Какие бывают виды сопротивлений в цепях переменного тока. Чем отличается активное сопротивление от реактивного. Как рассчитать полное сопротивление цепи. Какую роль играют различные виды сопротивлений в работе электрических устройств.
Основные виды сопротивлений в электрических цепях
В электрических цепях переменного тока выделяют три основных вида сопротивлений:
- Активное сопротивление
- Реактивное сопротивление
- Полное сопротивление
Каждый из этих видов сопротивлений играет свою роль в работе электрической цепи. Рассмотрим их подробнее.
Активное сопротивление: преобразование энергии в тепло
Активное сопротивление — это сопротивление, на котором происходит необратимое преобразование электрической энергии в тепловую.
Активным сопротивлением обладают:
- Проводники (медные провода, алюминиевые шины и т.д.)
- Нагревательные элементы
- Лампы накаливания
- Резисторы
При прохождении тока через элемент с активным сопротивлением происходит нагрев. Величина активного сопротивления не зависит от частоты переменного тока.
Как рассчитать активное сопротивление?
Активное сопротивление R измеряется в Омах (Ом) и рассчитывается по закону Ома:
R = U / I
где U — напряжение на участке цепи, В
I — сила тока, А
Для проводников активное сопротивление также можно рассчитать по формуле:
R = ρ * l / S
где ρ — удельное сопротивление материала, Ом*м
l — длина проводника, м
S — площадь поперечного сечения, м2
Реактивное сопротивление: обмен энергией между источником и потребителем
Реактивное сопротивление — это сопротивление, на котором происходит периодический обмен энергией между источником и потребителем без необратимых потерь.
Различают два вида реактивного сопротивления:
- Индуктивное сопротивление (XL)
- Емкостное сопротивление (XC )
Индуктивное сопротивление
Индуктивное сопротивление создается катушками индуктивности. При протекании переменного тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая изменению тока.
Индуктивное сопротивление рассчитывается по формуле:
XL = ωL = 2πfL
где ω — угловая частота, рад/с
f — частота переменного тока, Гц
L — индуктивность катушки, Гн
Емкостное сопротивление
Емкостное сопротивление создается конденсаторами. При подключении конденсатора к источнику переменного напряжения в цепи возникает переменный ток, опережающий по фазе напряжение.
Емкостное сопротивление рассчитывается по формуле:
XC = 1 / (ωC) = 1 / (2πfC)
где C — емкость конденсатора, Ф
Полное сопротивление: векторная сумма активного и реактивного
Полное сопротивление цепи переменного тока — это векторная сумма активного и реактивного сопротивлений.
Полное сопротивление Z рассчитывается по формуле:
Z = √(R2 + X2)
где R — активное сопротивление
X — реактивное сопротивление
Полное сопротивление измеряется в Омах (Ом).
Треугольник сопротивлений: наглядное представление
Соотношение между активным, реактивным и полным сопротивлением наглядно отображается с помощью треугольника сопротивлений:
- Катет 1 — активное сопротивление R
- Катет 2 — реактивное сопротивление X
- Гипотенуза — полное сопротивление Z
Треугольник сопротивлений позволяет легко определить угол сдвига фаз φ между током и напряжением:
tg φ = X / R
Роль различных видов сопротивлений в электрических устройствах
Рассмотрим, какую роль играют различные виды сопротивлений в работе электрических устройств:
Активное сопротивление:
- Нагревательные элементы (электроплиты, обогреватели)
- Лампы накаливания
- Резисторы для ограничения тока
Индуктивное сопротивление:
- Катушки индуктивности в фильтрах
- Обмотки электродвигателей
- Дроссели в светильниках
Емкостное сопротивление:
- Конденсаторы в фильтрах
- Разделительные конденсаторы в усилителях
- Компенсация реактивной мощности
Правильный учет всех видов сопротивлений позволяет корректно рассчитывать электрические цепи и обеспечивать эффективную работу электротехнических устройств.
Особенности сопротивлений в цепях постоянного и переменного тока
Как проявляют себя различные виды сопротивлений в цепях постоянного и переменного тока?
Цепи постоянного тока:
- Присутствует только активное сопротивление
- Индуктивное и емкостное сопротивление отсутствуют
- Полное сопротивление равно активному
Цепи переменного тока:
- Присутствуют все виды сопротивлений
- Индуктивное сопротивление растет с увеличением частоты
- Емкостное сопротивление уменьшается с ростом частоты
- Полное сопротивление зависит от соотношения активного и реактивного
Учет этих особенностей крайне важен при проектировании и расчете электрических цепей.
Как правильно подобрать сопротивление для электрической цепи?
При подборе сопротивлений для электрической цепи необходимо учитывать следующие факторы:
- Требуемое значение сопротивления
- Допустимая мощность рассеивания
- Тип тока в цепи (постоянный или переменный)
- Частота переменного тока
- Температурный режим работы
- Требования к точности и стабильности
Правильный выбор типа и номинала сопротивления обеспечит корректную работу электрической цепи и долгий срок службы компонентов.
Измерение сопротивлений в электрических цепях
Для измерения различных видов сопротивлений используются следующие приборы и методы:
Активное сопротивление:
- Омметр
- Мультиметр в режиме измерения сопротивления
- Метод вольтметра-амперметра
Индуктивное сопротивление:
- Измеритель индуктивности
- Метод вольтметра-амперметра на переменном токе
Емкостное сопротивление:
- Измеритель емкости
- Метод вольтметра-амперметра на переменном токе
Полное сопротивление:
- Измеритель импеданса
- Векторный анализатор цепей
Точное измерение сопротивлений позволяет контролировать параметры электрических цепей и своевременно выявлять неисправности.
Виды сопротивлений в цепях переменного электрического тока.
⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 15Следующая ⇒
В переменном электрическом токе элементы цепи обладают 2 видами сопротивлений: активным и реактивным.
При каждом виде сопротивления энергия электрического тока преобразуется в другие виды энергий.
Сопротивление называется активным, если энергия электрического тока преобразуется в виде теплоты.
Сопротивление называется реактивным, если энергия тока преобразуется на образование электромагнитного поля.
Известно 2 вида реактивного сопротивления.
Индуктивное сопротивление — это сопротивление, возникающее в результате явления самоиндукции.
Индуктивное сопротивление
Где ω — циклическая частота тока,
L — индуктивность.
Емкостное сопротивление — это сопротивление, которое оказывает переменному току конденсатор.
§ Генератором переменного тока называется электротехническое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в энергию переменного тока.
Основными частями генератора являются (рис. 1):
§ индуктор — электромагнит или постоянный магнит, который создает магнитное поле;
§ якорь — обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС;
§ коллектор со щетками — устройство, посредством которого снимается с вращающихся частей или подается по ним ток.
Рис. 1
Неподвижная часть генератора называется статором, а подвижная — ротором. В зависимости от конструкции генератора его якорь может быть как ротором, так и статором. При получении переменных токов большой мощности якорь обычно делают неподвижным, чтобы упростить схему передачи тока в промышленную сеть.
Мощные генераторы вырабатывают напряжение 15-20 кВ и обладают КПД 97-98 %.
Принцип действия
Принцип действия генератора переменного тока основан на явлении электромагнитной индукции.
Пусть проводящая рамка площадью S вращается с угловой скоростью ω вокруг оси, расположенной в ее плоскости перпендикулярно однородному магнитному полю индукцией
При равномерном вращении рамки угол α между направлениями вектора индукции магнитного поля B⃗ и нормали к плоскости рамки n⃗ меняется со временем по линейному закону. Если в момент времени t = 0 угол α0 = 0 (см. рис. 1), то
α=ω⋅t=2π⋅ν⋅t,
где ω — угловая скорость вращения рамки, ν — частота ее вращения.
В этом случае магнитный поток, пронизывающий рамку будет изменяться следующим образом
Φ(t)=B⋅S⋅cosα=B⋅S⋅cosω⋅t.
Тогда согласно закону Фарадея индуцируется ЭДС индукции
e=−Φ′(t)=B⋅S⋅ω⋅sinω⋅t=Em⋅sinω⋅t.
Подчеркнем, что ток в цепи проходит в одном направлении в течение полуоборота рамки, а затем меняет направление на противоположное, которое также остается неизменным в течение следующего полуоборота.
Действующие значения силы тока и напряжения
§ Действующим (эффективным) значением силы переменного тока называется сила такого постоянного тока, который, проходя по цепи, выделяет в единицу времени такое же количество теплоты, что и данный переменный ток.
Обозначается буквой I.
§ Действующим (эффективным) значением напряжения переменного тока называется напряжение такого постоянного тока, который, проходя по цепи, выделяет в единицу времени такое же количество теплоты, что и данный переменный ток.
Обозначается буквой U.
В контактной сети электрифицированных ж. д. используется постоянный электрический ток напряжением 3 кВили переменный однофазный ток промышленной частоты напряжением 25 кВ.
При питании переменным током усложняется конструкция подвижного состава, но значительно
Билет № 11
1 Механическая работа. Мощность.
Если действующая на тело сила F вызывает его перемещение s, то действие этой силы характеризуется величиной, называемой механической работой (или, сокращенно, просто работой).
Механической работой А называют скалярную величину, равную произведению модуля силы F, действующей на тело, и модуля перемещения s, совершаемого телом в направлении действия этой силы, т. е.
А=Fs. (3.9)
В случае, описываемом формулой (3.9), направление перемещения тела совпадает с направлением силы. Однако чаще встречаются случаи, когда сила и перемещение составляют между собой угол, не равный нулю или α. (рис. 30)
А=Fsсоsα. (3.10)
Таким образом, в общем случае механическая работа равна произведению модуля силы и модуля перемещения на косинус угла между направлениями силы и перемещения. Работа силы, направленной вдоль перемещения тела, положительна, а силы, направленной против перемещения тела, — отрицательна. По формулам (3.9) и (3.10) вычисляют работу постоянной силы. Единицу механической работы устанавливают из формулы (3.9). В СИ за единицу работы принята работа силы 1 Н при перемещении точки ее приложения на 1 м. Эта единица имеет наименование джоуль (Дж):
1 Дж = 1Н·1м.
Мощность-это величина, характеризующая быстроту совершения работы. Мощностью N называют величину, равную отношению работы А к промежутку времени t, в течение которого эта работа была совершена:
N=A/t (3.11)
Из формулы (3.11) следует, что в СИ единицей мощности является 1 Дж/с (джоуль в секунду). Эту единицу иначе называют ватт (Вт), 1 Вт= 1 Дж/с.
Связь между мощностью и скоростью при равномерном движении найдем, подставив (3.10) в (3.11):
N=Fvcosα.
(Эта формула справедлива и для переменного движения, если под N понимать мгновенную мощность, а под V — мгновенную скорость). Если направление силы совпадает с направлением перемещения, то cosα=1 и N=F·v. Из последней формулы следует, что
F=N/v и v=N/F.
Из этих формул видно, что при постоянной мощности двигателя скорость движения обратно пропорциональна силе тяги и наоборот. На этом основан принцип действия коробки скоростей (коробки перемены передач) различных транспортных средств.
Рекомендуемые страницы:
lektsia.com
§49. Виды сопротивлений в электрической цепи переменного тока
При изучении цепей постоянного тока мы установили, что все проводники обладают электрическим сопротивлением, на преодоление которого затрачивается определенное количество электрической энергии. В цепях переменного тока мы встречаемся с несколькими видами сопротивлений, различающихся своей физической природой. Все эти сопротивления можно подразделить на две
Рис. 174. Условные обозначения основных элементов электрических цепей переменного тока
основные группы: активные и реактивные. В активных сопротивлениях при включении в цепь переменного тока электрическая энергия преобразуется в тепловую. Активным сопротивлением R обладают, например, провода электрических линий, обмотки электрических машин и аппаратов и пр., т. е. те же устройства, которые обладают электрическим сопротивлением в цепи постоянного тока. В реактивных сопротивлениях электрическая энергия, вырабатываемая источниками, не расходуется. Как будет показано ниже, при включении реактивного сопротивления в цепь переменного тока возникает лишь обмен энергией между ним и источником электрической энергии.
Реактивное сопротивление создают индуктивности и емкости. Под индуктивностью L будем понимать идеализированный элемент электрической цепи (идеализированную катушку индуктивности), способный запасать энергию в своем магнитном поле, который не имеет активного сопротивления R и емкости С. Аналогично под емкостью С будем понимать идеализированный элемент электрической цепи (идеализированный конденсатор), способный запасать энергию в своем электрическом поле, который не имеет активного сопротивления R и индуктивности L.
При проведении расчетов реальные катушки индуктивности и конденсаторы, в которых имеются потери мощности (из-за наличия активного сопротивления R), часто могут быть заменены с некоторым приближением этими идеализированными элементами, так как переменный ток, проходящий через реальную катушку индуктивности при заданном напряжении и частоте, определяется в основном ее индуктивностью L, а ток, проходящий через реальный конденсатор,—его емкостью С. На рис. 174, а—г стрелками показаны условные положительные направления в идеализированных элементах электрической цепи тока i, напряжения и и э. д. с.
electrono.ru
Виды резисторов
Определение 1
Резистор — пассивный элемент электрических цепей, который обладает определённым или переменным значением электрического сопротивления, предназначенный для линейного преобразования силы тока в напряжение и напряжения в силу тока и др.
Резисторы являются одними из наиболее распространенных компонентов в электрических цепях, большинство электронных устройств содержат их в большом количестве. Практические резисторы как дискретные компоненты могут состоять из различных соединений и форм. Резисторы также реализованы в интегральных схемах. Они изготовлены из различных химических веществ в виде компактных элементов, или в некоторых случаях — из витого проводника с большим удельным сопротивлением.
Замечание 1
Единица измерения электрического сопротивления резистора Ом, названная в честь немецкого физика Георга Симона Ома.
Типы резисторов
Существуют два основных типа резисторов.
- Линейные резисторы
- Нелинейные резисторы
Линейные резисторы.
Эти резисторы, у которых значения изменяются с приложенным напряжением и температурой, называются линейными резисторами. Другими словами, резистор, значение тока, которого прямо пропорционально приложенному напряжению известен как линейный резистор.
Замечание 2
Линейные резисторы делятся на фиксированные резисторы и переменные резисторы.
Фиксированные резисторы
Фиксированные резисторы на сегодняшний день, наиболее широко используемый тип резисторов. Они используются в схемах электроники, чтобы поставить правильные условия в цепи. Их значения определяются на этапе проектирования схемы, и они никогда не изменяются.
Фиксированные типы резисторов
Есть целый ряд различных типов фиксированных резисторов. На основе состава резисторы могут быть классифицированы следующим образом:
Углеродные композиционные резисторы
Типичный фиксированный резистор выполнен из смеси гранулированного или измельченного углерода или графита, изоляционного наполнителя, или смоляного связующего. Отношение изоляционного материала определяет фактическое сопротивление резистора. Изолирующий порошок, выполнен в виде стержней, и есть две металлические крышки на обоих концах стержня.
Есть два проводника на обоих концах резистора для соединения устройств в цепи с помощью пайки. Пластиковый слой покрывает стержни с различными цветовыми кодами (печатными буквами), которые обозначают величину сопротивления.
Проволочный резистор
Проволочный резистор выполнен из изоляционного сердечника или стержня, обернутый вокруг резистивной проволоки. Сопротивление проволоки представляет собой, как правило, вольфрам, манганин, нихром или хромовый сплав никеля или никель и изолирующий сердечник выполнен из фарфора, бакелита или керамического материала глины.
Тонкопленочные резисторы
В основном, все тонкие пленочные резисторы выполнены из высококачественного керамического стержня и резистивного материала. Очень тонкий проводящий слой материала накладывается на изолирующий стержень, пластину или трубку, которая сделана из высококачественного керамического материала или стекла.
Переменные резисторы
Как видно из названия, эти резисторы, значения которых могут быть изменены с помощью ручки, винта или вручную с помощью правильного метода. В этих типах резисторов, есть подвижная ручка, которая соединена с валом, и значение сопротивления можно изменить путем поворота рычага. Они используются в радиоприемниках для управления громкостью звука.
Примеры таких резисторов:
- Потенциометры
- Реостаты
- Триммеры
Нелинейные резисторы
Известно, что нелинейные резисторы это резисторы, где ток, протекающий, через них не изменяется в соответствии с законом Ома, но, изменяется при изменении температуры или приложенного напряжения.
- Варисторы — сопротивление зависит от приложенного напряжения;
- Терморезисторы — сопротивление зависит от температуры;
- Фоторезисторы — сопротивление зависит от освещённости;
- Тензорезисторы — сопротивление зависит от деформации резистора;
- Магниторезисторы — сопротивление зависит от величины магнитного поля.
spravochnick.ru
Виды резисторов | joyta.ru
Виды резисторов. Резисторы являются наиболее часто используемыми компонентами электронных схем и устройств. Основное назначение резистора является поддержание заданных значений напряжения и тока в электронной цепи, на основе такого физического свойства как сопротивление. Единицей измерения сопротивления является Ом, от имени немецкого физика Георга Ома.
Работа резистора основана на законе Ома, который гласит, что напряжение на выводах резистора прямо пропорционально величине тока, протекающего через него.
Виды резисторов
В настоящее время существует несколько видов резисторов. Вот некоторые из них:
- Проволочные резисторы
- Металлопленочные резисторы
- Толстопленочные и тонкопленочные резисторы
- Резисторы для поверхностного монтажа (SMD)
- Резисторная сборка
- Переменные резисторы
- Специальные резисторы
Проволочные резисторы
Этот вид резисторов различаются по внешности и размера. Проволочные резисторы, как правило, изготавливают из длинного провода на основе сплавов, обычно хрома, никеля или сплава медно-никель-марганца. Этот вид резистора, пожалуй, один из самых старых видов. Проволочные резисторы имеют превосходные свойства, такие как высокие показатели мощности и низкие значения сопротивления. В процессе эксплуатации эти резисторы могут сильно нагреваться, и по этой причине их зачастую помещают в металлический ребристый корпус для лучшего охлаждения.
Металлопленочные резисторы
Металлопленочные резисторы изготавливаются из оксида металла или в виде небольших керамических стержней с нанесением на них тонкого слоя металла.
Они похожи на углеродно-пленочные резисторы и их сопротивление регулируется за счет толщины слоя покрытия. Характерными свойствами металлопленочных резисторов можно считать их надежность, точность и стабильность. Эти резисторы могут быть изготовлены в широком диапазоне сопротивлений (от нескольких Ом до МОм). Номинал сопротивлений резисторов наносится на корпус в буквенно-цифровом виде или в виде цветовой маркировке.
Толстопленочные и тонкопленочные резисторы
Тонкопленочные резисторы изготавливаются путем напыления определенного резистивного материала на изоляционной подложке (методом вакуумного напыления) и поэтому их стоимость значительно выше, чем стоимость толстопленочных резисторов. Толщина резистивного элемента этих резисторов составляет приблизительно 1000 Ангстрем. Тонкопленочные резисторы имеют лучший температурный коэффициент сопротивления, низкую емкость, малую паразитную индуктивность и низкий уровень шума.
Эти резисторы являются предпочтительными для устройств на основе СВЧ, где требуется высокая точность и стабильность.
Обычно толстопленочные резисторы изготавливаются путем смешивания порошкового стекла с органическим связующим. Отклонение сопротивления от номинала у подобных резисторов составляет от 1% до 2%. Толстопленочные резисторы широко используются в качестве недорогих резисторов.
Резисторы для поверхностного монтажа (SMD)
Резисторы для поверхностного монтажа бывают различных размеров и форм. Они сделаны путем нанесения пленки резистивного материала и не имеют достаточно места для нанесения цветовой маркировки резисторов вследствие малого размера. Поэтому маркировка smd резисторов состоит только из 3 или 4 цифр.
Резисторная сборка
Резисторная сборка представляют собой комбинацию сопротивлений, которые дают одинаковые значения для всех выводов. Эти резисторы изготавливаются в виде одиночного и сдвоенного пакета. Резисторная сборка широко используются в таких схемах, как АЦП (аналого-цифровые преобразователи) и ЦАП (Цифро-аналоговый преобразователь) в качестве подтягивающих резисторов.
Переменные резисторы
Наиболее часто используемые типы переменных резисторов являются потенциометры и подстрочные резисторы. Эти резисторы имеют три вывода, сопротивление между двумя крайними выводами имеет постоянное значение, а третий вывод связан с подвижным контактом и играет роль своеобразного делителя напряжения. Данный тип резистора в основном используется для настройки чувствительности датчиков и в качестве делителя напряжения.
Если же соединить центральный вывод с одним из крайних выводов, то получится переменный резистор.
Фоторезистор (LDR)
Фоторезистор является очень полезным радиоэлементом в различных электронных схемах, например, в схемах управления уличным освещением, в электронных часах, будильниках. Когда резистор не освещен, его сопротивление очень высокое (около 1 МОм) и если же фоторезистор осветить, то его сопротивление падает до нескольких кОм.
Эти резисторы бывают разных форм и цветов. В зависимости от внешнего освещения, эти резисторы используются, для того чтобы включать или выключать устройства.
К специальным резисторам также можно отнести терморезисторы (термисторы и позисторы) и варисторы.
www.joyta.ru
Активное и реактивное сопротивление. Треугольник сопротивлений
Активное и реактивное сопротивление — сопротивлением в электротехнике называется величина, которая характеризует противодействие части цепи электрическому току. Это сопротивление образовано путем изменения электрической энергии в другие типы энергии. В сетях переменного тока имеется необратимое изменение энергии и передача энергии между участниками электрической цепи.
При необратимом изменении электроэнергии компонента цепи в другие типы энергии, сопротивление элемента является активным. При осуществлении обменного процесса электроэнергией между компонентом цепи и источником, то сопротивление реактивное.
В электрической плите электроэнергия необратимо преобразуется в тепло, вследствие этого электроплита имеет активное сопротивление, так же как и элементы, преобразующие электричество в свет, механическое движение и т.д.
В индуктивной обмотке переменный ток образует магнитное поле. Под воздействием переменного тока в обмотке образуется ЭДС самоиндукции, которая направлена навстречу току при его увеличении, и по ходу тока при его уменьшении. Поэтому, ЭДС оказывает противоположное действие изменению тока, создавая индуктивное сопротивление катушки.
С помощью ЭДС самоиндукции осуществляется возвращение энергии магнитного поля обмотки в электрическую цепь. В итоге обмотка индуктивности и источник питания производят обмен энергией. Это можно сравнить с маятником, который при колебаниях преобразует потенциальную и кинетическую энергию. Отсюда следует, что сопротивление индуктивной катушки имеет реактивное сопротивление.
Самоиндукция не образуется в цепи постоянного тока, и индуктивное сопротивление отсутствует. В цепи емкости и источника переменного тока изменяется заряд, значит между емкостью и источником тока протекает переменный ток. При полном заряде конденсатора его энергия наибольшая.
В цепи напряжение емкости создает противодействие течению тока своим сопротивлением, и называется реактивным. Между конденсатором и источником происходит обмен энергией.
После полной зарядки емкости постоянным током напряжение его поля выравнивает напряжение источника, поэтому ток равен нулю.
Конденсатор и катушка в цепи переменного тока работают некоторое время в качестве потребителя энергии, когда накапливают заряд. И также работают в качестве генератора при возвращении энергии обратно в цепь.
Если сказать простыми словами, то активное и реактивное сопротивление – это противодействие току снижения напряжения на элементе схемы. Величина снижения напряжения на активном сопротивлении имеет всегда встречное направление, а на реактивной составляющей – попутно току или навстречу, создавая сопротивление изменению тока.
Настоящие элементы цепи на практике имеют все три вида сопротивления сразу. Но иногда можно пренебречь некоторыми из них ввиду незначительных величин. Например, емкость имеет только емкостное сопротивление (при пренебрежении потерь энергии), лампы освещения имеют только активное (омическое) сопротивление, а обмотки трансформатора и электромотора – индуктивное и активное.
Активное сопротивление
В цепи действия напряжения и тока, создает противодействие, снижения напряжения на активном сопротивлении. Падение напряжения, созданное током и оказывающее противодействие ему, равно активному сопротивлению.
При протекании тока по компонентам с активным сопротивлением, снижение мощности становится необратимым. Можно рассмотреть резистор, на котором выделяется тепло. Выделенное тепло не превращается обратно в электроэнергию. Активное сопротивление, также может иметь линия передачи электроэнергии, соединительные кабели, проводники, катушки трансформаторов, обмотки электромотора и т.д.
Отличительным признаком элементов цепи, которые обладают только активной составляющей сопротивления, является совпадение напряжения и тока по фазе. Это сопротивление вычисляется по формуле:
R = U/I, где R – сопротивление элемента, U – напряжение на нем, I – сила тока, протекающего через элемент цепи.
На активное сопротивление влияют свойства и параметры проводника: температура, поперечное сечение, материал, длина.
Реактивное сопротивление
Тип сопротивления, определяющий соотношение напряжения и тока на емкостной и индуктивной нагрузке, не обусловленное количеством израсходованной электроэнергии, называется реактивным сопротивлением. Оно имеет место только при переменном токе, и может иметь отрицательное и положительное значение, в зависимости от направления сдвига фаз тока и напряжения. При отставании тока от напряжения величина реактивной составляющей сопротивления имеет положительное значение, а если отстает напряжение от тока, то реактивное сопротивление имеет знак минус.
Активное и реактивное сопротивление, свойства и разновидности
Рассмотрим два вида этого сопротивления: емкостное и индуктивное. Для трансформаторов, соленоидов, обмоток генераторов и моторов характерно индуктивное сопротивление. Емкостный вид сопротивления имеют конденсаторы. Чтобы определить соотношение напряжения и тока, нужно знать значение обоих видов сопротивления, которое оказывает проводник.
Реактивное сопротивление образуется при помощи снижения реактивной мощности, затраченной на образование магнитного поля в цепи. Снижение реактивной мощности создается путем подключения к трансформатору прибора с активным сопротивлением.
Конденсатор, подключенный в цепь, успевает накопить только ограниченную часть заряда перед изменением полярности напряжения на противоположный. Поэтому ток не снижается до нуля, так как при постоянном токе. Чем ниже частота тока, тем меньше заряда накопит конденсатор, и будет меньше создавать противодействие току, что образует реактивное сопротивление.
Иногда цепь имеет реактивные компоненты, но в результате реактивная составляющая равна нулю. Это подразумевает равенство фазного напряжения и тока. В случае отличия от нуля реактивного сопротивления, между током и напряжением образуется разность фаз.
Катушка имеет индуктивное сопротивлением в схеме цепи переменного тока. В идеальном виде ее активное сопротивление не учитывают. Индуктивное сопротивление образуется с помощью ЭДС самоиндукции. При повышении частоты тока возрастает и индуктивное сопротивление.
На индуктивное сопротивление катушки оказывает влияние индуктивность обмотки и частота в сети.
Конденсатор образует реактивное сопротивление из-за наличия емкости. При возрастании частоты в сети его емкостное противодействие (сопротивление) снижается. Это дает возможность активно его применять в электронной промышленности в виде шунта с изменяемой величиной.
Треугольник сопротивлений
Схема цепи, подключенной к переменному току, имеет полное сопротивление, которое можно определить в виде суммы квадратов реактивного и активного сопротивлений.
Если изобразить это выражение в виде графика, то получится треугольник сопротивлений. Он образуется, если рассчитать последовательную цепь всех трех видов сопротивлений.
По этому треугольному графику можно увидеть, что катеты представляют собой активное и реактивное сопротивление, а гипотенуза является полным сопротивлением.
Похожие темы:
electrosam.ru
Что такое резистор? Принцип действия, особенности использования в цепи и как подобрать правильно элемент сопротивления (120 фото)
Резистор — это важная составляющая электрической цепи, которая регулирует характеристики тока и напряжения. Этот элемент можно заметить почти во всех электрических приборах. Резистор выглядит как специальный стержень, внешне защищенный от проведения электричества. Сверху этого стержня нанесен небольшой слой сажи или металла. Подробнее ознакомиться с внешним видом этого элемента вам помогут фото резисторов на просторах Сети.
К слову, чем меньше толщина поверхностного слоя, тем более сильным является сопротивление. Если сопротивление достаточно мало, тем сильнее ток, поступающий к резистору. Это правило действует и в обратном направлении: чем больше эта характеристика, тем меньше существующий ток.
Краткое содержимое статьи:
Разновидности резисторов
Существует несколько основных категорий резисторов, о которых мы расскажем далее.
Постоянные резисторы имеют отличительное свойство: сопротивление в них слабо зависит от внешних условий. Незначительные изменения могут вызвать колебания температуры и резкие перепады работы электричества.
Подстроечный вид отличается наличием специального винта, который позволяет манипулировать током в электрической цепи.
Переменный механизм способен на самостоятельное изменение параметров, которое обычно ре
electrikexpert.ru
Какие существуют виды резисторов
При создании технических схем необходимы детали. Резисторы являются одними из самых важных. Сложно представить схему даже на пять деталей, где бы они ни нашли своего применения.
Что такое резистор
Этот термин был создан благодаря латинскому «resisto», что можно перевести как «сопротивляюсь». Основным параметром данных элементов, который и предоставляет интерес, является номинальное сопротивление. Оно измеряется в Омах (количестве Ом). Номинальные значения указывают на корпусе устройств. Но реальный показатель может быть несколько другим. Обычно этот нюанс предусматривают с помощью классов и допусков точности. Их мы сейчас и рассмотрим. Если вам будет что-то непонятно про виды резисторов, фото помогут исправить это.Классы и допуски точности
В общем случае наибольший интерес представляют классы. Их существует три:- Первый. Предусматривает наличие отклонений в размере до пяти процентов от указанного номинала.
- Второй. Предусматривает наличие отклонений, которые могут достигать десяти процентов от номинального значения.
- Третий. Сюда относят устройства, у которых размер отклонений может достичь двадцати процентов от номинала.
А что делать, если такие большие отклонения недопустимы? Существуют прецизионные резисторы, виды которых предоставляют такой максимум разницы:
- 0,01%.
- 0,02%.
- 0,05%.
- 0,1%.
- 0,2%.
- 1%.
- 2%.
Другие параметры
Значительную важность при выборе элемента для схемы имеют показатели предельного рабочего напряжения, номинальной мощности рассеивания и температурного коэффициента сопротивления. Последний показатель показывает, насколько изменения градусной шкалы будут влиять на работу устройства. В зависимости от применяемого при производстве материала этот показатель может увеличиваться или уменьшаться. Номинальная мощность рассеивания показывает границы использования элемента. Если подаваемая характеристика будет большей, чем может быть обработано, то резистор может попросту перегореть. Под предельным рабочим напряжением понимают такой показатель, при котором будет обеспечена надежная работа устройства.Основные виды резисторов
Их выделяют четыре:
1. Нерегулируемые:
а) постоянные.
2. Нерегулируемые:
а) подстроечные;
б) переменные.
3. Терморезисторы.
4. Фоторезисторы.
Нерегулируемые постоянные резисторы дополнительно делятся на не/проволочные. На последний тип дополнительно наматывают проволоку, чтобы они обладали большим удельным сопротивлением. Изображаются постоянные резисторы в виде прямоугольников, от которых идут специальные выводы. Величина допустимой рассеиваемой мощности указывается внутри геометрической фигуры. Если величина сопротивления находится в диапазоне от 0 до 999 Ом, то единицы измерения обычно не указываются. Но если этот показатель больше тысячи или миллиона, то применяются обозначения кОм и МОм, соответственно. Если данный показатель указан только приблизительно или он может измениться во время настройки, то добавляют *. Благодаря этому виды резисторов разных параметров с легкостью отличаются между собой.
Переменные элементы
Продолжаем рассматривать виды резисторов. Этот вид устройств может ещё называться регулируемым. В них сопротивление может меняться в диапазоне от нуля до номинала. Они также могут быть не/проволочными. Первый вид является токопроводящим покрытием, что наносится на диэлектрическую пластинку как дуга, где перемещается пружинящий контакт, что крепится на ось. При желании изменить величину сопротивления осуществляется его перемещение. В зависимости от целого ряда особенностей этот параметр может меняться по таким зависимостям:
- Линейной.
- Логарифмической.
- Показательной.
Подстроечные резисторы
Они не обладают выступающей оси. Изменение параметров данного вида резисторов возможно исключительно с помощью отвертки или автоматического/механического устройства, которое может выполнять её функции. Этот и предыдущий виды резисторов используются в случаях, когда человек должен регулировать их мощность, например, в звуковых колонках.
Терморезисторы
Так называют полупроводниковые элементы, при включении которых в электрическую цепь такой показатель, как сопротивление, меняется от температуры. При её увеличении он понижается. Если температура уменьшается, то сопротивление растёт. Если кривая процессов двигается в одну сторону (при увеличении возрастает), то такой элемент называется позистором.
Фоторезисторы
Так называют элементы, у которых показатель параметра меняется под воздействием светового (а в некоторых случаях и электромагнитного) излучения. Как правило, используются фоторезисторы, обладающие положительным фотоэффектом. У них сопротивление уменьшается, когда на них падает свет. Фоторезисторы имеют простую конструкцию, малые габариты и высокую чувствительность, что позволяет их применять в фотореле, счетчиках, системах контроля, устройствах регулирования и управления, датчиках и многих других устройствах.
Заключение
Вот такие бывают резисторы, виды, назначение, принцип работы данных устройств.fb.ru