Lär dig grunderna: motstånd, induktiv reaktans, kapacitiv reaktans och impedans
Inom elektroteknik uppstår ofta en mängd fysiska mängder, inklusive resistens, induktiv reaktans, kapacitiv reaktans och impedans.Kretsen observeras ofta vara resistiv, induktiv och kapacitiv.Under specifika förhållanden kan kretsen också visa ett resonanstillstånd.I följande diskussion kommer vi att jämföra och kontrastera variationerna och förhållandena mellan dessa fysiska mängder och de egenskaper som kretsen visade efter deras integration.
motstånd
Flödet av elektricitet genom en ledare möter motstånd, vilket är ett mått på ledarens opposition.En större hindring resulterar i större motstånd, medan en mindre hinder ger mindre motstånd.Medan alla ämnen uppvisar motstånd, finns olika nivåer, vilket påverkar deras förmåga att hindra elektrisk ström.Isolatorer är vana att isolera ledare och skydda mot elektrisk chock på grund av deras överlägsna förmåga att blockera ström.Å andra sidan uppvisar superledare nästan nollmotstånd.
Motstånd visas vanligtvis av bokstaven R och motståndet är ett inneboende kännetecken för själva ledaren, oberoende av externa faktorer.Med andra ord, när ett motstånd tillverkas ställs dess motståndsvärde inställt och förblir opåverkat av externa faktorer.Detta kallas motståndslagen och uttrycks av följande formel:
R = ρl/s
ρ—— Materialets resistivitet som används för att göra motståndet, den internationella enheten är ohm · meter (ω · m);
L— - Längden på tråden lindas i ett motstånd, den internationella enheten är mätare (m);
S--Tvärsnittet på tråden lindas in i ett motstånd, den internationella enheten är kvadratmeter (m²);
R—— Resistance Value, den internationella enheten är ohm, kallad ohm (ω).
Motståndets motstånd är detsamma i både AC- och DC -kretsar och förändras inte med förändringar i strömförsörjningsfrekvensen.
Motstånd
I en AC -krets motstår induktorspolen strömmen genom dess induktiva reaktans.Storleken på induktiv reaktans kan beräknas med följande formel.
Xl = ωl = 2πfl
XL är den induktiva reaktansen, i internationella enheter av ohm (ω);
ω är vinkelfrekvensen för växelström (AC), den internationella enheten är rad/s (rad);
F är frekvensen av växlande ström, den internationella enheten är Hertz (Hz);
L är induktansen för induktorspolen, den internationella enheten är Henry (h).
Uppenbarligen beror storleken på den induktiva reaktansen inte bara på sin egen koefficient (L), utan också på den externt applicerade växlande strömvinkelfrekvensen (ω) eller frekvens (F).
Ju högre induktans l för en induktorspole, desto större är den induktiva reaktansen XL.
På liknande sätt, ju högre vinkelfrekvensen ω eller frekvens f för växelströmmen, desto högre är den induktiva reaktansen XL.Induktorspolen har kännetecknet för att låta låga frekvenser passera samtidigt som man hindrar höga frekvenser.
Förutsatt att DC har en frekvens av noll, är den induktiva reaktansen också noll utan hinder för DC.
Kapacitetsmotstånd
I en AC -krets är den hindrande effekten av en kondensator på strömflödet kapacitiv reaktans.Storleken på kapacitiv reaktans uttrycks av formeln enligt följande:
XC = 1/（ωC） = 1/（2πfc）
XC är den kapacitiva reaktansen i ohm (ω);
ω är vinkelfrekvensen för växlande ström, i radianer per sekund (rad/s);
F är frekvensen av växlande ström, den internationella enheten är Hertz (Hz);
C är kapacitansen för kondensatorn, den internationella enheten för Farad (F).
Uppenbarligen är storleken på det kapacitiva resistensen inte bara relaterad till sin egen faktor (C), utan också till vinkelfrekvensen (ω) eller frekvensen (F) för den externa AC -strömmen.
Ju större kapacitans C för kondensatorn, desto mindre är kapacitiva reaktans XC.
Ju högre vinkelfrekvensen ω eller frekvens f för växelströmmen, desto mindre är kapacitiva reaktans XC, desto mindre är impedansen för den växlande strömmen, det vill säga kondensatorn har en högfrekvent resistens mot lågfrekventa egenskaper.
DC -frekvens vi kan tänka på som noll, så den kapacitiva impedansen är oändlig, impedansen av DC är också oändlig, vilket är kondensatorn har egenskaperna för isolering av likström AC.
Impedans
I en krets med motstånd, induktans och kapacitans kallas resistensen mot växelström impedans.Impedans är ofta skriven som Z. Den internationella impedansenheten är OHM (ω).
Impedans består av motstånd, induktans och kapacitans, men är inte ett enkelt tillägg av de tre.För en given krets är impedans inte konstant, men varierar med frekvens.
Följande beskriver serier och parallella kretsar som består av motstånd, induktans och kapacitans, storleken på deras impedans och kretsens natur.
RLC Series Circuit
RLC Series Circuit
Kretsen visas ovan.
Eftersom R, L och C är i serie är strömmarna som flödar genom R, L och C desamma är i.
Impedans, spänning och kraft är relaterade av triangeln som visas nedan.
Förhållandet mellan impedans, spänning och kraft
Där Z är den totala impedansen för RLC-serien Anslutning, XLC = XL-XC, är den induktiva och kapacitiva reaktans syntetiserade reaktansen;U är den totala spänningen för RLC-seriens anslutning, ULC = UL-UC, är spänningen på induktansen och kapacitansens syntetiserad spänning;S är den uppenbara kraften i RLC-seriekretsen, den internationella enheten för volt-ampere (VA), QLC = QL-QC är den reaktiva kraften på induktansen QL är den reaktiva effekten som syntetiseras med den reaktiva kraften QC på kondensatorn, ochDen internationella enheten för reaktiv kraft spenderas (VAR);P är den aktiva kraften och den internationella enheten är watt (W).
Vinkeln ϕ mellan z/u/s och r/ur/p är effektfaktorvinkeln.
När XLC = XL-XC> 0, eller den induktiva reaktansen XL är större än den kapacitiva reaktansen XC, är spänningen dividerad med induktorn större än spänningen dividerad med kondensatorn, och kretsen är induktiv, och den induktiva kretsstriangeln ärvisas nedan:
Induktiv krets triangel
När XLC = XL-XC<0, or the inductive reactance XL is less than the capacitive reactance XC, the voltage divided by the capacitor is greater than the voltage divided by the inductor, and the circuit is capacitive, and the capacitive circuit triangle is shown below:
Kondensatorkrets triangel
När XLC = XL-XC = 0, eller den induktiva impedansen XL är lika med den kapacitiva impedansen XC, är kretsen resistiv och kretsen genomgår seriens resonans, vid vilken tidpunkt den totala impedansen, z = r, är tillståndet för minst impedansför RLC -serien.Med hjälp av denna punkt, i elektroniska kretsar, RLC -serien för att göra en viss frekvensfälla, det vill säga i närheten av en viss frekvens, impedansen av fällan till frekvensen för den minsta och därmed kringgå signalen nära frekvensen.
Den karakteristiska kurvan för fällan visas nedan, när F = F0, serieresonans inträffar, z = R, och impedansen minimeras.
Karakteristiska kurvor av fällor
RLC parallellkrets
RLC parallellkrets
Kretsen visas ovan.
Eftersom R, L och C är anslutna parallellt, är spänningarna som appliceras på R, L och C desamma alla är u.Spänningen på R, L och C är densamma.
Impedans, ström och kraft är relaterade av triangeln som visas nedan.
Förhållandet mellan impedans, aktuell och kraft
Där z är den totala impedansen för RLC-parallellkretsen, 1/xlc = 1/xl-1/xc;I är den totala strömmen för RLC-parallellkretsen, ILC = IL-IC, den ström som syntetiseras av strömmen som strömmar genom induktorn och strömmen som strömmar genom kondensatorn;S är den uppenbara kraften hos RLC-parallellkretsen, den internationella enheten för volt-ampere (VA) och QLC = QL-QC är den reaktiva kraften hos den reaktiva kraften på induktorn, QL och den reaktiva kraften syntetiserad av den reaktiva effektenpå kondensatorn och den internationella enheten med reaktiv kraft tillbringas (VAR);P är den aktiva kraften, den internationella enheten i Watts (W).QC Den reaktiva kraften syntetiserad från den reaktiva kraften QC på kondensatorn, den internationella enheten för reaktiv kraft tillbringas (var);P är den aktiva kraften, den internationella enheten är watt (w).
Vinkeln ϕ mellan (1/z)/I/S och (1/R)/IR/P är effektfaktorvinkeln.
När 1/XLC = 1/XL-1/XC> 0, eller när den kapacitiva reaktansen XC är större än den induktiva reaktansen XL, är strömmen som strömmar genom induktorn större än strömmen som strömmar genom kondensatorn, och kretsen är elektrisktinduktiv, och den induktiva krets triangeln visas nedan:
Induktiv krets triangel
När 1/xlc = 1/xl-1/xc<0, or the inductive reactance XL is greater than the capacitive reactance XC, the current flowing through the capacitor is greater than the current flowing through the inductor, and the circuit is capacitive, and the capacitive circuit triangle is shown below:
Förhållandet mellan impedans, aktuell och kraft
När XLC = XL-XC = 0, eller den induktiva impedansen XL är lika med den kapacitiva impedansen XC, är kretsen resistiv, kretsen inträffar i parallell resonans, för närvarande, den totala impedansen Z = R, för RLC-parallellkretsenImpedans maximalt tillstånd.Med hjälp av denna punkt, i elektroniska kretsar, är RLC parallellt för att göra en viss frekvensfrekvensväljare, det vill säga i närheten av en viss frekvens, är frekvensväljaren för frekvensimpedansen den största, den bästa selektiviteten för signaler nära frekvensen.
Det täcker allt i den här artikeln.Om du har några frågor, är du välkommen att kontakta oss.allelcoelec kommer att svara dig snabbt.