепи переменного тока: Активное сопротивление в цепи переменного тока: описание, формула

Содержание

Активное сопротивление в цепи переменного тока: описание, формула

Переменный ток — основной источник бытового и промышленного электроснабжения. При подаче напряжения на потребителях возникает сопротивление. Статья даст подробное разъяснение, что такое активное сопротивление в цепи переменного тока.

Дополнительно будет дана формула расчета этого значения, описаны разновидности, условия для идеальной цепи и основные факторы, влияющие на увеличение этих значений.

Переменный ток

Для того чтобы понять, что такое активное сопротивление, необходимо разобраться в самом явлении переменного тока. Переменным является такой тип тока, который непрерывно изменяет направление своего протекания. Во время протекания потенциалы переменного тока постоянно изменяются. Это происходит благодаря работе генератора, а точнее за счет взаимодействия магнитного поля с медной обмоткой. Движение хорошо прослеживается при помощи осциллографа. Своей формой оно напоминает синусоиду.

Роль переменного тока сложно переоценить. Главное его достоинство заключается в простоте передачи от источника к потребителю, возможность занижать или увеличивать напряжение при помощи трансформаторов. Также, переменные электрические токи можно доставлять потребителю с гораздо меньшими затратами.

Сопротивление

Сопротивлением является способность проводника замедлять прохождение заряженных частиц через свою структуру. На эту способность влияет материал проводника, его толщина и длина. Единицей измерения электрического сопротивления является 1 Ом.

Расчет производится при пропускании через проводник напряжения в один вольт и силой тока равной одному амперу. В электрических схемах данный параметр обозначается буквой «R».

Активное сопротивление

Переменный ток доставляется потребителю с целью его преобразования в иные виды энергии, например, тепло и свет. В бытовых сетях преобладает использование однофазного переменного тока. При подключении потребителя создается активное сопротивление.

Простые цепи переменного тока с активным сопротивлением включает в себя генератор тока и идеальный резистор. При этом должны соблюдаться необходимые условия для идеальной цепи:

  1. Активное сопротивление не должно равняться нулю, обязательное условие.
  2. Емкость и индуктивность цепи должны быть равны нулю.

Также, для идеального активного сопротивления должны соблюдаться следующие условия:

  1. Соблюдаются закон Ома для мгновенных, среднеквадратичных и амплитудных параметров цепи.
  2. Значение полностью независимо от амплитудных колебаний.
  3. Между током и напряжением отсутствует сдвиг фаз.
  4. Элемент, находящийся под напряжением, выделяет долю тепловой энергии, то есть нагревается.

Все эти условия позволяют электрическим приборам работать в пределах точно установленных параметров с максимальным КПД. Любое изменение может быть причиной отсутствия надежного контактного соединения или неисправностью самого потребителя.

Для того чтобы рассчитать величину активного сопротивления в цепи, необходимо знать величину напряжения и силы тока. Для расчета используется формула: R=U/I. Формула состоит из следующих значений:

  1. «R» — сопротивление, Ом;
  2. «U» — величина напряжения, вольт;
  3. «I» — величина силы тока, ампер.

Далее можно сделать простой расчет. В качестве потребителя выступает электрическая печь, включенная в цепь однофазного переменного тока:

  1. Напряжение цепи 240 вольт.
  2. При замере силы тока получено значение 4 ампера.
  3. R= 240/4=60 Ом.

Расчетная величина активного сопротивления — это не окончательное значение. На нее влияет прежде всего сечение проводов включенных в цепь, схема взаимодействия между цепями емкостных и полупроводниковых элементов.

Активное значение цепи также вызывает безвозвратную потерю первоначальной электрической энергии, а так же приводит к снижению мощности.

Активная емкость

В простой схеме величина активного значения также зависит от активной емкости. Для идеальной емкости — в схеме под переменным напряжением должен находится конденсатор. Идеальный конденсатор обозначается буквой «С».

Для получения идеальной цепи с активной емкостью, должны соблюдаться следующие условия:

  1. Активная индуктивность и сопротивление должны быть равны 0.
  2. Емкость самого конденсатора в цепи должна быть больше 0.

При данных условиях электрическая цепь приобретает следующие особенности:

  1. Закон Ома соблюдается без малейших отклонений.
  2. На переменный ток оказывается емкостное сопротивление «X».
  3. Прослеживается нелинейное уменьшение емкости при повышении частоты колебаний.
  4. Между напряжением и током происходит сдвиг по фазе до величины 90 градусов.
  5. Емкость цепи непостоянна. Причина кроется в периодическом накоплении и отдаче энергии.

Цепь переменного тока с активным емкостным сопротивлением может дополняться индуктивностью. Для создания индуктивности, в цепь включается катушка индуктивности. Катушка также добавляет свою долю сопротивления в общую цепь. При таком подключении в схеме появляется индуктивное сопротивление. Оба элемента: катушка и конденсатор, не являются конечными потребителями энергии. Эти элементы не находятся под постоянным напряжением, их работа строится на накоплении и отдаче тока в цепь.

Мощность

При наличии активного сопротивления, значительно снижается мощность этой цепи. Это значение зависит от скорости снижения напряжения и преобразования электрической энергии. В электрической схеме мощность обозначается буквой «P».

Для того чтобы добиться минимального снижения средней и мгновенной мощностей, которые образуются в момент появления активного сопротивления, снижения напряжения и преобразования энергий, необходимо чтобы простейшие цепи состояли из идеальных элементов с высокой электрической проводимостью.

Зависимость

Величина активного сопротивления во многом зависит от диаметра проводников. При подаче высокочастотных токов, сопротивление проводника может быть снижено, только если его поверхностный слой намного тоньше основного. Для того чтобы добиться идеального сечения, этот слой должен состоять из материала с очень высокой проводимостью, например, золота или серебра. Данный эффект возникает по причине взаимодействия напряжения и магнитного поля, образованного им. Поле сильно влияет на ток, протекающий по проводнику и выталкивает его на поверхностный слой. Таким образом ближе к поверхности проводника проводимость снижается и становится критично малой в его верхнем слое.

Так же присутствуют следующие эффекты: потери утечки и диэлектрические потери. Оба эффекта связаны с наличием конденсатора в цепи. Диэлектрические потери возникают за счет увеличения температуры диэлектрика внутри конденсатора. Потеря утечки возникает в следствии доли пробоя изолятор конденсатора.

Гистерезис. Это тоже тип потери энергии переменного тока. Такая потеря возникает при формировании магнитного поля вокруг предметов из металла. Электромагнитное воздействие приводит к нагреванию металла, а значит преобразованию энергии.

Последним фактором утечки является радиоизлучение. Радиоволны появляются по причине сильного магнитного поля и его взаимодействия с металлами цепи. Для подавления, особенно в радиоаппаратуре, используются экраны, которые впитывают часть поля и отталкивают остальную долю.

Замер

Измерение сопротивления осуществляется следующими способами:

  1. Вольтметр и амперметр. С помощью этих приборов измеряются величины силы тока и напряжения, а после производится расчет по описанной выше формуле.
  2. Логометром. Это прибор для измерения сопротивления под высоким напряжением и большой частотой. Его главное преимущество в сильном исключении зависимостей и погрешностей.
  3. Омметр. Прибор используется только для измерения по типу усилителя сигнала. При использовании омметра учитывается высокая погрешность, которая может достигать 5 %. Обычные омметры электронного типа не подходят для замера активного сопротивления.

Заключение

Активное сопротивление переменного тока важная величина. Она позволяет точно рассчитать, какая электроэнергия расходуется и какие ее утечки при этом возможны. В промышленных сетях при помощи этой величины рассчитывается доля потребления на различных участках с разными по мощности потребителями.

Видео по теме

Переменный ток. Активное сопротивление. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока

Огромное практическое значение имеют незатухающие вынужденные колебания. Свободные электромагнитные колебания в контуре быстро затухают и поэтому практически не используются. Переменный ток, используемый потребителями, представляет собой не что иное, как вынужденные электромагнитные колебания.  Частота переменного тока показывает число колебаний за 1 секунду. Стандартная частота промышленного тока равна 50 Герц. Значит, на протяжении 1 с ток 50 раз течет в одну сторону и 50 раз в другую. Частота 50 Герц принята для промышленного тока во многих странах мира. Сила тока и напряжение меняются со временем по гармоническому закону. Это вытекает из следующих рассуждений. Если напряжение на концах цепи меняется по гармоническому закону, то напряженность электрического поля внутри проводников будет также меняться гармонически. Эти гармонические изменения напряженности поля вызовут гармонические колебания скорости упорядоченного движения заряженных частиц и, следовательно, гармонические колебания силы тока. При изменении напряжения на концах цепи электрическое поле не меняется мгновенно во всей цепи. Если время распространения изменений поля в цепи гораздо меньше периода колебаний напряжения, то можно считать, что электрическое поле во всей цепи меняется почти мгновенно при изменении напряжения на концах цепи.  Переменное напряжение, использующее потребителями в осветительной сети, создается генераторами на электростанциях. Проволочную рамку, вращающуюся в постоянном однородном магнитном поле, можно рассматривать как простейшую модель генераторов переменного тока.  Поток магнитной индукции, который пронизывает проволочную рамку, пропорционален косинусу угла альфа между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции. При равномерном вращении рамки угол альфа увеличивается прямо пропорционально времени. Поэтому поток магнитной индукции меняется гармонически. Согласно закону электромагнитной индукции, ЭДС индукции в рамке равна взятой со знаком минус скорости изменения потока магнитной индукции по времени. Иначе ЭДС электромагнитной индукции равна производной потока магнитной индукции по времени. При изменении напряжения по гармоническому закону напряженность электрического поля в проводнике изменяется по такому же закону. Под действием переменного электрического поля в проводнике возникает переменный электрический ток, частота и фаза колебаний которого совпадает с частотой и фазой колебаний напряжения. Цепи с резистором. Цепь состоит из соединительных проводов и нагрузки с малой индуктивностью и большим сопротивлением, называемым активным сопротивлением. При наличии нагрузки, обладающей активным сопротивлением, цепь поглощает энергию, поступающую от генератора. Эта энергия превращается во внутреннюю энергию проводников — они нагреваются. В проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока по фазе совпадают с колебаниями напряжения. В цепи переменного тока промышленной частоты, равной 50 Герц, сила тока и напряжение изменяются сравнительно быстро. Мощность в цепи постоянного тока на участке с сопротивлением равна по определению произведению квадрата силы тока на сопротивление. На протяжении очень малого интервала времени переменный ток можно считать неизменным. Поэтому мгновенная мощность в цепи переменного тока на участке, имеющем активное сопротивление, определяется произведением квадрата мгновенного значения силы тока на сопротивление. Под средней за период мощностью переменного тока понимают отношение суммарной энергии, поступающей в цепь за период, к периоду. Человеку необходимо знать среднюю мощность тока на участке цепи за большой промежуток времени, включающий много периодов. 

Здесь изображен график зависимости мгновенной мощности от времени. На протяжении одной четверти периода мощность больше половины амплитудного значения. Но на протяжении следующей четверти периода мощность меньше этой величины. На протяжении одной четверти периода эта функция пробегает ряд положительных значений.  Половина квадрата амплитуды силы тока в колебательном электромагнитном контуре   есть среднее за период значение квадрата силы тока. Величина, равная квадратному корню из среднего значения квадрата силы тока, называется действующим значением силы переменного тока. Всегда можно подобрать такое значение силы постоянного тока, чтобы энергия, выделяемая за некоторое время этим током, равнялась энергии, выделяемой за то же время переменным током. Действующее значение силы переменного тока равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике то же количество теплоты, что и переменный ток за то же время. Нам важны общие характеристики колебаний, такие как амплитуда, период, частота, действующие значения силы тока и напряжения и средняя мощность. Именно действующие значения силы тока и напряжения регистрируют амперметры и вольтметры переменного тока.  Колебания силы тока в цепи с резистором совпадают по фазе с колебаниями напряжения. Мощность в цепи переменного тока определяется действующими значениями силы тока и напряжения. Мощность равна произведению силы тока и напряжения.  Фактически цепь, содержащая конденсатор, оказывается разомкнутой, так как обкладки конденсатора разделены диэлектриком. Поэтому постоянный ток не может существовать в цепи, содержащей конденсатор. Переменный ток способен течь в цепи, содержащей конденсатор. Проведем опыт. Составим последовательную цепь из конденсатора и лампы накаливания.  Постоянное напряжение на зажимах источника равно действующему значению переменного напряжения. При включении постоянного напряжения лампа не светится. Но при включении переменного напряжения лампа загорается. При этом емкость конденсатора достаточно велика. Происходит периодическая зарядка и разрядка конденсатора под действием переменного напряжения. Ток, текущий в цепи при перезарядке конденсатора, нагревает нить лампы. Рассмотрим цепь, содержащую только конденсатор, где сопротивлением проводов и обкладок конденсатора можно пренебречь. Напряжение на конденсаторе совпадает по значению с напряжением на концах цепи. Следовательно, заряд конденсатора меняется по гармоническому закону. Сила тока представляет собой производную заряда по времени. Приведем графики зависимости силы тока и напряжения от времени. Видно, что колебания силы тока опережают колебания напряжения на конденсаторе на пи вторых.  Амплитуда силы тока равна произведению максимального напряжения емкости конденсатора и циклической частоты колебаний. Величину икс-цэ, равную обратному произведению циклической частоты на электрическую емкость конденсатора, называют емкостным сопротивлением. Роль этой величины аналогична роли активного сопротивления в законе Ома.  Это и позволяет рассматривать емкостное сопротивление как сопротивление конденсатора переменному току. Чем больше емкость конденсатора, тем больше ток перезарядки. Это легко обнаружить по увеличению накала лампы при увеличении емкости конденсатора. С увеличением емкости конденсатора емкостное сопротивление уменьшается. Уменьшается оно и с увеличением частоты.
Индуктивность в цепи влияет на силу переменного тока. Это можно доказать с помощью простого опыта. Составим цепь из катушки большой индуктивности и электрической лампы накаливания. С помощью переключателя можно подключить эту цепь или к источнику постоянного напряжения, или к источнику переменного напряжения с равными значениями. Лампа светится ярче при постоянном напряжении. Следовательно, действующее значение силы переменного тока в рассматриваемой цепи меньше силы постоянного тока. Здесь проявляется самоиндукция.  При подключении катушки к источнику постоянного напряжения сила тока в цепи нарастает постепенно. Возникающее при нарастании силы тока вихревое электрическое поле тормозит движение электронов. Лишь со временем сила тока достигает наибольшего установившегося значения, соответствующего данному постоянному напряжению. Если напряжение быстро меняется, то сила тока не будет достигать тех значений, которые оно бы приобрело с течением времени при постоянном напряжении. Следовательно, максимальное значение силы переменного тока (его амплитуда) ограничивается индуктивностью цепи и будет тем меньше, чем больше индуктивность и чем больше частота приложенного напряжения. При изменении силы тока по гармоническому закону ЭДС самоиндукции будет равна противоположному значению производной индуктивности.  Так как удельная работа кулоновского поля равна напряжению на концах катушки, то напряжение на концах катушки оказывается гармонически связанным с амплитудным значением напряжения контура. Следовательно, колебания напряжения на катушке опережают колебания силы тока на пи-пополам. В момент, когда напряжение на катушке достигает максимума, сила тока равна нулю. В момент, когда напряжение становится равным нулю, сила тока будет максимальной. Величину икс-эл, равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением. Амплитуда силы тока в катушке можно найти отношением амплитуды напряжения на индуктивное сопротивление. Так выглядит закон Ома для цепи постоянного тока с катушкой. Индуктивное сопротивление увеличивается с ростом частоты, значит, катушка хорошо проводит низкочастотные колебания и плохо – высокочастотные, а для постоянного тока оно равно нулю. Рассмотрим использование частотных свойств конденсатора и катушки индуктивности. Реальные электрические цепи содержат все виды сопротивлений: активное, индуктивное, емкостное, поэтому ток в реальной цепи зависит от ее полного эквивалентного сопротивления.
Конденсатор хорошо проводит высокочастотные колебания и плохо – низкочастотные колебания. Катушка наоборот: хорошо проводит низкочастотные колебания и плохо – высокочастотные колебания. Эти свойства позволяют создать различные частотные фильтры – схемы, позволяющие выделить из всего сигнала низкочастотные и высокочастотные составляющие.
Колебательный контур обладает замечательным свойством – пропускать колебания только определенной частоты, зависящей от емкости конденсатора и индуктивности катушки, под действием резонанса. Эти свойства контура широко применяются в радио- и телеприёмной и передающей аппаратуре для селекции сигналов.
Задача 
Конденсатор включен в цепь переменного тока с частотой 200 Герц. Напряжение в цепи 40 Вольт, сила тока 0,64 Ампера. Какова емкость конденсатора?
Вспомнив закон Ома для цепи с колебательным контуром, выразим емкость конденсатора как отношение силы тока к напряжению и циклической частоте. Чтобы определить циклическую частоту, необходимо частоту переменного тока разделить на два-пи. Получаем результат 0,5 микрофарад есть емкость конденсатора.
 

Сопротивление цепи переменного тока индуктивное

Индуктивный датчик представляет собой катушку с железным сердечником, включенную в цепь переменного тока. Индуктивность такой катушки определяется ее магнитным сопротивлением. Последнее же является функцией трех величин длины сердечника, площади его поперечного сечения и магнитной проницаемости его материала. Если датчик имеет якорь, замыкающий магнитную цепь катушки и отделенный от сердечника небольшим зазором, то магнитное сопротивление будет в основном зависеть от характеристик зазора его величины, поперечного сечения и магнитной проницаемости.  [c.37]
Найдите резонансную частоту последовательной цепи переменного тока конденсатора емкостью 10 мкФ и катушки индуктивностью 1 Гн с активным сопротивлением 10 Ом.  [c.296]
Фиг. 7. Цепь переменного тока, содер жащая последовательно включенные активное, индуктивное и емкостное сопротивления.
Принцип работы индуктивных измерительных приборов заключается в том, что с изменением размера контролируемого изделия изменяется воздушный зазор в замкнутом дросселе и сопротивление в цепи переменного тока. Электросхема прибора представляет собой мостовую схему. Измеряемая величина находится в определенной зависимости от тока, протекающего в цепи и выпрямленного для измерения, сортировки или регулирования необходимые управляющие процессы осуществляются с помощью специального реле. Ввиду того, что магнитная цепь индуктивных преобразователей обладает очень малыми воздушными зазорами, незначительное изменение измеряемой величины соответствует сравнительно большому изменению магнитного сопротивления. Существенным преимуществом индуктивных приборов для контроля размеров является отсутствие в преобразователе чувствительных опор, шарниров, контактов, которые вызывают чувствительность прибора к сотрясениям, ограничивают его надежность и срок службы при эксплуатации.  [c.215]

Магнитный усилитель представляет собой электромагнитное устройство, в котором с помощью сигнала постоянного тока осуществляется управление значительно большей мощностью переменного тока. На рис. 31, а представлен магнитный усилитель на двух сердечниках 2 и 3 с общей управляющей обмоткой 5, намотанной на оба сердечника. Обмотка 5 присоединена к цепи постоянного тока, а обмотки 4п 1 — к цепи переменного тока. Небольшие изменения силы постоянного тока в обмотке 5 меняют индуктивное сопротивление и силу тока в обмотках 4и I. Магнитные усилители виброустойчивы, дешевы, имеют большой коэф-  [c.163]


Предельный коэффициент эффективности акустического излучения. В цепях переменного тока с последовательным соединением мощность, расходуемая источником э.д. с., идет на нагревание активного сопротивления. Индуктивная нагрузка накапливает энергию в форме энергии магнитного поля и периодически обменивается ею с источником напряжения. Аналогичный процесс осуществляется и в поле при излучении акустических волн мощность источника энергии излучателя поглощается в виде потока энергии аку-  [c.200]

Катушка индуктивности Ь обладает индуктивным сопротивлением, т. е. сопротивлением, которое вносит в цепь переменного тока катушка индуктивности вследствие явления самоиндукции.  [c.97]

Таким образом, мощность, связанная с реактивной частью импеданса, аналогична мощности, потребляемой индуктивностью в цепи переменного тока, а сама реактивная часть 1т 2 — индуктивному сопротивлению катушки. Активная же часть Не 2 = р с ЗоЯ определяет мощность, необратимо теряемую источником на излучение в среду, и она эквивалентна активному сопротивлению электрической цепи. Поэтому эквивалентная схема акустического импеданса пульсирующей сферы может быть представлена параллельно соединенными катушкой и омическим сопротивлением.  [c.208]

В цепь переменного тока при этом включены электромагнитные вентили ОЭ и ТЭ электровоздухораспределителей ЭВ, однако они не сработают из-за большого индуктивного сопротивления их катушек.  [c.63]

Магнитные усилители и дроссели насыщения могут рассматриваться как регулируемые индуктивные сопротивления, включаемые в цепь переменного тока. Изменения величины индуктивного сопротивления магнитного  [c.67]

Основное свойство дросселя насыщения состоит в том, что величина реактивного (индуктивного) сопротивления обмоток переменного тока зависит от величины постоянного тока в обмотке управления. Это свойство объясняется способностью стали насыщаться. При насыщении сердечника уменьшается его магнитная проницаемость, от которой зависит индуктивность обмоток. Если в обмотке управления нет тока, сопротивление рабочих обмоток будет большим и ток в цепи рабочие  [c.358]

Если цепь переменного тока содержит, кроме активного сопротивления, также и индуктивное сопротивление, то напряжение и ток не совпадают по фазе. В этом случае, в зависимости от соотношения между индуктивным и активным сопротивлением, ток будет отставать по фазе от напряжения на тот или другой угол.  [c.35]

Схема включения простейшего индуктивного датчика приведена на рис. 82, а. Дроссель индуктивного датчика ДИ включен в цепь переменного тока последовательно с исполнительным токовым реле Р. Когда магнитная цепь датчика разомкнута, т. е. когда напротив П-об-разного сердечника нет магнитного шунта, индуктивное сопротивление датчика мало и исполнительное реле Р включено. Когда магнитный шунт, укрепленный на кабине, подходит к датчику, закрепленному в шахте, магнитная цепь датчика замыкается, его индуктивное сопротивление резко возрастает и исполнительное реле отключается вследствие уменьшения тока в цепи датчика. Работа индуктивного датчика не меняется, если дроссель датчика укреплен на кабине, а магнитный шунт — в шахте.  [c.121]

Для регулирования тока возбуждения генератора применен однофазный магнитный усилитель. Силовые обмотки магнитного усилителя ОС/ и 0С2 включены в цепь переменного тока совместно с селеновым выпрямителем Вп2 и обмоткой возбуждения генератора Г таким образом, что по обмотке Г течет постоянный ток, величина которого зависит от реактивного (индуктивного) сопротивления обмоток 0С1 и 0С2. Чем меньше сопротивление обмоток, тем больше величина тока в обмотке возбуждения генератора. Когда все обмотки управления магнитного усилителя выключены, сопротивление силовых обмоток так велико, что в обмотке возбуждения тормозного генератора практически нет тока.  [c.184]


Основное свойство дросселя насыщения состоит в том, что величина реактивного (индуктивного) сопротивления обмоток переменного тока зависит от величины постоянного тока в обмотке управления, Это свойство объясняется способностью стали насыщаться. При насыщении сердечника уменьшается его магнитная проницаемость, от которой зависит индуктивность обмоток. Если в обмотке управления нет тока, сопротивление рабочих обмоток будет большим и ток в цепи рабочие обмотки — потребитель будет иметь наименьшее значение. С появлением тока в цепи обмотки управления реактивное сопротивление рабочих обмоток уменьшится, следовательно, возрастет ток в цепи потребителя.  [c.121]

Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока  [c.36]

Активное, индуктивное и емкостное сопротивления в цепи переменного тока  [c.36]

В цепях переменного тока различают активное, индуктивное и емкостное сопротивления.  [c.12]

СВАРОЧНЫЙ ДРОССЕЛЬ (для дуговой сварки) — регулируемое индуктивное сопротивление, включаемое последовательно с дугой в сварочную цепь переменного тока.  [c.146]

Магнитные усилители. Магнитным усилителем называется электромагнитный аппарат, в котором для плавного регулирования переменного тока изменяют индуктивное сопротивление катушки с сердечником путем подмагничивания ее постоянным током. До того как перейти магнитному усилителю, остановимся на дросселе насыщения (рис. 65, а), состоящем из ферромагнитного сердечника с катушкой индуктивности 1 (рабочей) и подмагничивающей катушкой 2 (управления). Если включить дроссель в -цепь переменного тока и изменять ток управления /у, то будет изменяться индуктивность в рабочей обмотке 1 и создаваемое ею сопротивление, а следовательно, будет изменяться ток в цепи нагрузки.  [c.122]

В сварочную цепь переменного тока (рис. 96, 6) включено омическое и индуктивное сопротивление (балластный реостат и дроссель)  [c.153]

В сварочную цепь переменного тока (рис. 98, б) включено омическое и индуктивное сопротивления (балластный реостат и  [c.163]

На фиг. 168, а изображен датчик с малым воздушным зазором 8, длина которого изменяется под действием измеряемой механической величины Р. Вследствие изменения зазора, изменяется магнитное сопротивление магнитной цепи, а следовательно, и индуктивность катушки, надетой на сердечник и включенной в цепь переменного тока. Изменение индуктивного сопротивления катушки ведет к изменению ее полного сопротивления Z.  [c.210]

Общепринятая мера стабилизации сварочной дуги переменного тока — включение в сварочные цепи переменного тока дросселей, что позволяет поддерживать стабильность дуги и регулировать сварочный ток изменением индуктивного сопротивления.  [c.31]

Распространение волн по разветвленной системе можно, как мы видели, удобно описать, если представить себе произвольную волну разложенной на компоненты, пропорциональные е , и использовать комплексную проводимость У, зависящую от ю, для определения отклика любой части системы на такие компоненты. Общая формула, которая, если пренебречь ослаблением волны, имеет вид (61), связывает эффективную проводимость у предыдущего разветвления с проводимостями у последующего разветвления. Многократное применение этой формулы в обратном порядке, начиная от наиболее отдаленных разветвлений и кончая самым первым, позволяет охарактеризовать свойства всей системы подобным образом цепи переменного тока изучаются с помощью суммирования (в соответствии с законами Кирхгофа) зависящих от частоты комплексных проводимостей (или сопротивлений) сосредоточенных элементов сети. Эта аналогия вызывает вопрос, могут ли для одномерных волн в жидкости существовать какие-либо сосредоточенные элементы с чисто мнимой проводимостью, подобные таким обычным элементам электрической цепи, как емкости и индуктивности. В этом разделе мы найдем их близкие аналоги, укажем, как можно проанализировать системы с такими элементами, и исследуем условия резонанса, в некоторых случаях аналогичные условиям колебательного контура .  [c.144]

Индуктивность в цепи переменного тока. В любом проводнике, по которому протекает переменный ток, возникает ЭДС самоиндукции. Поэтому ни одна электрическая цепь не обладает только актикным сопротивлением.  [c.242]

В цепях переменного тока рассеяние мощности в катушках индуктивности иногда оценивают тангенсом угла магнитных потерь. Тороидальную катушку индуктивности с сердечником из магнитного материала, собственной емкостью и сопротивлением обмотки 1чОторой можно пренебречь, представим в виде схемы, состоящей из последовательно соединенных индуктивности L и сопротивления 1квивалентн0г0 всем видам потерь мощности в магнетике (рис. 9-10) для этого случая из векторной диаграммы получим  [c.273]

Электрическое сопротивление активное, реактивное и полное (комплексное). В цепи переменного тока различают активное и реактивное сопротивления. Первым обладает участок цепи, в котором отсутствует индуктивность или емкость. Реактивное сопротивление может быть индуктивным, равным о)(где Ь — индуктивность, а со — круго-  [c.247]

Новый класс частотозависимых мостовых цепей переменного тока, уравновешиваемых изменением одной лишь частоты, позволил разработать универсальные высокочастотные преобразователи сопротивления, емкости и индуктивности в частоту переменного тока и компенсационные частотомеры. Аналоговые мосты и компенсаторы переменного тока с непрерывным автоматическим уравновешиванием двумя параметрами, позволяющие одновременно измерять, контролировать и регулировать обе составляющие комплексных величин, были разработаны в период с 1956 по 1960 г.  [c.263]


Резонанс. Явления резонанса возникают в цепях переменного тока при равенстве индуктивного и ёмкостного сопротивлений или при равенстве индуктивной и ёмкостной проводимости. В этих случаях контур по отношению внешней цепи является безиндуктивным, как бы состоящим из одного активного сопротивления.  [c.521]

ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ в цепи переменного тока — реактивная часть сопротивления двухполюсника (см. Импеданх), в к-рои синусоидальный ток отстаёт по фазе от приложенного напряжения подобно тому, как это имеет место для катуш- КН самоиндукции. В идеальном случае, когда катушка самоиндукции может быть охарактеризована единств, параметром — индуктивностью i = onst, И. с. определяется как отношение амплитуд напряжепия и тока и равно Xi — aL (oj —- циклич. частота). При этом ток отстаёт по фазе от напряжения точно на угол я/2, вследствие чего в среднем за период но происходит ни накопления эл.-магп. энергии в катушке, ип её диссипации дважды за период энергия накачивается внутрь катушки (в основном в виде энергии маги, поля) и дважды возвращается обратно источнику (или во внеш. цепь).  [c.141]

Индуктивным преобразователем (датчиком) является электромагнитное устройство, преобразующее контролируемую неэлектрическую величину (перемещение уровня ванны) в электрический параметр (индуктивное сопротивление). Простейщий индуктивный датчик представляет собой магнитную цепь, состоящую из сердечника с катущкой и подвижного якоря, разделенных воздущным зазором 6 (рис. 3.15). Полное сопротивление катущки со стальным сердечником в цепи переменного тока  [c.161]

Применение тиристорной схемы управления позволяег простыми средствами бесступенчато регулировать обороты электродвигателя. Диоды Д7—Д10 в цепи управления тиристоров Д5 и Д6 установлены для предотвращения возникновения импульса обратной полярности на управляющем электроде. Резисторы R1 и R2 включены для выравнивания углов зажигания тиристоров. Сдвиг фазы управляющего напряжения относительно напряжения питания тиристоров осуществляется с помощью фазовращателя, который представляет собой цепь переменного тока, содержащую активное, индуктивное и емкостное сопротивления. При изменении сопротивлений резисторов R3 и R4 фаза управляющего напряжения тиристоров сдвигается в идеальном случае от О до 180°, практически л[c.332]

Изменение тока в электрической цепи (включение, выключение) вызывает появление в ней ЭДС самоиндукции, препятствующей этому изменению. При увеличении тока она направлена против ЭДС источника напряжения, а при уменьшении тока, она мешает ему исчезнуть. Сопротивление в цепи, возникающее в результате действия ЭДС самоиндукции, называется индуктивным, а сопро-тивл 1ние проводников цепи—активным. Вся мощность, получаемая цепью переменного тока, называется кажущейся и состоит из активной и реактивной — мощностей. Активная мощность расходуется на нагрев. В двигателях переменного тока большая часть активной мощности превращается в механическую. Реактивная мощность обусловлена наличием магнитных и электрических полей в индуктивностях и емкостях цепей. В цепи с индуктивной нагрузкой нельзя избежать наличия реактивной мощ-  [c.31]

V.4.29. Реактивное сопротивление (реоктанс) электрической цепи переменного тока (при последовательном соединении индуктивности L и емкости О  [c.58]

В любой электрической цепи переменного тока вокруг проводников с током возникает магнитное поле, следовательно электрическая цепь всегда обладает индуктивностью. Если переменное напряжение приложить к катушке индуктивности, ток в цепи будет меньше в сравнении с тем током, который бы протекал при наличии одного активного сопротивления катуш ки. ЭДС самоиндукции катушки противодействует периодическим изменениям переменного тока, т. е. в катушке возникает дополнительное препятствие (кроме активного сопротивления) прохождению по ней переменного тока. Противодействие катушки индуктивности переменному току, измеряемое в омах, условно назвали индуктивным сопротивлением Индуктивное сопротивление пропорционально индуктивности цепи и частоте переменного токя Xц=2n f L. Коэффициент 2л  [c.12]

П. переменного тока. При компенсации на переменном токе необходимо, чтобы непосредственно сравниваемые эдс были равны по величине и имели одинаковые 1) частоту, 2) форму кривой и 3) фазу. Выполнения первых двух условий достигают, питая потенциометр через соответствующий трансформатор от того же генератора, напряжение к-рого нужно измерить. Для выполнения третьего условия необходим регулятор фаз (П. сист. Дрисдаля) или особый трансформатор без железа (комплексный П. системы Гартмана и Брауна). В виду отсутствия эталона переменной эдс для установления силы рабочего тока в П. переменного тока служат электродинамические амперметры, поэтому точность измерения величины напряжения не превосходит точности этого амперметра (0,5%). П. переменного тока применяются при всех точных измерениях в цепях переменного тока при калибровке амперметров и вольтметров, при точном измерении емкостного и индуктивного сопротивления цепи, при определении угла сдвига фаз между токами в отдельных участках цепи. Измерение угла при помощи регулятора фаз м. б. произведено с точностью не более 0,5°, с помощью комплексного П.—до 0,25°, но измерение последним величины эдс имеет погрешность 0,5  [c.241]

Обозначения h(H) — высота оси вращения i3jj — наружный диаметр сердечников статоров (для асинхронных двигателей) Р — номинальная мощность 7 — номинальное напряжение питания /ц —номинальное значение силы тока — номинальная частота вращения вала — номинальный момент max — максимальная частота вращения вала т — коэффициент полезного действия Ля — сопротивление якорной обмотки Лд — сопротивление дополнительных полюсов (на дополнительных полюсах располагается компенсационная обмотка, которая включается последовательно с обмоткой якоря и предназначена для улучшения процесса коммутации в щеточно-коллекторном узле) — сопротивление обмотки возбуждения — индуктивность обмотки якоря J — момент инерции якоря S — номинальное скольжение М ах> — максимальный и пусковой момент на валу соответственно (для асинхронных двигателей) — пусковой ток os ф — коэффициент мощности (отношение активной мощности цепи переменного тока к полной мощности, чем ближе к единице, тем лучше).  [c.194]

Магнитные усилители. В настоящее время наряду с электронными усилителями в САУ широко применяют магнитные усилители. Основой магнитного усилителя является дроссель насыщения, представляющий собой реактивную катушку с двумя обмотками и сердечником из ферромагнитного материала. Одна из обмоток включается в цепь переменного тока, а другая используется для подмагничивания и обтекается постоянным током. При прохождении по обмотке постоянного тока /= (ток подмагничивания) в сердечнике возникает постоянное магнитное поле Н=, что приводит к уменьшению магнитной проницаемости сердечника для обмотки переменного тока. В результате этого снижается индуктивное сопротивление дросселя = = (о1/др(1/др ц) и переменный ток 1 = /-//соЬдр возрастает. Таким образом, изменением силы тока в обмотке подмагничивания можно управлять силой тока в обмотке переменного тока. Этот принцип лежит в основе работы магнитного усилителя.  [c.890]


Принцип работы индуктивных измерительных приборов заключается в том, что с изменением размера контролируе.мого изделия изменяется воздушный зазор в замкнутом дросселе и вместе с тем сопротивление в цепи переменного тока. Электросхеыа прибора представляет собой мостовую схему. Измеряемая величина находится в определенной зависимости от тока, протекающего в цепи и выпрямленного для целей измерения, целей сортировки или регулирования необходимые управляющие процессы осуществляются с помощью лампового каскада или специального реле. Ввиду того, что raгнитнaя цепь индуктивных датчиков обладает очень малыми воздушными зазорами, весьма незначительное изменение измеряемой величины соответствует сравнительно большому изменению магнитного сопротивления. Следовательно, в индуктивных измерительных приборах можно обойтись без рычажной передачи перемещение измерительного штока передается непосредственно на воздушный зазор в магнитной цепи. В некоторых конструкциях индуктивных приборов применяют односторонний якорь, закрепленный в пружинном шарнире. Существенным преимуществом индуктивных приборов для контроля размеров является отсутствие в датчике чувствительных опор, шарниров, контактов, которые вызывают чувствительность прибора к сотрясениям, ограничивают его надежность и срок службы при эксплуатации.  [c.440]

Катушка индуктивности в цепи переменного тока. Индуктивное сопротивление | Основы физики сжато и понятно

Для школьников.

В предыдущих статьях рассмотрены цепи переменного тока, содержащие только активное сопротивление и содержащие только емкостное сопротивление.

Сейчас рассмотрим случай, когда в цепи переменного тока находится только катушка индуктивности (индуктивное сопротивление), а активным и емкостным сопротивлениями цепи можно пренебречь.

Начнём с опыта, позволяющего понять, когда появляется и от чего зависит индуктивное сопротивление в цепи переменного тока.

Две маленькие одинаковые электрические лампочки подключались к источникам одинакового напряжения. Но одна (правая) подключалась к источнику постоянного тока (аккумуляторной батарее), а другая (левая) — к источнику переменного тока.

Лампочки светили одинаково, так как количество выделяющегося тепла не зависит от того, какой ток протекает по нитям лампочек (постоянный или переменный).

Затем к лампочкам последовательно подключили катушки индуктивности, сделанные из толстой медной проволоки, содержащей большое число витков. Внутри катушек находятся железные сердечники.

Катушками индуктивности называются катушки, имеющие большую индуктивность и малое активное сопротивление (изготовлены из толстой проволоки). Часто активным сопротивлением такой катушки можно пренебречь.

Опыт показал, что в случае постоянного тока лампочка горит ярко, а в случае переменного тока она светит тускло. Как это объяснить?

В случае постоянного тока лампочка горит ярко, потому что сопротивление катушки мало.

Но почему катушка индуктивности очень сильно ослабляет переменный ток? Продолжаем рассматривать опыт.

Если из катушки (рис. б) постепенно вытягивать железный сердечник, то нить лампочки будет накаляться всё сильнее. При полном вытягивании сердечника лампочка будет светить довольно ярко. Убрав железный сердечник, во много раз уменьшили индуктивность катушки, значит дело в индуктивности.

Так как сила переменного тока быстро меняется, то в катушке возникает ЭДС самоиндукции.

В цепи только с индуктивным сопротивлением приложенное к цепи напряжение в каждый момент времени равно и противоположно ЭДС самоиндукции.

ЭДС самоиндукции по правилу Ленца направлена так, что стремится препятствовать изменению тока, то есть оказывает току сопротивление. Чем больше индуктивность катушки, тем большая ЭДС самоиндукции в ней возникает, тем больше индуктивное сопротивление. Индуктивное сопротивление зависит ещё от частоты тока, чем больше частота, тем больше это сопротивление.

При нарастании тока ЭДС самоиндукции препятствует этому нарастанию, поэтому ток позже достигает максимума, чем в отсутствие самоиндукции.

При убывании тока ЭДС самоиндукции стремится поддерживать ток. Поэтому нулевые значения тока достигаются в более поздний момент, чем в отсутствие самоиндукции.

Таким образом, при наличие индуктивности ток отстаёт по фазе от тока в отсутствие индуктивности, а следовательно, отстаёт по фазе от своего напряжения.

Можно сказать так: из-за явления самоиндукции ток в катушке индуктивности не может меняться скачком и отстаёт от напряжения.

Чем больше частота тока, тем больше будет ЭДС самоиндукции, стремящейся противодействовать изменению тока и тем больше будет сопротивление переменному току.

Индуктивное сопротивление находится по формуле, которая получена теоретически и подтверждена опытом:

Напряжение на индуктивном сопротивлении (индуктивное напряжение) :

Ток в цепи, содержащей только индуктивность, равен отношению напряжения на зажимах источника к индуктивному сопротивлению цепи:

В цепи, содержащей только индуктивное сопротивление, напряжение опережает ток на четверть Т/4 периода (или ток отстаёт от напряжения на четверть периода):

Из рисунка видно, когда ток ещё только проходит через нулевое положение, напряжение уже проходит через максимум, то есть мгновенные значения напряжения и тока меняются согласно уравнениям:

Разность фаз между током и напряжением, равная «пи» пополам, величина отрицательная.

На следующем рисунке показано, как меняются во времени мгновенные значения тока, напряжения и мощности в цепи переменного тока, содержащей только индуктивное сопротивление:

Мгновенные значения мощности находятся через произведение мгновенных значений напряжения и тока, уравнения для которых записаны выше.

Видим, что мгновенная мощность в цепи, обладающей только индуктивностью, изменяется по синусоидальному закону с двойной частотой и имеет равные по модулю положительные и отрицательные значения.

В первую и третью части периода, когда ток в цепи растёт, мощность имеет положительное значение. В эти части периода магнитное поле вокруг электрической цепи усиливается за счёт энергии источника.

Убыванию тока соответствует отрицательное значение мощности. В эти части периода (второй и четвёртый) магнитное поле ослабевает, его энергия идёт обратно к источнику тока.

Таким образом, в цепи, содержащей только катушку индуктивности, происходит периодическая перекачка энергии от источника в энергию магнитного поля катушки индуктивности и возвращение её источнику.

Положительные и отрицательные значения мощности по модулю равны, поэтому средняя мощность за период в такой цепи равна нулю.

Эта мощность не расходуется во внешней части цепи, поэтому называется реактивной индуктивной мощностью:

Она образуется при работе электроприборов (трансформаторов, двигателей, электромагнитов и др., обладающих большой индуктивностью.)

Реактивная мощность в промышленных электрических цепях увеличивает нагрузку на провода и снижает коэффициент мощности цепи, поэтому реактивную нагрузку в электрической цепи на предприятиях снижают (об этом будет сказано в последующих статьях.)

Пример.

Катушка с индуктивностью 0,01 Гн включена в цепь переменного тока напряжением 120 В и частотой 50 Гц. Определить силу тока в катушке, индуктивное напряжение в ней и её реактивную мощность, если активным сопротивлением катушки можно пренебречь.

Используем формулы:

Ответ: 38,2 А; 120 В; 1460 Вт.

Из полученного ответа видим, что всё приложенное к катушке напряжение является индуктивным.

Итак, присутствие индуктивности в цепи переменного тока приводит к сдвигу фаз между током и напряжением в сети (колебания тока отстают от колебаний напряжения).

Емкостная мощность не совершает механической работы, не нагревает проводники.

Катушка индуктивности лишь периодически накапливает энергию магнитного поля и возвращает её обратно источнику тока.

К.В. Рулёва

Предыдущая запись : Конденсатор в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление.

Следующая запись :Последовательное соединение сопротивлений. Резонанс напряжений. Мощность переменного тока. Коэффициент мощности.

Ссылки на занятия до электростатики даны в Занятии 1 .

Ссылки на занятия (статьи), начиная с электростатики, даны в конце Занятия 45 .

Ссылки на занятия (статьи), начиная с теплового действия тока, даны в конце Занятия 58 .

Ссылки на занятия, начиная с переменного тока, даны в конце Занятия 70 .

Емкостное и индуктивное сопротивление в цепи переменного тока — Студопедия

Колебания > Переменный ток > Полное сопротивление в цепи переменного тока (Z).

Емкостное сопротивление в цепи переменного тока
При включении конденсатора в цепь постоянного напряже­ния сила тока I=0, а при включении конденсатора в цепь пере­менного напряжения сила тока I ? 0. Следовательно, конденса­тор в цепи переменного напряжения создает сопротивление меньше, чем в цепи постоянного тока.
Мгновенное значение напряжения равно . Мгновенное значение силы тока равно: Таким образом, колебания напряжения отстают от колебаний тока по фазе на π/2.
Т.к. согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональна напряжению, то для максимальных значений тока и напряжения получим: , где — емкостное сопротивление.
Емкостное сопротивление не является характеристикой проводника, т.к. зависит от параметров цепи (частоты).
Чем больше частота переменного тока, тем лучше пропускает конденсатор ток (тем меньше сопротивление конденсатора переменному току).
Т.к. разность фаз между колебаниями тока и напряжения равна π/2, то мощность в цепи равна 0: энергия не расходуется, а происходит обмен энергией между источником напряжения и емкостной нагрузкой. Такая нагрузка наз. реактивной.  
Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока
В катушке, включенной в цепь переменного напряжения, си­ла тока меньше силы тока в цепи постоянного напряжения для этой же катушки. Следовательно, катушка в цепи переменного напряжения создает большее сопротивление, чем в цепи посто­янного напряжения.
Мгновенное значение силы тока:
Мгновенное значение напряжения можно установить, учиты­вая, что u = — εi, где u – мгновенное значение напряжения, а εi – мгновенное значение эдс самоиндукции, т. е. при изменении тока в цепи возникает ЭДС самоиндукции, которая в соответствии с законом электромагнитной индукции и правилом Ленца равна по величине и противоположна по фазе приложенному напряжению.  
. Следовательно , где амплитуда напряжения. Напряжение опережает ток по фазе на π/2.
Т.к. согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональная сопротивлению, то приняв величину ωL за сопротивление катушки переменному току, получим: — закон Ома для цепи с чисто индуктивной нагрузкой.
Величина — индуктивное сопротивление.
Т.о. в любое мгновение времени изменению силы тока противодействует ЭДС самоиндукции. ЭДС самоиндукции — причина индуктивного сопротивления.
В отличие от активного сопротивления, индуктивное не является характеристикой проводника, т.к. зависит от параметров цепи (частоты): чем больше частота переменного тока, тем больше сопротивление, которое ему оказывает катушка.  
Т.к. разность фаз между колебаниями тока и напряжения равна π/2, то мощность в цепи равна 0: энергия не расходуется, а происходит обмен энергией между источником напряжения и индуктивной нагрузкой. Такая нагрузка наз. реактивной.  

Сопротивление в цепи переменного тока. (11 класс)

1. АКТИВНОЕ, ЕМКОСТНОЕ И ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 11 класс

НАГРУЗКА В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО
ТОКА
РЕАКТИВНАЯ
Индуктивная
АКТИВНАЯ
Емкостная

3. АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

• Электрические устройства, преобразующие
электрическую энергию во внутреннюю,
называются активными сопротивлениями.
15 Ом

4. АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

• От чего зависит активное сопротивление
проводника?

5. АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА


Рассмотрим сначала цепь, состоящую из одного лишь
сопротивления , подключённого к синусоидальной ЭДС:
• Из второго правила Кирхгофа для такой цепи
можно сделать следующие три вывода:
• 1) ток через сопротивление совершает гармонические колебания в
одной фазе с напряжением;
• 2) максимальная сила тока (достигается при значении синуса,
равном единице) ;
• 3) связь амплитуд силы тока и напряжения на сопротивлении
формально совпадает с законом Ома для участка цепи с постоянным
током.

6. АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

i
u
R

7. ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

• Емкостное сопротивление — величина,
характеризующая сопротивление, оказываемое
переменному току электрической емкостью

8. ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

9. ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Рассмотрим цепь, состоящую из одной лишь ёмкости , подключенной к
синусоидальной ЭДС. Второе правило Кирхгофа для такой цепи
Тогда сила тока .
Величина
называется ёмкостным сопротивлением.
Можно сделать следующие три вывода:
1) ток в цепи совершает гармонические колебания, опережая по фазе
напряжение на
;
2) максимальная сила тока
;
3) связь амплитуд силы тока и напряжения на конденсаторе формально
совпадает с законом Ома для участка цепи в случае постоянных токов.

10. ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Почему конденсатор оказывает конечное
сопротивление переменному току? Ведь между
обкладками конденсатора – диэлектрик, а
значит, цепь разомкнута, и её сопротивление
должно быть очень большим. Этот факт имеет
простое объяснение. Переменный
электрический ток не проходит сквозь
конденсатор, а представляет собой
периодически повторяющийся процесс
зарядки и разрядки конденсатора.

11. ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

i,
u
i
u
t
0
Uc
Ic

12. ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Индуктивное сопротивление- величина,
характеризующее сопротивление, оказываемое
переменному току индуктивностью цепи

13. ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

14. ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Рассмотрим цепь, состоящую из одной лишь катушки индуктивности ,
присоединённой к синусоидальной ЭДС. Второе правило Кирхгофа для
такой цепи
Интегрируя, получаем:
Величина
называется индуктивным сопротивлением.
Можно сделать следующие три вывода:
1) ток через индуктивность совершает гармонические колебания и отстаёт
от напряжения по фазе на
;
2) максимальная сила тока
;
3) связь амплитуд силы тока и напряжения на индуктивности формально
совпадает с законом Ома для участка цепи в случае постоянных токов.

15. ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

i,
u
i
u
t
U
0

16. ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

17. Сравнить накал лампочек, подключённых к синусоидальному и постоянному напряжениям. Накал лампочек для рисунка (а) одинаков.

Одинаковый накал лампочек на рис (а)
означает, что напряжения источника
постоянного тока равно эффективному
напряжению источника переменного тока
Если в обе цепи включить конденсатор
достаточно большой ёмкости (б), то лампочка в
цепи источника переменного тока будет попрежнему гореть ярко, поскольку ёмкостное
сопротивление переменному току обратно
пропорционально ёмкости и, следовательно,
будет мало. В цепи постоянного тока накал
отсутствует, поскольку между обкладками
конденсатора диэлектрик, и цепь разомкнута.
анализируя формулу
.
Постоянный ток означает, что циклическая частота
,
и, значит,
.
Если в обе цепи включить катушку достаточно большой индуктивности, то ток в цепи источника
переменного тока будет мал из-за большого индуктивного сопротивления, лампочка погаснет, а в цепи
источника постоянного тока лампочка по-прежнему будет гореть ярко, поскольку индуктивное
сопротивление постоянному току равно нулю. Действительно, в случае постоянного тока

индуктивное сопротивление
.

18. Метод векторных диаграмм

1) Вектор
направлен вдоль оси 0x
так как напряжение на активном
сопротивлении колеблется в одной фазе
с током.
U 0 U 0 R U 0 L U 0C
2) напряжение на индуктивности
опережает ток по фазе на
, вектор
повёрнут относительно оси 0x на угол
против часовой стрелки, т.е. направлен
вдоль положительного направления оси
0y.
3) напряжение на ёмкости отстаёт от
тока по фазе на
, вектор
повёрнут относительно оси 0x на угол
по часовой стрелке, т.е. направлен
вдоль отрицательного направления
оси 0y.
Сначала удобно сложить противоположно направленные вектора
и
сумма равна вектору, направленному вдоль оси 0y и по величине равному
. Их
,
где реактивное сопротивление цепи. Далее по теореме Пифагора
находим величину результирующего вектора
Величина
называется полным
сопротивлением цепи.

20. закон Ома для переменного тока

21. Пример Рассчитать допустимую амплитуду напряжения генератора в электрической цепи на рис, если пробой конденсатора наступает

при напряжении U=500 В.
Параметры схемы: C=10 мкФ, L= 1Гн, R=3 Ом, частота
генератора 50 Гц.

22. Cдвиг фаз между током в цепи и суммарным напряжением на концах цепи

• Сдвиг фаз равен углу
между векторами
и . Из
прямоугольного
треугольника
1
L
I0 X X
C
tg
I0R R
R

8 Сопротивление в цепи переменного тока

Сопротивление в цепи переменного тока. ЗАКОН ОМА

ДЛЯ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Сопротивления, возникающие в цепи при прохождении по ней переменного тока, имеют несколько иной характер, чем при постоянном токе.

При прохождении переменного тока по проводнику, вокруг него появляется переменный магнитный поток, который индук­тирует в проводнике э. д. с. самоиндукции (см. § 10). Э. д. с. самоиндукции действует против э. д. с. сети и оказывает как бы дополнительное сопротивление прохождению электрического то­ка. Та часть напряжения сети, которая идет на преодоление (уравновешивание) э. д. с. самоиндукции EL, называется индук­тивным падением напряжения.

Большой индуктивностью обладают катушки, обмотки гене­раторов и другие проводники, создающие большие магнитные потоки при прохождении переменного тока.

Закон Ома для цепи переменного тока, имеющей индуктив­ность, будет иметь следующее математическое выражение:

                               I= EL/ XL= UL/ XL,

где UL— напряжение цепи, обладающей индуктивностью;

XL— индуктивное сопротивление цепи,  или  реактивное со­противление индуктивности, измеряемое в Омах.

«8 Методы обработки экспериментальных данных» — тут тоже много полезного для Вас.

Для  цепи  переменного тока,  содержащей  емкость,  закон Ома будет выражаться формулой

I = UC/ XC

где U с — напряжение цепи, обладающей емкостью; UC также называется емкостным падением напряжения;

Хс — емкостное сопротивление, или реактивное сопротивление емкости.

Емкостью называется свойство проводников накапливать и удерживать электрический заряд. Емкость проводников обозначается буквой С. Единицей измерения емкости принята Фарада, обозначаемая буквами Ф или F- мкФ и μF —миллионная часть Фарады.

Индуктивное сопротивление XLувеличивается с увеличени­ем частоты переменного тока; емкостное сопротивление Хс с увеличением частоты тока уменьшается.

Сопротивление переменному току – обзор

Сопротивление переменному току

Сопротивление жилы, оболочки или брони переменному току можно рассчитать из сопротивления постоянному току по следующей формуле:

(3.104a)R(ac)=R(dc)[ 1+y(kS+kP)]Ом/км

, где y = 1 для одножильных, двухжильных и трехжильных кабелей, но y = 1,5 для трубчатых кабелей. k S и k P – скин-факторы и коэффициенты эффекта близости соответственно. Также

(3.104b)R(dc)=1000ρA[1+α20×(T-20)]Ом/км

ρ – удельное сопротивление проводника, Ом·м, А – номинальное сечение проводника, м 2 , Тл — температура проводника в °C, а α 20 в °C −1 — температурный коэффициент постоянной массы при 20°C. Таблица 3.1 иллюстрирует типичные значения для α 20 и удельного сопротивления при 20°C.

Таблица 3.1. Типичные значения α 20 и удельных сопротивлений проводника при 20 ° C

4

Материал
Температурное коэффициент α 20 (° C -1 ) При 20 ° C Удельное сопротивление ρ 20 (Ωm) при 20 °C
Сердечники
Медь 3.93 × 10 -3 -3 1.7241 × 10
алюминий 4.03 × 10 -3 2.8264 × 10 -8
200669
ведущий 4 × 10 -3 21.4 × 10 -8
бронза 3 × 10 -3 3,5 × 10 -8
Сталь 4.5 × 10 -3 -3 13.8 × 10 -8
0 70061 0 70 × 10 -8

Коэффициент эффекта кожи — это фактор для инкрементных сопротивлений переменный ток в изолированном проводнике из-за скин-эффекта и определяется выражением

(3,105)kS={z40,8×z4+19203,8

, где z = 8πfaz/(104Rdc). Для медных проводников a z = 1 для нормально скрученных круглых и секторных проводников, но a z = 0.43 для сегментных или милликеновских проводников. Для застраховных кольцевых проводников, A Z = [( R R I ) / ( R R O + R I )] [( R O + 2 R + 2 R I ) / ( R R I )] 2 , где R I и R O — проводник внутренний и внешний радиус соответственно.Как правило, z меньше 2,8 для большинства практических приложений. Хотя уравнение (3.105) для коэффициента скин-эффекта основано на упрощенном подходе, оно содержит погрешность менее 0,5 % на частоте сети.

Коэффициент эффекта близости представляет собой добавочный коэффициент сопротивления из-за близости других проводников, несущих переменный ток, и определяется как

кабели F(p)(dcS)2[0,312(dcS)2+1,18F(p)+0,27] для «трехжильных» и «трех одножильных» кабелей

, где

(3.106b)F(p)=p40,8×p4+192andp=8πfap104Rdc

d c диаметр проводника, S осевое расстояние между проводниками. Как для меди, так и для алюминия a p равен 0,8 для круглых, секторных и кольцевых скрученных проводников. a p равен 0,37 для круглых сегментных жил.

Значения различных коэффициентов, используемых в уравнениях (3.104), (3.105) и (3.106), обычно предоставляются производителем кабеля.

Для трехфазного подводного кабеля можно использовать уравнения промышленной частоты, приведенные для подземных кабелей. Однако теперь море в основном заменит землю в качестве обратного пути и будет представлено следующим образом:

(3,107)RSea=399,63×ρSeafm

, где R море — внешний радиус морского возврата, представленный в виде эквивалентного проводника. ρ Sea – удельное сопротивление морской воды. Эта концепция основана на расчете импеданса обратного потока от моря, когда предполагается, что кабель полностью окружен безграничным морем, которое действует как эквивалентный обратный проводник с внешним радиусом R Sea .Например, для типичного значения удельного сопротивления морской воды ρ Sea = 0,5 Ом·м, R Sea ≅ 40 м при 50 Гц. Интересно отметить, что в глубоководной морской воде, где фазы кабеля проложены на расстоянии от 100 до 500 м друг от друга, электромагнитная связь между фазами будет очень слабой и обычно ею можно пренебречь. Внутренний импеданс морского возврата, представленный в виде эквивалентного проводника радиусом R Sea , равен

(3.108)ZSea=π210-4f[1+4πkei(α)]+j4π10-4f[loge(RSear) -ker(α)]Ω/км

, где α = 1.123 × D / R Sea , D — среднее расстояние между фазами кабеля в м, r — радиус проводника в м, а ker(α) и kei(α) — функции Кельвина с реальный аргумент α.

Для трубчатых кабелей расчет собственного и взаимного импеданса более сложен, чем для подземных кабелей. Расчет потокосцеплений внутри стенки стальной трубы и снаружи трубы дополнительно осложняется нелинейной проницаемостью стальной трубы, которая сама по себе зависит от величины тока ZPS, протекающего через трубу в условиях замыкания на землю из-за замыкания трубы на землю. насыщенность.Эффект насыщения вызывает снижение эффективного импеданса ZPS кабеля; чем больше ток ZPS, тем больше снижение импеданса ZPS. Производители кабелей обычно обязаны предоставлять такие данные сетевым службам. Для анализа частоты сети обычно делается допущение, что толщина трубы больше, чем глубина проникновения в стенку трубы, и что это допущение остается приблизительно верным при повышенном токе ZPS в трубе. Это означает, что помимо оболочек трех кабелей, труба является единственным путем возврата тока и что ток не возвращается через землю.Кабели внутри трубы можно рассматривать как три автономных одножильных кабеля, но с трубой, заменяющей землю, в качестве текущего обратного пути. Глубину проникновения в трубу можно рассчитать, используя формулу глубины скин-слоя уравнения (3.7b) δ=503,292×ρp/fμp, где ρ p и μ p — удельное сопротивление и относительная проницаемость трубы соответственно. Чтобы проиллюстрировать допущение о бесконечной толщине трубы, рассмотрим стальную трубу кабеля трубчатого типа на 132 кВ толщиной 6.3 мм, удельное сопротивление ρ p = 3,8·10 −8 Ом и относительная магнитная проницаемость µ p = 400. Глубина проникновения в трубу при частоте 50 Гц равна δ = 1,32 мм. Это меньше, чем толщина трубы, и показывает, что обратный ток будет течь к внутренней стенке трубы и что возврат через землю можно игнорировать. На рисунке 3.23 принято, что каждая фаза кабеля состоит из одножильного проводника радиусом r c , изоляции жилы и защитного проводника с внутренним и внешним радиусами r и r os , соответственно.Из рисунка 3.23 матрица собственного импеданса фазы кабеля k внутри трубы определяется как

(3.109)Zk=[Zcc-kZcs-kZcs-kZss-k]=[Z1+Z2+Z3+Z4+Z5-2Z6Z4 +Z5-Z6Z4+Z5-Z6Z4+Z5]

, где Z 1 соответствует уравнению (3.7), а

(3.110a)Z2=j4πf10-4loge(ris/rc)Z3=1000ρm2πrisD[ Io(mris)K1(mros)+Ko(mris)I1(mros)]

(3.110b)Z4=1000ρm2πrosD[Io(mros)K1(mris)+Ko(mros)I1(mris)]Z5=j4πf10- 4loge(q2-qk2qros)

(3.110c)Z6=1000ρ2πrisrosDm=2δ-1ejπ/4D=I1(mros)K1(mris)-K1(mros)I1(mris)

где Z 1 9 до Z 6 выражены в ω/км. I i и K i являются модифицированными функциями Бесселя первого и второго рода порядка i соответственно. Внутренний импеданс трубы с обратным путем, проходящим через внутреннюю стенку трубы, определяется выражением

(3.111)ZP-int=j4πμp10-4{Ko(mq)mqK1(mq)+2∑n=1∞[(diq) 2nKn(mq)nμpKn(mq)-K′n(mq)]}Ω/км

Взаимное сопротивление в Ом/км между проводником i и k относительно внутренней стенки трубы. по

(3.112)Zi-k=j4πf10-4{µpKo(mq)mqK1(mq)+loge[qdi2+dk2-2didkcosθik]+∑n=1∞(didkq2)ncos(nθik)[2µpKn(mq)nµpKn(mq)- mqK′n(mq)-1n]}

, где K n является производной от K n .

Сопротивление переменному току и импеданс — Electronics-Lab.com

Введение

Электрическое сопротивление — это свойство, которое характеризует, как конкретный компонент создает сопротивление протеканию тока, когда на его клеммы подается разность потенциалов.В этом уроке мы сосредоточимся на сопротивлении, которое создает резистор, когда на него подается переменное напряжение.

В самом первом разделе, чтобы не ограничиваться законом Ома, в простой презентации даются некоторые подробности о концепции сопротивления и компонентах резистора. Во втором разделе мы увидим сходство поведения сопротивления в режиме переменного и постоянного тока.

В следующих разделах будут освещены два явления, которые вызывают различия между сопротивлением резисторов переменному и постоянному току, особенно при увеличении частоты.

Представление: удельное сопротивление

В этом разделе мы более четко определим, что такое сопротивление и от чего оно зависит. Как следует из названия, первичное понятие называется , а удельное сопротивление . Рассмотрим материал в виде параллелепипеда с поперечным сечением A и длиной L с двумя выводами, как показано на рисунке 1:

. Рис. 1. Резистор с электрическими контактами.

Удельное сопротивление ρ выражается в Ом.m и является неотъемлемым свойством материала. Это означает, что удельное сопротивление не зависит от геометрии. Значение удельного сопротивления любого материала можно просто найти в онлайн-таблицах или в книгах.

Кроме того, удельное сопротивление является одной из редких физических величин, которая варьируется в стольких порядках. Например, медь является одним из наименее резистивных материалов, ее удельное сопротивление ρ меди =1,7×10 -8 Ом·м . С другой стороны, тефлон является одним из самых резистивных материалов с удельным сопротивлением ρ Тефлон >10 23 Ом.м.

Для определенной геометрии, такой как Рисунок 1 , удельное сопротивление и сопротивление R связаны следующей формулой, приведенной в Уравнение 1 :

уравнение 1: Определение сопротивления

С помощью этой формулы мы можем понять, что сопротивление зависит от геометрии и собственного удельного сопротивления материала:

  • Если длина увеличивается, электронам приходится проходить через материал с большим сопротивлением, поэтому сопротивление увеличивается.
  • Если поперечное сечение уменьшается, для электронов остается меньше возможных путей (например, для простой дороги или четырехполосного шоссе), поэтому сопротивление увеличивается.
  • Если удельное сопротивление увеличивается, материал по своей природе обладает более высоким сопротивлением, поэтому сопротивление снова увеличивается.

Резисторы обычно изготавливаются из керамического или угольного порошка, удельное сопротивление ρ углерод ≅ 10 -3 Ом.м . Например, если мы выберем соотношение L/A=1000 , мы получим сопротивление в несколько Ом.

Сходства в режиме переменного тока

В режиме постоянного тока сопротивление, создаваемое резистором, чрезвычайно просто описать, оно описывается законом Ома . Это линейная зависимость между напряжением В и током I , где эти две величины связаны коэффициентом R, называемым , и сопротивлением , таким как U=R×I .

Рис. 2: Иллюстрация постоянного напряжения, приложенного к резистору

Итак, что произойдет, если мы заменим источник постоянного тока источником переменного тока в Рисунок 2 ? Можно ли еще применить закон Ома?

Ответ прост, при нормальных условиях частоты и амплитуды (не слишком высокой) резистор ведет себя строго так же, как и в режиме постоянного тока.Таким образом, комплексный импеданс сопротивления представляет собой действительное число Z=R+j×0=U/I .

В режиме постоянного тока мощность, генерируемая при нагреве, определяется как произведение напряжения и тока: P=U×I . Это верно и в режиме переменного тока для мгновенной мощности: P(t)=U(t)×I(t) . Однако более интересна средняя мощность P avg , рассеиваемая джоулевым нагревом. Формула для P avg приведена ниже в Уравнении 2 , где Φ указывает фазовый сдвиг между напряжением и током:

eq 2 : Выражение средней мощности

Поскольку импеданс резистора действителен, мы можем обратиться к учебнику по комплексным числам, чтобы понять, что фазовый сдвиг Φ равен нулю.Нижние индексы «RMS» означают среднеквадратичное значение, его определение полностью объяснено в руководстве по форме сигнала переменного тока.

Для частного случая чисто резистивной цепи выражение средней мощности сокращается, таким образом, до P avg =U RMS ×I RMS .

Несоответствия в режиме переменного тока

В этом последнем разделе мы выделяем два эффекта, которые изменяют сопротивление переменному току по сравнению с сопротивлением постоянному току, когда частота источника переменного тока сильно увеличивается.Раздел разделен на два подраздела для независимого рассмотрения этих явлений.

Эффект кожи

Прежде чем говорить об этом явлении, нужно понять его происхождение. Этот первый эффект связан с законом электромагнитной индукции , который мы упоминали в учебнике по форме волны переменного тока.

Закон индукции или закон Ленца гласит, что при рассмотрении замкнутой электрической цепи C, в которую проникает переменное магнитное поле B 1 (t), генерируется ток I для создания противоположного магнитного поля B 2 (t), чтобы смягчить изменение B 1 (t).

рис. 3: Иллюстрация явления индукции

Этот электромагнитный эффект широко распространен во многих технологиях и может использоваться по-разному, например, как работают индукторы, турбины, трансформаторы или индукционные плиты.

Теперь вернемся к резистивному материалу, уже представленному в Рисунок 1 . Точно так же, как переменное магнитное поле создает токовые петли, переменный ток I(t) также генерирует магнитные петли B(t). Поскольку внутри резистивного материала образуются магнитные петли, он создает, как показано на рисунке , токовые петли.Эти токовые петли имеют особое название: они называются Вихревые токи или Токи Фуко .

рис. 4: Иллюстрация скин-эффекта

Такие токи концентрируются на границе резистивного материала, как показано на рис. 4 выше. Это явление, называемое скин-эффектом , имеет тенденцию становиться более важным, когда частота переменного тока I(t) увеличивается.

Самый важный параметр, описывающий скин-эффект, называется глубиной скин-слоя и обозначается δ .Он обозначает толщину от границы резистивного материала, где сосредоточена большая часть вихревых токов.

Это значение пропорционально 1/√f , где f — частота. Следовательно, увеличение частоты приводит к уменьшению глубины скин-слоя. Когда частота переменного тока становится очень высокой, большая часть тока сосредоточена в небольшой области вблизи границы резистивного материала, как показано на рис. 5 :

. рис. 5: Описание глубины скин-слоя и профиля распределения тока

Эффективное поперечное сечение A материала становится тогда меньше, и, следовательно, в соответствии с уравнением 1 , сопротивление увеличивается.

Для определенного значения частоты, которое зависит от материала, скин-эффект имеет тенденцию увеличивать сопротивление переменному току по сравнению с сопротивлением постоянному току: R AC >R DC .

Эффект близости

Электромагнитная индукция также является причиной другого эффекта, известного как эффект близости , который может сильно повлиять на сопротивление цепи переменному току. Эффект близости наблюдается, когда по двум или более близлежащим проводникам течет ток.

Рассмотрим для простоты примера два параллельных провода W 1 и W 2 , по которым течет одинаковый переменный ток I(t). Если частота тока достаточно высока, магнитная петля B(t) будет генерироваться W 1 (также W 2 , но не представленной в рис. 6 ) вокруг себя. Если провода расположены достаточно близко, магнитная петля пересечет второй провод и создаст, как объяснялось ранее, вихревые токи в Вт 2 :

рис. 6: Иллюстрация эффекта близости

Поскольку эффект симметричен, W 2 также индуцирует вихревые токи в W 1 .Текущий профиль концентрации для этого примера будет выглядеть так, как показано на Рисунке 7 ниже:

рис. 7: Распределение тока из-за эффекта близости

Подобно скин-эффекту, эффект близости является результатом изменения распределения тока в резистивных материалах, что приводит к увеличению сопротивления за счет уменьшения эффективного поперечного сечения. Этот эффект также усиливается при увеличении частоты и может привести к разнице между сопротивлениями переменного и постоянного тока на один или несколько порядков.

Заключение

В этом учебном пособии основное внимание уделяется сходствам и различиям между значением сопротивления резистивного материала в режиме постоянного и переменного тока.

Прежде всего, мы представили, из чего именно состоит сопротивление, представив понятие удельного сопротивления. Мы видели, что сопротивление зависит от этого внутреннего свойства и от геометрии рассматриваемого материала.

Во втором разделе мы исследуем сопротивление переменному току в нормальных рабочих условиях (не слишком высокая частота).Закон Ома может применяться как в режиме переменного тока, так и в режиме постоянного тока. Более того, поскольку сдвиг фаз не наблюдается, выражение мощности аналогично тому, как в режиме постоянного тока, с использованием среднеквадратичных значений для величин напряжения и тока.

В последнем разделе два явления указывают на тот факт, что при увеличении частоты сопротивление переменному току может стать намного выше, чем сопротивление постоянному току.

Первый эффект называется скин-эффектом и обусловлен перераспределением тока вблизи границы проводника.Это уменьшает эффективное поперечное сечение, по которому проходит ток, что увеличивает сопротивление.

Второй эффект — это эффект близости и возникает, когда по двум близлежащим проводникам одновременно протекает переменный ток достаточно высокой частоты. Это также приводит к перераспределению тока внутри обоих проводников вблизи одной из их границ, что, подобно скин-эффекту, увеличивает сопротивление проводов.

Однако эти эффекты начинают сильно влиять на схему только при очень высокой частоте.Например, при частоте 50 Гц медные провода не обязательно должны быть шире 8 мм в радиусе, поскольку толщина скин-слоя на этой частоте составляет около 9 мм. На частоте 10 МГц эта глубина становится около 21 мкм, что по-прежнему не является проблемой проектирования печатных плат (PCB), ширина которых может достигать 10 мкм. Можно сказать, что выше 100 МГц скин-эффекты и эффекты близости, связанные с этой глубиной, становятся препятствием для правильного проектирования схем.

В чем разница между сопротивлением проводника переменному и постоянному току?

В чем разница между сопротивлением постоянному и переменному току?

Сопротивление переменному току всегда больше сопротивления постоянному току.Давайте разберемся, в чем разница между сопротивлением переменному и постоянному току. Сопротивление проводника обратно пропорционально площади поперечного сечения, по которому протекает ток. Сопротивление переменному току больше, чем сопротивление постоянному, потому что переменный ток, протекающий по проводнику, распределяется неравномерно и концентрируется у поверхности проводника, и, таким образом, эффективная площадь поперечного сечения уменьшается, а сопротивление увеличивается.

Когда постоянный ток протекает через проводник, используется общая площадь поперечного сечения проводника, и, следовательно, сопротивление постоянному току меньше.Расчет сопротивления постоянному и переменному току важен для выбора проводников или кабелей с учетом снижения потерь в линии.

Сопротивление проводника выражается следующей формулой.

R= ρL/A

Где,
ρ = удельное сопротивление проводника (Ом⋅м)
L = длина проводника (м)
A = площадь поперечного сечения проводника (кв.м)

Сопротивление проводника, рассчитанное по приведенной выше формуле, известно как сопротивление проводника постоянному току.Сопротивление переменного тока одного и того же проводника всегда больше сопротивления постоянному току из-за скин-эффекта и эффекта близости. Проводник всегда оказывает более высокое сопротивление потоку переменного тока по сравнению с сопротивлением, оказываемым при протекании постоянного тока через проводник. Эффективная площадь поперечного сечения проводника уменьшается с увеличением частоты из-за скин-эффекта и эффекта близости.

Тенденция переменного тока течь вблизи поверхности проводника известна как скин-эффект.По мере увеличения частоты тока ток имеет тенденцию течь по внешней поверхности проводника. Плотность тока наибольшая на внешней поверхности проводника. Таким образом, при протекании по проводнику переменного тока эффективная площадь проводника уменьшается, а сопротивление увеличивается.

Распределение тока по всей площади поперечного сечения проводника неравномерно при протекании по проводнику переменного тока. Плотность тока выше на внешней поверхности проводника по сравнению с плотностью тока в его центре.Когда ток входит в проводник, он создает силу из-за движущегося заряда, и эта сила перемещает заряды к поверхности проводника. Сила увеличивается с увеличением частоты.

С увеличением частоты заряды движутся быстрее по внешней поверхности проводника; площадь поперечного сечения становится меньше из-за скин-эффекта, а эффективное сопротивление проводника увеличивается. Факторами, влияющими на скин-эффект, являются форма проводника, природа материала, диаметр проводника и рабочая частота.

Когда в цепи протекает переменный ток, распределение тока в проводнике зависит от характера импеданса, создаваемого током, протекающим в проводнике. Если цепь индуктивная или емкостная, магнитное поле, созданное потоком тока, будет противодействовать основному току, и, таким образом, будет обеспечивать более высокий импеданс.

Ток более высокой частоты создаст сильную Силу Лоренца и принесет движущиеся заряды на внешнюю поверхность проводника.Сопротивление проводника переменному току всегда больше, чем сопротивление проводника постоянному току. Основными причинами этого являются ЭФФЕКТ КОЖИ и ЭФФЕКТ БЛИЗОСТИ .

Математическое соотношение между сопротивлением постоянному и переменному току приведено ниже.

Rac=Rdc[1+αs+αp]

Где,
Rac = сопротивление проводника переменному току
Rdc    = сопротивление проводника постоянному току
αs,αp = скин-эффект и коэффициент эффекта близости

Как ЭФФЕКТ КОЖИ увеличивает сопротивление переменному току?

Сопротивление переменному току увеличивается с увеличением частоты, потому что больше заряда концентрируется вблизи поверхности проводника.По мере продвижения от поверхности проводника к центру проводника концентрация заряда уменьшается и становится равной нулю в центре сердечника. Глубина до концентрации заряда или тока, протекающего в проводнике, известна как глубина скин-слоя. Символ глубины скин-слоя — δ.

Глубина скин-слоя уменьшается с увеличением частоты для конкретного проводника. Глубина скин-слоя зависит от частоты и удельного сопротивления материала.Глубина скин-слоя пропорциональна частоте и обратно пропорциональна удельному сопротивлению.

Толщина скин-слоя различных проводящих материалов для разных частот указана ниже.

Глубину скин-слоя можно рассчитать с помощью следующего математического выражения. Формула толщины скин-слоя приведена ниже.

Глубина скин-слоя максимальна, если частота равна нулю. Постоянный ток имеет нулевую частоту, поэтому толщина скин-слоя максимальна, а общая площадь поперечного сечения проводника пропускает ток, поэтому сопротивление постоянному току низкое.Сопротивление переменному току всегда выше сопротивления постоянному току. Если толщина скин-слоя больше радиуса провода, то сопротивление переменному току равно сопротивлению постоянному току.

Как эффект близости увеличивает сопротивление переменному току?

Эффект близости

Когда по двум соседним проводникам течет ток, вокруг проводника создается магнитное поле. Поток, создаваемый одним проводником, соединяется с другим проводником и создает вихревой ток вокруг проводника, что приводит к кажущемуся увеличению сопротивления проводника.Это явление известно как ЭФФЕКТ БЛИЗОСТИ.

Из-за эффекта близости изменяется распределение тока в проводнике. Ток имеет тенденцию концентрироваться вдали от центра проводника. Это приводит к уменьшению кажущейся площади поперечного сечения проводника.

Распределение тока в проводниках, когда ток течет в одном направлении, показано ниже.

Ток концентрируется вдали от центра обоих проводников, когда ток течет в одном направлении.Таким образом, кажущаяся площадь проводника уменьшается, а сопротивление проводника увеличивается. Если частота тока выше, ток имеет тенденцию концентрироваться дальше от центра, и сопротивление проводника увеличивается.

Распределение тока в проводниках, когда ток течет в противоположном направлении, показано ниже.

Этот случай имеет аналогичные эффекты, но ток концентрируется на соседних сторонах проводника. Однако при этом токе сопротивление будет увеличиваться из-за уменьшения кажущейся площади проводников.

В случае с DC полностью отсутствуют SKIN EFFECT и PROXIMITY EFFECT.

Похожие сообщения

  1. Что такое скин-эффект? Факторы, влияющие на скин-эффект
  2. Влияние температуры на сопротивление

Пожалуйста, подпишитесь на нас и поставьте лайк:

Похожие сообщения

Сопротивление проводника переменному току ~ Изучение электротехники

Пользовательский поиск

Проводник оказывает большее сопротивление потоку переменного тока (AC), чем постоянному току (DC).Величина увеличения обычно выражается как отношение «AC/DC». К причинам повышения относятся:

  1. Скин-эффект,
  2. Эффект близости,
  3. Гистерезис и потери на вихревые токи в соседних ферромагнитных материалах и
  4. Наведенные потери в короткозамкнутых близлежащих неферромагнитных материалах

Эффект кожи

Скин-эффект описывает явления переменного тока, протекающего более плотно вблизи поверхности проводника.Чистым эффектом является уменьшение эффективной площади и увеличение сопротивления. Для расчета скин-эффекта в трубчатых проводниках из сплошной проволоки к бесконечно тонкой трубке используются кривые Юэна.

В таблице ниже приведены коэффициенты отношения скин-эффекта R/R0 в зависимости от X, где R — сопротивление переменному току, а R0 — сопротивление постоянному току. Обратите внимание, что из таблицы R/R0 — это отношение сопротивления из-за скин-эффекта. L/L0 — отношение индуктивности из-за скин-эффекта. X определяется приведенной выше формулой.

Для проводников диаметром более 1 500 000 круговых мил для точности необходимо использовать другие расчетные формулы. Неравномерное распределение тока по сечению влияет и на индуктивность, значение которой меньше, чем если бы плотность тока была однородной. Таким образом, в приведенной выше таблице коэффициентов скин-эффекта указано отношение индуктивности L/L0, где L — индуктивность из-за неравномерной плотности тока, а L0 — индуктивность при условии однородной плотности тока.

Эффект близости :

Эффект близости — это искажение распределения тока в поперечном сечении проводника из-за близлежащих токов.Для приблизительного расчета эффекта близости используйте следующую формулу:

Где:

fp        = Коэффициент для учета эффекта близости

GMR = Средний геометрический радиус одинаковых проводников

GMD = Среднее геометрическое расстояние между проводниками

R/R0   = Коэффициент скин-эффекта

После определения скин-эффекта и эффекта близости эффективное сопротивление проводника с учетом этих двух факторов определяется как:

Где:

R/R0 = Коэффициент скин-эффекта

fp      = Фактор, учитывающий эффект близости 

Сопротивление и импеданс переменного тока

— EEE PROJECTS

Полное сопротивление — это помеха, создаваемая электрической цепью при протекании тока в цепи переменного тока.По сути, это комбинация резистивных и реактивных компонентов (из-за катушек индуктивности и конденсаторов). Он следует принципу закона Ома. Кроме того, мы можем сказать, что импеданс подобен сопротивлению в цепи постоянного тока, поэтому он имеет ту же единицу измерения, что и сопротивление, то есть «Ом».

Теперь у нас должно возникнуть много вопросов.

Чем этот импеданс отличается от сопротивления, хотя и имеет ту же единицу измерения?

Из чего состоит это сопротивление? И еще много подобных вопросов.

Не так ли?

Прочтите статью полностью, и вы получите ответы на все вопросы.

Цепи переменного тока

Цепи переменного тока — это те, где у нас есть синусоидальное напряжение питания и, следовательно, синусоидальный ток. Они сильно отличаются от цепей постоянного тока. Здесь снова и снова будет приходить один термин, фазоры.

Phasor — это способ представления комплексного числа, которое дополнительно представляет синусоидальную функцию, начальная фаза (θ), амплитуда (A) и угловая частота ( ω ) зависят от времени.Мы изучим его применение по ходу статьи.

Сопротивление переменному току при синусоидальном питании

По закону Ома мы знаем, что в цепи постоянного тока напряжение на резисторе и ток через него имеют линейную зависимость. Теперь давайте рассмотрим случай цепи переменного тока.

Напряжение здесь будет переменным напряжением с синусоидальной формой волны. Выражение напряжения можно записать как

В = В макс. sin(wt + 𝛉),

, где V max — максимальная амплитуда, а «w» — угловая частота.

Точно так же ток, создаваемый в цепи, будет синусоидальным и может быть выражен как

I = I max sin(wt + 𝛉).

Теперь вы должны обратить внимание на одну вещь. Спроси «что?

Да, вы должны заметить одну вещь, которая здесь есть, у нас нет никакого фазового сдвига, т.е. и напряжение, и ток имеют одинаковую угловую частоту со сдвигом на 𝛉 градусов. Поэтому мы говорим, что в случае чисто резистивной цепи переменного тока и напряжение, и ток синфазны.

Форма напряжения тока резистивной цепи переменного тока

В приведенной выше схеме видно, что к источнику приложено синусоидальное напряжение.Это напряжение зависит от времени и создаст ток в резисторе, который будет следовать полярности напряжения с той же или другой амплитудой (в зависимости от значения сопротивления).

Применив КВЛ в схеме имеем

В(t) = I(t) * R

       = I max sin(wt + 𝛉)

Таким образом, в чисто резистивной цепи переменного тока форма кривой тока соответствует той же синусоидальной схеме, что и напряжение, т. е. ток изменяется пропорционально напряжению.

Синусоидальные сигналы для сопротивления переменному току

Глядя на осциллограмму, можно сказать, что нарастание напряжения и тока происходит с одинаковой частотой и аналогично падение обеих величин.Следовательно, по форме сигнала также доказано, что и напряжение, и ток не имеют фазового сдвига и, следовательно, находятся в фазе.

Тот же результат получается и для вектора приведенной выше сети переменного тока.

Векторная диаграмма сопротивления переменному току

Мы должны знать, что вектор представляет среднеквадратичное значение величин. Таким образом, чтобы представить напряжение и ток, нам нужно разделить максимальное значение обеих величин на √2.

В действующее значение = В макс. / √2

I среднеквадратичное значение = I макс. / √2

Векторная диаграмма напряжение-ток

Теперь вы можете задать вопрос, что это выглядит так же, как цепь постоянного тока, имеющая линейную зависимость, тогда в чем разница?

Ну собственно никакой разницы (пока индуктивность или/и емкость есть/присутствуют), а только то, что в цепи постоянного тока мы называем это сопротивлением, а здесь в цепи переменного тока мы называем это импедансом.

Полное сопротивление переменному току

Опять же, как обсуждалось ранее, полное сопротивление переменному току, когда в качестве энергопоглощающего (пассивного) элемента подключено только сопротивление, тогда:

В = Z * I

, где Z = полное сопротивление цепи

Z обычно определяется в комплексной форме, так как зависит от частоты. Например,

пусть Z = R + jX

, где R = сопротивление цепи и

X — реактивное сопротивление цепи, j называется йотой и используется для отображения мнимой части числа.

Следовательно, Z = (В / I) Ом

В случае чисто резистивной цепи

Z = R + j0 = R (Ом)

В случаях, когда подключены другие пассивные элементы, такие как конденсаторы и катушки индуктивности.

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности представляет собой косинус угла между напряжением и током. Поскольку в омической цепи угол между напряжением и током равен нулю, следовательно, коэффициент мощности cosႴ = cos0 = 1, т. е. единичный коэффициент мощности (УПМ).

Еще один фактор, который мы можем рассчитать здесь, это Сила.

Отношение мощностей

Тогда мгновенная мощность, потребляемая резистором, определяется как:

P = V*I = V max sin(wt) * I max sin(wt)

   = V макс. * I макс. sin 2 (вес)

Следовательно, P = P max sin 2 (wt)

где P max = V max * I max

Средняя мощность

Средняя мощность представляет собой мощность постоянного тока и поглощается только резистором.Средняя мощность в реактивной или резистивной цепи зависит от угла между напряжением и током. Поскольку 𝛉 = 0, коэффициент мощности равен единице, поэтому средняя мощность, потребляемая сопротивлением переменного тока, определяется по закону Ома:

P = V*I = I 2 R = V 2 /R

В повседневной жизни цепи переменного тока, такие как нагревательные элементы и лампы, имеют только омическое сопротивление и незначительное значение индуктивности и емкости.

Электрическая лампа

В таких цепях мы можем использовать как закон Кирхгофа, так и закон Ома или любое другое правило схемы, чтобы получить все параметры цепи.Скорее всего, это цепь постоянного тока только до тех пор, пока в игру не вступят индуктивность и емкость. Обычно мы используем значения RMS с такими правилами.

Пример 1: сопротивление переменному току

Рассмотрим электрическую лампу с сопротивлением переменному току 100 Ом, подключенную к однофазной сети переменного тока напряжением 300 вольт. Рассчитайте ток, потребляемый от источника питания, и мощность, потребляемую лампой. Также покажите векторную зависимость между напряжением и током в лампе.

Ток от источника питания:

                           I = V/R  = 300/100 = 3 ампера

Активная мощность, потребляемая лампой

P = I 2 R = 3 2 *100 = 900 Вт

Также по другим формулам силы:

P = V 2 /R = 300 2 /100 = 900 Вт

и P = V*I = 3 * 300 = 900 Вт

Таким образом, мы видим, что использование любой из формул дает один и тот же результат.

Поскольку 𝛉 = 0, в этом случае вектор будет направлен в одном направлении как для напряжения, так и для тока, как:

Векторная диаграмма, например 1

Пример 2: сопротивление переменному току

Рассмотрим источник синусоидального напряжения, поскольку V(t) = 100cos (wt + 60 o ) подается на чистое сопротивление 25 Ом. Найдите его пиковое значение тока и полного сопротивления цепи. Также покажите фазовращатель для того же самого.

Теперь это синусоидальное напряжение можно записать в векторной форме как V = 10060 O вольт

По закону Ома имеем

I R = V R /R = 10060 O /25 = 460 O Ампер

Векторная диаграмма, представляющая вышеуказанные условия, будет выглядеть так:

Пример векторной диаграммы 2

Сводка импеданса по переменному току

Есть определенные моменты, которые вы должны помнить, когда речь идет об импедансе переменного тока с чисто омическим элементом.

  • Напряжение и ток всегда совпадают по фазе в случае чисто резистивного элемента. Это меняется практически даже при небольшом введении индуктивности и емкости.
  • Поскольку 𝛉 = 0, поэтому коэффициент мощности в омическом элементе снова всегда равен единице, обычно называемой единичным коэффициентом мощности (UPF).
  • Ток следует за напряжением во всех отношениях, кроме амплитуды. Максимальный и минимальный пик тока и напряжения будут в одно и то же время. Также график между ними в этом случае будет линейным, а наклон будет давать импеданс.
  • Импеданс, Z на самом деле представляет собой комплексное число, состоящее как из действительных, так и из мнимых членов, но в этом случае снова, поскольку реактивное сопротивление равно нулю, Z будет иметь только действительную часть, которая является сопротивлением. Z = R + j0 = R.
  • Следовательно, применение закона Ома в этих цепях даст требуемые параметры.

Надеюсь, вы получили хорошее представление об импедансе в цепях переменного тока. Далее в нашем следующем уроке мы увидим влияние индуктивных и емкостных нагрузок в цепях переменного тока и их фазовую взаимосвязь.

Есть сомнения? Замечательно!!

По любым другим вопросам, касающимся статьи, вы можете прокомментировать ниже, и я буду рад ответить на них все.

Сопротивление проводников переменному току



В предыдущей статье я рассмотрел сопротивление проводников постоянному току, а в этой статье мы обратим внимание на сопротивление переменному току. Если вы не читали предыдущую статью, сейчас самое время это сделать. Сопротивление проводника переменному току всегда больше сопротивления постоянному току.Основными причинами этого являются «скин-эффект» и «эффект близости», которые более подробно обсуждаются ниже.

В предыдущей статье я рассмотрел сопротивление проводников постоянному току, а в этой статье мы обратим внимание на сопротивление переменному току. Если вы не читали предыдущую статью, сейчас самое время это сделать.

Сопротивление проводника переменному току всегда больше сопротивления постоянному току. Основными причинами этого являются «скин-эффект» и «эффект близости», которые более подробно обсуждаются ниже.

Существуют различные методы учета этих эффектов, но я сосредоточусь на методах, приведенных в IEC 60287 (Электрические кабели — расчет номинального тока). Этот метод не только широко распространен, но и является частью стандарта, что придает ему некоторую легитимность.

Стандарт учитывает скин-эффект и эффект близости по следующим формулам:

Где:

R = сопротивление проводника переменному току
R = сопротивление проводника постоянному току
y y y = коэффициент скин-эффекта
y p = коэффициент эффекта близости

Хотя вышеприведенные формулы довольно просты, вычисление факторов скин-эффекта и эффекта близости немного сложнее, но все же не слишком сложно.

Скин-Эффект

По мере увеличения частоты тока поток электричества становится более сконцентрированным вокруг внешней части проводника. На очень высоких частотах в первую очередь по этой причине часто используются полые проводники. На частотах мощности (обычно 50 или 60 Гц), хотя и менее выраженных, изменение сопротивления из-за скин-эффекта все же заметно.

Коэффициент эффекта кожи y S дается:

, где:

F = Частота подачи в Hertz
K S = коэффициент кожи коэффициент из таблицы ниже

близости

Эффект близости связан с магнитными полями проводников, расположенных близко друг к другу.Распределение магнитного поля неравномерно, а зависит от физического расположения проводников. Поскольку поток, разрезающий проводники, неравномерен, это приводит к неравномерному распределению тока по кабелепроводу и изменению сопротивления.

Формулы для коэффициента эффекта близости различаются в зависимости от того, говорим ли мы о двух или трех ядрах.

 γp=Xp4192+0,8Xp4(dcS)2×2,9           

— двухжильные кабели или два одножильных кабеля

        

 γp=Xp4192+0.8Xp4(dcS)2[0312(dcS)2+1,18Xp4192+0,8Xp4+0,27]

    — для трехжильных кабелей или трех одножильных кабелей

Где (для обоих случаев):

 Xp8πfR′10−7kp

4 d

c    = диаметр проводника (мм)
s    = расстояние между осями проводника (мм)
k p   = коэффициент эффекта близости из таблицы ниже = √(s 1 x s 2 )
2.для фасонных проводников y p составляет две трети от значения, рассчитанного выше, при этом T), где т — толщина изоляции между проводниками (мм)

коэффициенты K

S и K P

4

K S K P
медь Круглый многожильный или сплошной 1 1
Круглый сегментный 0.435 0,37
секторной формы 1 1
Алюминиевый Круглый мель или твердый 1 1
Круглый 4 Сегмент 0,28 0,37
Круг 5 сегмент 0,19 0,37
Круг 6 сегмент 0.12 0,37

Резюме

Если вам нужно рассчитать сопротивление проводника, я надеюсь, что эта статья (и сопутствующая статья о постоянном токе) может помочь. Таким образом, процедура довольно проста:

  1. Найдите сопротивление постоянному току при 20 0 C в таблице IEC 60287, см. первую статью
  2. Отрегулируйте рабочую температуру, как показано в первой статье
  3. Отрегулируйте по коже эффекты близости, как показано в этой статье

Если у кого-то есть какие-либо комментарии или что-то добавить, пожалуйста, сделайте это ниже.

<- Сопротивление проводников постоянному току

SIM921 — Мост сопротивления переменному току

SIM921 Мост сопротивления переменного тока

SIM921 Мост сопротивления переменного тока

Мост сопротивления переменному току SIM921 — это точный прибор с низким уровнем шума, разработанный для приложений криогенной термометрии. При мощности возбуждения ниже 100 аВт термисторы и другие резистивные образцы можно измерять при температурах ниже 50 мК с незначительными ошибками самонагрева.

Измерение сопротивления

SIM921 измеряет сопротивление по четырехпроводной схеме, исключая прямое влияние сопротивления выводов на результат. Использование источника переменного тока возбуждения позволяет избежать термоЭДС и дрейфа смещения усилителя.

Частоту возбуждения можно регулировать в диапазоне от 2 Гц до 60 Гц либо с передней панели, либо через интерфейс компьютера. Эта гибкость позволяет пользователю работать на синхронной субгармонике частоты сети питания (например, 15 Гц/12.5 Гц) или на какой-то несоизмеримой частоте, в зависимости от требований. Несколько SIM921 могут работать на разных частотах в одной и той же экспериментальной установке без риска внутриполосных перекрестных помех. Кроме того, при измерениях очень высокого импеданса переменная частота позволяет исследовать любые емкостные эффекты в результате измерения сопротивления. Возбуждения являются синусоидальными, что устраняет содержание высокочастотных гармоник, связанное с прямоугольными возбуждениями.

Фактическое определение сопротивления достигается логометрическим путем, пропуская выбранный ток возбуждения как через внутренний высокостабильный эталонный резистор, так и через измеряемое устройство пользователя.Доступна внутренняя автокалибровка для калибровки двух плеч показаний отношения для большей точности.

Возбуждение

SIM921 поддерживает два режима возбуждения: постоянный ток и постоянное напряжение. В большинстве приложений низкотемпературной термометрии используются резисторы с отрицательным температурным коэффициентом. Преимущество режима постоянного напряжения заключается в уменьшении мощности, рассеиваемой термометром при падении температуры. В этом режиме SIM921 управляет приложенным возбуждением переменного тока, чтобы поддерживать выбранное напряжение на пользовательском резисторе.

Режим постоянного тока подходит для измерения малых сопротивлений, например, для характеристики сверхпроводящих переходов. В режиме постоянного тока внутренний эталонный резистор используется в качестве входа сервопривода, обеспечивая постоянный ток, равный выбранному напряжению, деленному на половину диапазона сопротивления (например, 100 мкВ в диапазоне 20 кОм дает среднеквадратичное значение тока возбуждения 10 нА). ).

SIM921 Блок-схема

Икс

Блок-схема SIM921

SIM921 Мост сопротивления переменного тока

Фазочувствительное обнаружение

Пара двухфазных синусоидальных демодуляторов переменного тока в SIM921 обеспечивает превосходное соотношение сигнал/шум в самых сложных условиях испытаний.Кроме того, двухфазная демодуляция позволяет измерять сопротивление и фазовый сдвиг. Большие фазовые сдвиги могут предупредить пользователя о чрезмерном реактивном сопротивлении свинца. Выбираемые постоянные времени после демодуляции от 300 мс до 300 с дают вам полный контроль над компромиссом между временем отклика измерения и максимальным разрешением.

Автодиапазон

Если выбран автоматический выбор диапазона, SIM921 динамически регулирует коэффициент усиления мостового усилителя для оптимальной работы со слабыми сигналами и изменяет масштаб дисплея на основе результата измерения.При отключении автодиапазона диапазон отображения остается фиксированным, а мостовые усилители поддерживают полное усиление. Это может быть особенно важно при использовании SIM921 в приложении контура управления. Как в автоматическом, так и в ручном режиме диапазона параметры возбуждения никогда не изменяются прибором, что обеспечивает пользователю полный контроль над условиями измерения в эксперименте.

Термометрия

SIM921 совместим со всеми резистивными датчиками, включая датчики NTC (германиевые, углеродное стекло , состав углерода, Cernox , оксид рутения и т. д.) и датчики PTC (родий-железо RTD, платиновый RTD и т. д.). Через компьютерный интерфейс в прибор можно загрузить до четырех калибровочных кривых пользователя (от Ом до Кельвина) с 200 точками данных в каждой.

Выход

В дополнение к выходу дисплея и компьютерному интерфейсу аналоговый выход обеспечивает напряжение постоянного тока, пропорциональное сопротивлению или температуре. Пользователь имеет полный контроль над масштабом (В/К или В/Ом) и смещением (К или Ом) этого выхода.

Контроль температуры

Аналоговый выходной сигнал хорошо подходит для подключения к аналоговому ПИД-контроллеру SIM960.Эта комбинация модулей обеспечивает гибкое и экономичное решение для контроля температуры.

Дисплей на передней панели

Основным считывающим устройством является легко читаемый 5,5-разрядный светодиодный дисплей (со статическим управлением для низкого уровня шума). На этом дисплее может отображаться измеренное значение (сопротивление или температура), значение за вычетом смещения, фазовый сдвиг, смещение, частота возбуждения, шкала аналогового выхода и калибровочная кривая. Отдельные дисплеи в виде полос показывают диапазон сопротивления, возбуждение и постоянную времени выходного сигнала, а также режим возбуждения (ток или напряжение) и настройку автоматического диапазона.

Интерфейсы

Всеми параметрами прибора можно управлять и отображать их на передней панели или задавать и запрашивать через интерфейс компьютера. Аналоговый выход постоянного тока доступен на разъеме BNC на передней панели.

На задней панели имеется стандартный 9-контактный разъем D-sub для подключения датчика. Питание и последовательная связь осуществляются через 15-контактный разъем D-sub, который соединяется с основным блоком SIM900. Автономная работа SIM921 возможна при подаче питания ±15 В и +5 В непосредственно на 15-контактный разъем.

Разрешение

Разрешение

указано в таблице ниже. Верхние значения показывают ток возбуждения, а нижние значения представляют собой типичные среднеквадратичные значения шума сопротивления, измеренные при 50 % полной шкалы на резисторе, работающем при комнатной температуре, с постоянной времени выхода 3 с.

 

 

 

Возбуждение

Диапазон 30 мВ 10 мВ 3 мВ 1 мВ 300 мкВ 100 мкВ 30 мкВ 10 мкВ 3 мкВ
20 мОм н/д н/д н/д н/д н/д 100 мА
44 мкОм
3 мА
130 мкОм
1 мА
510 мкОм
300 мкА
1.5 мОм
200 мОм н/д н/д н/д 10 мА
8,9 мкОм
3 мА
12 мкОм
1 мА
32 мкОм
300 мкА
120 мкОм
100 мкА
590 мкОм
30 мкА
1,4 мОм
2 Ом н/д 10 мА
4.3 мкОм
3 мА
5,5 мкОм
1 мА
7,9 мкОм
300 мкА
23 мкОм
100 мкА
70 мкОм
30 мкА
220 мкОм
10 мкА
730 мкОм
3 мкА
1,8 мОм
20 Ом 3 мА
20 мкОм
3 мА
21 мкОм
300 мкА
33 мкОм
100 мкА
41 мкОм
30 мкА
100 мкОм
10 мкА
390 мкОм
3 мкА
1.7 мОм
1 мкА
4,1 мОм
300 нА
10 мОм
200 Ом 300 мкА
200 мкОм
100 мкА
200 мкОм
30 мкА
370 мкОм
10 мкА
430 мкОм
3 мкА
1,1 мОм
1 мкА
2,8 мОм
300 нА
9,7 мОм
100 нА
25 мОм
30 нА
120 мОм
2 кОм 30 мкА
2.0 мОм
10 мкА
2,0 мОм
3 мкА
2,9 мОм
1 мкА
4,0 мОм
300 нА
12 мОм
100 нА
40 мОм
30 нА
120 мОм
10 нА
300 мОм
3 нА
900 мОм
20 кОм 3 мкА
20 мОм
1 мкА
25 мОм
300 нА
31 мОм
100 нА
56 мОм
30 нА
200 мОм
10 нА
640 мОм
3 нА
2.4 Ом
1 нА
5,3 Ом
300 пА
23 Ом
200 кОм 300 нА
250 мОм
100 нА
350 мОм
30 нА
640 мОм
10 нА
1,4 Ом
3 нА
4,5 Ом
1 нА
16 Ом
300 пА
47 Ом
100 пА
150 Ом
30 пА
710 Ом
2 МОм 30 нА
3.4 Ом
10 нА
5,9 Ом
3 нА
16 Ом
1 нА
46 Ом
300 пА
190 Ом
100 пА
480 Ом
30 пА
1,7 кОм
10 пА
5,4 кОм
3 пА
15 кОм
20 МОм 3 нА
50 Ом
1 нА
190 Ом
300 пА
540 Ом
100 пА
1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.