Рэактыўны супраціў - што гэта?

Чалавек ужо даўно прымяняе для сваіх патрэб электрычную, хімічную, атамную энергію. Для тэхнічнага апісання любой з іх маецца набор паняццяў, якія дазваляюць характарызаваць іх сутнасць. Напрыклад, такія прыкметы, як магутнасць, напружанасць, шчыльнасць і інш., Шырока прымяняюцца пры вывучэнні не толькі электрычнай, але і іншых вядомых відаў энергіі. Адным з такіх універсальных паняццяў з'яўляецца шырока ўжываецца ў электрычнасці тэрмін «супраціў». У іншых галінах маюцца яго аналогі - паглынанне, рассейванне, адлюстраванне і г.д. «Супраціў» - гэта, фактычна, і ёсць характарыстыка страт энергетычнага поля. Мэта навукі і тэхнікі ў тым і складаецца, каб вызначыць, у чым складаецца прычына супраціву.

Супраціў у электрычных ланцугах мае дваякую сутнасць - кажуць, актыўнае і рэактыўнае супраціў. Для правадыра электрычны супраціў з'яўляецца асноўнай характарыстыкай і абумоўлена процідзеяннем матэрыялу правадыра перамяшчэнню носьбітаў току. Прычыны гэтага процідзеяння могуць быць рознымі, чым і тлумачыцца яго розны назоў. Супраціў заўсёды суправаджаецца ператварэннем аднаго выгляду энергіі ў іншыя за кошт памяншэння энергіі асноўнага крыніцы. Для выпадку электрычнай энергіі гэты пераход азначае ператварэнне энергіі крыніцы ЭРС ў цеплавую, магнітную або электрычную энергію.

Гістарычна, першым у біяграфіі супраціву было вывучэнне актыўнага супраціву, якое абумоўлена ператварэннем энергіі крыніцы ў нагрэў правадыра. Адбываецца гэта па той прычыне, што зарады (а гэта электроны) пад дзеяннем поля ЭРС крыніцы перамяшчаюцца па правадыру, вобразна кажучы, «рассоўваючы» крышталі або малекулы рэчыва. Пры гэтым ўзаемныя абмен-перадача энергіі прыводзяць да павышэння тэмпературы правадыра, г.зн. у наяўнасці пераўтварэнне электрычнай энергіі ў цеплавую. Калі крыніца ЭРС не мяняе сваёй велічыні U і напрамкі, то ток у ланцугу I называецца пастаянным, а супраціў R такой ланцуга разлічваюць, зыходзячы з закона Ома: R = U / I.

Супраціў ланцуга пастаяннага току можа быць толькі актыўным. Рэактыўны супраціў «дае аб сабе знаць» толькі ў ланцугах пераменнага току, якія ўтрымліваюць цалкам канкрэтную індуктыўнасць (шпулька) або ёмістасць (кандэнсатар). Строга кажучы, любы правадыр мае некаторую індуктыўнасць і ёмістасць, але звычайна яны гэтак нікчэмна малыя, што імі грэбуюць. Індуктыўнасць і ёмістасць пры праходжанні па іх электрычных зарадаў пераўтвораць іх энергію ў магнітнае поле шпулькі або электрычнае поле дыэлектрыка. Назапашаная такім чынам энергія, пры змене знака крыніцы ЭРС, вяртаецца назад у выглядзе энергіі руху зарадаў, адкуль і назва - «рэактыўны супраціў».

Індуктыўнасць ў ланцугі пераменнага току «аказвае супраціў» працякаць току праз з'ява самаіндукцыі: змена току, спароджанае змяненнем ЭРС крыніцы, прыводзіць да змены электрамагнітнага поля так, што яно спрабуе падтрымліваць ток у ланцугу за кошт назапашанай энергіі магнітнага поля. Мера назапашанай энергіі з'яўляецца мерай індуктыўнасці ланцуга L, якая залежыць ад частаты f пераменнага току. Рэактыўны супраціў шпулькі індуктыўнасці вызначаюць па наступнай формуле:

XL = 2 * π * f * L.

Кандэнсатар у ланцугі пераменнага току назапашвае энергію электрычнага поля шляхам зарада дыэлектрыка. Пры змене велічыні і / або кірункі ЭРС крыніцы напружанне на абкладках кандэнсатара падтрымліваецца які падаў токам, прычым тым даўжэй, чым больш ёмістасць З кандэнсатара.

Рэактыўнае супраціў кандэнсатара, таксама частотнозависимое, вылічаецца па формуле:

Xc = 1 / (2 * π * f * С).

З гэтага выказвання відаць, што з ростам частаты і / або ёмістасці супраціў памяншаецца. Такім чынам, для ланцуга пераменнага току, дзе маюцца рэзістар, шпулька індуктыўнасці і кандэнсатар, неабходна вызначаць нейкае сумарная актыўнае і рэактыўнае супраціў. У агульным выпадку, формула для разліку поўнага супраціву мае «пифагоровский прысмак»:

Zv2 = Rv2 + (XL + Xc) v2

* Заўвага: знак «v» варта чытаць «Z ў квадраце» і г.д.

І канчаткова формула поўнага супраціву выглядае наступным чынам:

Z = √ (squarte) Rv2 + (XL + Xc) v2.