Ключова разлика – съпротивление срещу съпротивление
Електрическите компоненти като резистори, индуктори и кондензатори имат някакъв вид пречка за тока, преминаващ през тях. Докато резисторите реагират както на постоянен, така и на променлив ток, индукторите и кондензаторите реагират на вариации на тока или само на променлив ток. Това препятствие пред тока от тези компоненти е известно като електрически импеданс (Z). Импедансът е комплексна стойност в математическия анализ. Реалната част от това комплексно число се нарича съпротивление (R) и само чистите резистори имат съпротивление. Идеалните кондензатори и индуктори допринасят за въображаемата част от импеданса, която е известна като реактивно съпротивление (X). По този начин ключовата разлика между съпротивлението и реактивното съпротивление е, че съпротивлението е реална част от импеданса на компонент, докато реактивното съпротивление е въображаема част от импеданса на компонент. Комбинация от тези три компонента в RLC вериги прави импеданс на токовия път.
Какво е съпротивление?
Съпротивлението е препятствието, пред което е изправено напрежението при преминаване на ток през проводник. Ако трябва да се управлява голям ток, напрежението, приложено към краищата на проводника, трябва да е високо. Това означава, че приложеното напрежение (V) трябва да бъде пропорционално на тока (I), който преминава през проводника, както е посочено от закона на Ом; константата за тази пропорционалност е съпротивлението (R) на проводника.
V=I X R
Проводниците имат еднакво съпротивление, независимо дали токът е постоянен или променлив. За променлив ток съпротивлението може да се изчисли с помощта на закона на Ом с моментно напрежение и ток. Съпротивлението, измерено в ома (Ω), зависи от съпротивлението на проводника (ρ), дължината (l) и площта на напречното сечение (A), където,
Съпротивлението също зависи от температурата на проводника, тъй като съпротивлението се променя с температурата по следния начин. където ρ 0 се отнася до съпротивлението, определено при стандартната температура T0, която обикновено е стайната температура, а α е температурният коефициент на съпротивление:
За устройство с чисто съпротивление, консумацията на енергия се изчислява чрез произведението на I2 x R. Тъй като всички тези компоненти на продукта са реални стойности, консумираната мощност чрез съпротивата ще бъде истинска сила. Следователно мощността, подадена до идеално съпротивление, се използва напълно.
Какво е съпротивление?
Реактивното съпротивление е въображаем термин в математическия контекст. Има същото понятие за съпротивление в електрически вериги и споделя една и съща единица ом (Ω). Реактивното съпротивление възниква само в индуктори и кондензатори по време на промяна на тока. Следователно реактивното съпротивление зависи от честотата на променливия ток през индуктор или кондензатор.
В случай на кондензатор, той натрупва заряди, когато напрежението се приложи към двата терминала, докато напрежението на кондензатора съвпадне с напрежението на източника. Ако приложеното напрежение е с променливотоков източник, натрупаните заряди се връщат към източника при отрицателния цикъл на напрежението. Колкото по-висока е честотата, толкова по-малко е количеството заряди, съхранявани в кондензатора за кратък период от време, тъй като времето за зареждане и разреждане не се променя. В резултат на това противопоставянето на кондензатора на текущия поток във веригата ще бъде по-малко, когато честотата се увеличи. Това означава, че реактивното съпротивление на кондензатора е обратно пропорционално на ъгловата честота (ω) на AC. По този начин капацитивното съпротивление се определя като
C е капацитетът на кондензатора, а f е честотата в херци. Импедансът на кондензатора обаче е отрицателно число. Следователно импедансът на кондензатор е Z=– i / 2 π fC. Идеалният кондензатор е свързан само с реактивно съпротивление.
От друга страна, индукторът се противопоставя на промяната на тока през него, като създава противоелектродвижеща сила (емф) върху него. Тази ЕДС е пропорционална на честотата на променливотоковото захранване и нейното противопоставяне, което е индуктивното съпротивление, е пропорционално на честотата.
Индуктивното съпротивление е положителна стойност. Следователно импедансът на идеален индуктор ще бъде Z=i2 π fL. Независимо от това, винаги трябва да се има предвид, че всички практически вериги се състоят и от съпротивление и тези компоненти се считат в практическите вериги за импеданси.
В резултат на това противопоставяне на промяната на тока от индуктори и кондензатори, промяната на напрежението в него ще има различен модел от промяната на тока. Това означава, че фазата на AC напрежението е различна от фазата на AC тока. Поради индуктивното съпротивление, промяната на тока има забавяне спрямо фазата на напрежението, за разлика от капацитивното съпротивление, където текущата фаза е водеща. В идеалните компоненти това изпреварване и изоставане има магнитуд от 90 градуса.
Фигура 01: Фазови съотношения напрежение-ток за кондензатор и индуктор.
Този вариант на тока и напрежението в променливотоковите вериги се анализират с помощта на фазови диаграми. Поради разликата във фазите на тока и напрежението, мощността, доставена на реактивна верига, не се консумира напълно от веригата. Част от доставената мощност ще бъде върната към източника, когато напрежението е положително, а токът е отрицателен (като например времето=0 в горната диаграма). В електрическите системи, за разлика от ϴ градуса между фазите на напрежението и тока, cos(ϴ) се нарича фактор на мощността на системата. Този фактор на мощността е критично свойство за контрол в електрическите системи, тъй като прави системата да работи ефективно. За максимална мощност, която да се използва от системата, факторът на мощността трябва да се поддържа, като се направи ϴ=0 или почти нула. Тъй като повечето от товарите в електрическите системи обикновено са индуктивни товари (като двигатели), кондензаторните батерии се използват за корекция на фактора на мощността.
Каква е разликата между съпротивление и съпротивление?
Съпротивление срещу съпротивление |
|
| Съпротивлението е противопоставянето на постоянен или променлив ток в проводник. Това е реалната част от импеданса на компонент. | Реактивното съпротивление е противопоставянето на променлив ток в индуктор или кондензатор. Реактивното съпротивление е въображаемата част от импеданса. |
| Зависимост | |
| Съпротивлението зависи от размерите на проводника, съпротивлението и температурата. Не се променя поради честотата на променливотоковото напрежение. | Реактивното съпротивление зависи от честотата на променливия ток. За индукторите тя е пропорционална, а за кондензаторите е обратно пропорционална на честотата. |
| Фаза | |
| Фазата на напрежението и тока през резистор е една и съща; фазовата разлика е нула. | Поради индуктивното съпротивление, промяната на тока има забавяне спрямо фазата на напрежението. При капацитивното съпротивление токът е водещ. В идеална ситуация фазовата разлика е 90 градуса. |
| Захранване | |
| Консумираната мощност поради съпротивление е реална мощност и е продукт на напрежение и ток. | Захранването, подадено към реактивно устройство, не се консумира напълно от устройството поради забавящ или изпреварващ ток. |
Обобщение – Съпротивление срещу съпротивление
Електрическите компоненти като резистори, кондензатори и индуктори създават препятствие, известно като импеданс, за протичането на тока през тях, което е сложна стойност. Чистите съпротивления имат импеданс с реална стойност, известен като съпротивление, докато идеалните индуктори и идеалните кондензатори имат импеданс с въображаема стойност, наречен реактивно съпротивление. Съпротивлението възниква както при постоянен, така и при променлив ток, но реактивното съпротивление възниква само при променливи токове, като по този начин се противопоставя на промяната на тока в компонента. Докато съпротивлението не зависи от честотата на AC, реактивното съпротивление се променя с честотата на AC. Реактивното съпротивление също прави фазова разлика между текущата фаза и фазата на напрежението. Това е разликата между съпротивление и реактивно съпротивление.
Изтеглете PDF версия на Resistance vs Reactance
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележките за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между съпротивление и реактивно съпротивление
