Pagrindinis skirtumas – atsparumas ir reaktyvumas
Elektriniai komponentai, tokie kaip rezistoriai, induktyvumo ritės ir kondensatoriai, tam tikra prasme trukdo srovei. Rezistoriai reaguoja tiek į nuolatinę, tiek į kintamąją srovę, o induktoriai ir kondensatoriai reaguoja tik į srovių ar kintamos srovės pokyčius. Ši kliūtis srovei iš šių komponentų vadinama elektrine varža (Z). Varža yra sudėtinga matematinės analizės vertė. Tikroji šio kompleksinio skaičiaus dalis vadinama varža (R), o varžą turi tik gryni rezistoriai. Idealūs kondensatoriai ir induktoriai prisideda prie įsivaizduojamos varžos dalies, kuri yra žinoma kaip reaktyvumas (X). Taigi pagrindinis skirtumas tarp varžos ir reaktyvumo yra tas, kad varža yra tikroji komponento varžos dalis, o reaktyvumas yra įsivaizduojama komponento varžos dalis. Šių trijų komponentų derinys RLC grandinėse sukuria varžą srovės kelyje.
Kas yra pasipriešinimas?
Atsparumas yra kliūtis, su kuria susiduria įtampa nukreipiant srovę per laidininką. Jei reikia valdyti didelę srovę, laidininko galuose turi būti aukšta įtampa. Tai reiškia, kad naudojama įtampa (V) turi būti proporcinga srovei (I), kuri eina per laidininką, kaip nurodyta Ohmo dėsnio; šio proporcingumo konstanta yra laidininko varža (R).
V=I X R
Laidžių varža yra tokia pati, nepaisant to, ar srovė yra pastovi, ar kintama. Kintamajai srovei varža gali būti apskaičiuojama naudojant Omo dėsnį su momentine įtampa ir srove. Omais (Ω) matuojama varža priklauso nuo laidininko varžos (ρ), ilgio (l) ir skerspjūvio ploto (A), kur
Atsparumas taip pat priklauso nuo laidininko temperatūros, nes varža keičiasi priklausomai nuo temperatūros tokiu būdu. kur ρ 0 reiškia varžą, nurodytą standartinėje temperatūroje T0, kuri paprastai yra kambario temperatūra, o α yra varžos temperatūros koeficientas:
Jei prietaisas turi gryną varžą, energijos suvartojimas apskaičiuojamas pagal sandaugą I2 x R. Kadangi visi šie gaminio komponentai yra tikrosios vertės, suvartojama galia dėl pasipriešinimo bus tikra galia. Todėl iki idealios varžos tiekiama galia yra visiškai išnaudojama.
Kas yra reaktyvumas?
Reaktyvumas yra įsivaizduojamas terminas matematiniame kontekste. Jis turi tą pačią varžos sąvoką elektros grandinėse ir turi tą patį vienetą omų (Ω). Keičiant srovę, reaktyvumas atsiranda tik induktoriuose ir kondensatoriuose. Vadinasi, reaktyvumas priklauso nuo kintamos srovės per induktorių arba kondensatorių dažnio.
Kondensatoriaus atveju jis kaupia įkrovas, kai įtampa tiekiama į du gnybtus, kol kondensatoriaus įtampa sutampa su š altiniu. Jei įtampa yra su kintamosios srovės š altiniu, sukaupti krūviai grąžinami į š altinį esant neigiamam įtampos ciklui. Didėjant dažniui, tuo mažesnis įkrovų kiekis kondensatoriuje išlaikomas trumpą laiką, nes įkrovimo ir iškrovimo laikas nesikeičia. Dėl to, padidėjus dažniui, kondensatoriaus pasipriešinimas srovės srautui grandinėje bus mažesnis. Tai yra, kondensatoriaus reaktyvumas yra atvirkščiai proporcingas kintamosios srovės kampiniam dažniui (ω). Taigi, talpinė reaktyvinė varža apibrėžiama kaip
C yra kondensatoriaus talpa, o f yra dažnis hercais. Tačiau kondensatoriaus varža yra neigiamas skaičius. Todėl kondensatoriaus varža Z=– i / 2 π fC. Idealus kondensatorius siejamas tik su varža.
Kita vertus, induktorius priešinasi srovės pokyčiams per jį sukurdamas priešingą elektrovaros jėgą (EMF). Šis emf yra proporcingas kintamosios srovės tiekimo dažniui, o jo priešprieša, kuri yra indukcinė varža, yra proporcinga dažniui.
Indukcinė varža yra teigiama reikšmė. Todėl idealaus induktoriaus varža bus Z=i2 π fL. Nepaisant to, visada reikia atkreipti dėmesį į tai, kad visos praktinės grandinės taip pat susideda iš varžos, o praktinėse grandinėse šie komponentai laikomi varžomis.
Dėl šio pasipriešinimo srovės pokyčiams, atsirandantiems dėl induktorių ir kondensatorių, įtampos pokytis jame skirsis nuo srovės kitimo. Tai reiškia, kad kintamosios srovės fazė skiriasi nuo kintamosios srovės fazės. Dėl indukcinės reaktyvinės varžos srovės pokytis atsilieka nuo įtampos fazės, skirtingai nei talpinė reaktyvinė varža, kai srovės fazė yra pirmaujanti. Idealiose sudedamosiose dalyse šis pradinis ir vėlavimas yra 90 laipsnių.
01 pav. Kondensatoriaus ir induktoriaus įtampos ir srovės fazių ryšiai.
Šis srovės ir įtampos pokytis kintamosios srovės grandinėse analizuojamas naudojant fazių diagramas. Dėl srovės ir įtampos fazių skirtumo į reaktyviąją grandinę tiekiama galia nėra visiškai sunaudojama grandinėje. Dalis tiekiamos galios bus grąžinta į š altinį, kai įtampa bus teigiama, o srovė neigiama (pvz., kai laikas=0 aukščiau pateiktoje diagramoje). Elektros sistemose esant ϴ laipsnių skirtumui tarp įtampos ir srovės fazių, cos(ϴ) vadinamas sistemos galios koeficientu. Šis galios koeficientas yra esminė elektros sistemų valdymo savybė, nes dėl to sistema veikia efektyviai. Kad sistema išnaudotų didžiausią galią, galios koeficientas turėtų būti palaikomas padarant ϴ=0 arba beveik nulį. Kadangi dauguma elektros sistemų apkrovų dažniausiai yra indukcinės apkrovos (kaip ir varikliai), galios koeficiento korekcijai naudojamos kondensatorių baterijos.
Kuo skiriasi atsparumas ir reaktyvumas?
Atsparumas vs reaktyvumas |
|
| Atsparumas yra pasipriešinimas nuolatinei arba kintamai laidininko srovei. Tai tikroji komponento varžos dalis. | Reaktyvumas yra kintamos srovės priešprieša induktoriuje arba kondensatoriuje. Reaktyvumas yra įsivaizduojama varžos dalis. |
| Priklausomybė | |
| Atsparumas priklauso nuo laidininko matmenų, varžos ir temperatūros. Jis nesikeičia dėl kintamosios srovės įtampos dažnio. | Reaktyvioji varža priklauso nuo kintamosios srovės dažnio. Induktorių atveju jis yra proporcingas, o kondensatoriams – atvirkščiai proporcingas dažniui. |
| Fazė | |
| Įtampos ir srovės fazė per rezistorių yra vienoda; tai yra, fazių skirtumas lygus nuliui. | Dėl indukcinės varžos srovės pokytis atsilieka nuo įtampos fazės. Esant talpinei reaktyvinei varžai, srovė yra pirmaujanti. Idealioje situacijoje fazių skirtumas yra 90 laipsnių. |
| Galia | |
| Energijos suvartojimas dėl pasipriešinimo yra tikroji galia ir tai yra įtampos ir srovės sandauga. | Įrenginys nevisiškai sunaudoja reaktyviam įrenginiui tiekiamos energijos dėl atsilikimo arba pirmaujančios srovės. |
Santrauka – varža vs reaktyvumas
Elektriniai komponentai, tokie kaip rezistoriai, kondensatoriai ir induktyvumo ritės, sukuria kliūtį, vadinamą impedansu, kad per juos tekėtų srovė, o tai yra sudėtinga reikšmė. Grynieji rezistoriai turi tikrosios vertės varžą, vadinamą varža, o idealūs induktoriai ir idealūs kondensatoriai turi įsivaizduojamą varžą, vadinamą reaktyvumu. Atsparumas atsiranda tiek esant nuolatinei, tiek kintamajai srovei, tačiau reaktyvumas atsiranda tik esant kintamoms srovėms, todėl prieštarauja komponento srovei. Nors varža nepriklauso nuo kintamosios srovės dažnio, reaktyvumas keičiasi kartu su kintamosios srovės dažniu. Reaktyvumas taip pat daro fazių skirtumą tarp srovės fazės ir įtampos fazės. Tai yra skirtumas tarp pasipriešinimo ir reaktyvumo.
Atsisiųskite pasipriešinimo ir reakcingumo PDF versiją
Galite atsisiųsti šio straipsnio PDF versiją ir naudoti ją neprisijungus, kaip nurodyta citatų pastabose. Atsisiųskite PDF versiją čia Skirtumas tarp pasipriešinimo ir reaktyvumo
