Індуктыўны супраціў у ланцугі пераменнага току

Супраціў у электрычных ланцугах бывае двух відаў - актыўнае і рэактыўнае. Актыўны прадстаўлена рэзістарамі, лямпамі напальвання, награвальнымі спіралямі і пр. Іншымі словамі, усімі элементамі, у якіх працякаючая ток непасрэдна робіць карысную працу або, прыватны выпадак, выклікае жаданы нагрэў правадыра. У сваю чаргу, рэактыўнае - гэта абагульняльны тэрмін. Пад ім разумеюць ёмістнае і індуктыўны супраціў. У элементах ланцуга, якія валодаюць рэактыўным супрацівам, пры праходжанні электрычнага току адбываюцца розныя прамежкавыя пераўтварэння энергіі. Кандэнсатар (ёмістасць) назапашвае зарад, а затым аддае яго ў контур. Іншы прыклад - індуктыўны супраціў шпулькі, у якой частка электрычнай энергіі ператвараецца ў магнітнае поле.

На самай справе «чыстых» актыўных або рэактыўных супраціваў няма. Заўсёды прысутнічае супрацьлеглая складнік. Напрыклад, пры разліку правадоў для ліній электраперадач вялікай працягласці, ўлічваюць не толькі актыўны супраціў, але і ёмістнае. А разглядаючы індуктыўны супраціў, трэба памятаць, што як праваднікі, так і крыніца харчавання ўносяць свае карэкціроўкі ў разлікі.

Вызначаючы агульны супраціў ўчастка ланцуга, неабходна скласці актыўную і рэактыўную складнікі. Прычым, атрымаць прамую суму звычайным матэматычным дзеяннем немагчыма, таму выкарыстоўваюць геаметрычны (вектарны) спосаб складання. Выконваюць пабудова прастакутнага трыкутніка, два катэта якога прадстаўляюць сабой актыўны і індуктыўны супраціў, а гіпатэнуза - поўнае. Даўжыня адрэзкаў адпавядае дзеючым значэнняў.

Разгледзім індуктыўны супраціў у ланцугі пераменнага току. Уявім найпростую ланцуг, якая складаецца з крыніцы харчавання (ЭРС, E), рэзістара (актыўная складнік, R) і шпулькі (індуктыўнасць, L). Так як індуктыўны супраціў ўзнікае дзякуючы ЭРС самаіндукцыі (E сі) у вітках шпулькі, то відавочна, што яно ўзрастае з павелічэннем індуктыўнасці ланцуга і ростам значэння які праходзіць па контуры току.

Закон ома для такой ланцугу выглядае як:

E + E сі = I * R.

Вызначыўшы вытворную току ад часу (I пр), можна вылічыць самаіндукцыі:

E сі = -L * I пр.

Знак «-» ў раўнанні паказвае на тое, што дзеянне E сі накіравана супраць змены значэння току. Правіла Ленца абвяшчае, што пры любым змене току ўзнікае ЭРС самаіндукцыі. А так як такія змены ў ланцугах пераменнага току натуральныя (і ўвесь час адбываюцца), то E сі фармуе істотнае супрацьдзеянне або, што таксама дакладна, супраціў. У выпадку крыніцы харчавання пастаяннага току дадзеная залежнасць не выконваецца і пры спробе падключыць катушку (індуктыўнасць) у падобную ланцуг адбылося б класічнае К.З.

Для пераадолення E сі крыніца харчавання павінен ствараць на высновах шпулькі такую рознасць патэнцыялаў, каб яе хапіла, як мінімум, на кампенсацыю супраціву E сі. Адсюль вынікае:

U кат = -E сі.

Іншымі словамі, напружанне на індуктыўнасці лікава роўна электрарухаючая сіле самаіндукцыі.

Так як з ростам току ў ланцугі павялічваецца магнітнае поле, у сваю чаргу генеравальная віхравое поле, якое выклікае рост противотока ў індуктыўнасці, то можна сказаць, што мае месца зрушэнне фаз паміж напругай і токам. Адсюль вынікае адна асаблівасць: так як ЭРС самаіндукцыі перашкаджае любому змене току, то пры яго узрастанні (першая чвэрць перыяду на сінусоідзе) адбываецца генерацыя полем противотока, а вось пры падзенні (другая чвэрць) наадварот - індукаваны ток сонаправлена з асноўным. Гэта значыць, калі тэарэтычна дапусціць існаванне ідэальнай крыніцы харчавання без унутранага супраціву і індуктыўнасць без актыўнай складнікам, то ваганні энергіі «крыніца - шпулька» маглі б адбывацца неабмежаваны час.