Różnica między oporem a reakcją
Share
Kluczowa różnica - opór a reaktywność
Elementy elektryczne, takie jak rezystory, induktory i kondensatory, stanowią pewną przeszkodę dla przepływającego przez nie prądu. Podczas gdy rezystory reagują zarówno na prąd stały, jak i prąd przemienny, cewki indukcyjne i kondensatory reagują na zmiany prądów lub tylko prąd przemienny. Ta przeszkoda w przepływie prądu z tych elementów jest znana jako impedancja elektryczna (Z). Impedancja jest złożoną wartością w analizie matematycznej. Rzeczywista część tej liczby zespolonej nazywana jest rezystancją (R) i tylko rezystory czyste mają rezystancję. Idealne kondensatory i cewki indukcyjne tworzą wyimaginowaną część impedancji, znaną jako reaktancja (X). Tak więc kluczową różnicą między opornością a reaktancją jest to, że opór jest rzeczywista część impedancji elementu natomiast reaktancja jest urojoną częścią impedancji elementu. Połączenie tych trzech elementów w obwodach RLC powoduje impedancję na ścieżce prądu.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest opór
3. Co to jest Reactance
4. Porównanie obok siebie - Rezystancja vs Reaktywność w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie
Co to jest opór?
Rezystancja jest przeszkodą, na którą napotyka napięcie podczas napędzania prądu przez przewodnik. Jeśli ma być wysterowany duży prąd, napięcie przyłożone do końców przewodu powinno być wysokie. Oznacza to, że przyłożone napięcie (V) powinno być proporcjonalne do prądu (I), który przechodzi przez przewodnik, zgodnie z prawem Ohma; stałą dla tej proporcjonalności jest rezystancja (R) przewodnika.
V = I X R
Przewody mają tę samą rezystancję niezależnie od tego, czy prąd jest stały czy zmienny. W przypadku prądu przemiennego rezystancję można obliczyć za pomocą prawa Ohma z chwilowym napięciem i prądem. Rezystancja mierzona w omach (Ω) zależy od rezystywności przewodu (ρ), długość (l) i pole przekroju (ZA) gdzie,
Rezystancja zależy również od temperatury przewodnika, ponieważ rezystywność zmienia się wraz z temperaturą w następujący sposób. gdzie ρ0 -odnosi się do rezystywności określonej w standardowej temperaturze T0 która jest zwykle temperaturą pokojową, a α jest współczynnikiem temperaturowym rezystywności:
W przypadku urządzenia o czystej rezystancji zużycie energii oblicza się na podstawie iloczynu I2) x R. Ponieważ wszystkie te elementy produktu są wartościami rzeczywistymi, energia pobierana przez rezystancję będzie mocą rzeczywistą. Dlatego energia dostarczana z idealną rezystancją jest w pełni wykorzystywana.
Co to jest Reactance?
Reaktywność jest urojonym terminem w kontekście matematycznym. Ma to samo pojęcie rezystancji w obwodach elektrycznych i ma tę samą jednostkę Ohm (Ω). Reaktywność występuje tylko w cewkach indukcyjnych i kondensatorach podczas zmiany prądu. Stąd reaktancja zależy od częstotliwości prądu przemiennego przez cewkę lub kondensator.
W przypadku kondensatora akumuluje ładunki, gdy napięcie jest doprowadzane do dwóch zacisków, dopóki napięcie kondensatora nie dopasuje się do źródła. Jeżeli przyłożone napięcie pochodzi ze źródła prądu przemiennego, skumulowane ładunki są zwracane do źródła w ujemnym cyklu napięcia. Wraz ze wzrostem częstotliwości maleje ilość ładunków przechowywanych w kondensatorze przez krótki czas, ponieważ czas ładowania i rozładowywania nie zmienia się. W rezultacie przeciwstawienie kondensatora przepływowi prądu w obwodzie będzie mniejsze, gdy częstotliwość wzrośnie. Oznacza to, że reaktancja kondensatora jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości kątowej (ω) prądu przemiennego. Zatem reaktancja pojemnościowa jest zdefiniowana jako
C to pojemność kondensatora i fa to częstotliwość w hercach. Impedancja kondensatora jest jednak liczbą ujemną. Dlatego impedancja kondensatora wynosi Z = -ja/2)πfc. Idealny kondensator wiąże się tylko z reaktancją.
Z drugiej strony, induktor przeciwstawia się przepływowi prądu przez niego, tworząc na nim siłę przeciwelektromotoryczną (emf). Ten emf jest proporcjonalny do częstotliwości zasilania prądem przemiennym, a jego przeciwieństwo, czyli reaktancja indukcyjna, jest proporcjonalne do częstotliwości.
Reaktancja indukcyjna jest wartością dodatnią. Dlatego impedancja idealnego induktora będzie wynosić Z =i2πfL. Niemniej jednak należy zawsze pamiętać, że wszystkie praktyczne obwody również składają się z rezystancji, a te elementy są uważane w obwodach praktycznych za impedancje.
W wyniku tego przeciwstawienia się zmianom prądu przez cewki indukcyjne i kondensatory, zmiana napięcia na nim będzie miała inny wzór niż zmiana prądu. Oznacza to, że faza napięcia prądu przemiennego różni się od fazy prądu przemiennego. Z powodu reaktancji indukcyjnej zmiana prądu ma opóźnienie w stosunku do fazy napięcia, w przeciwieństwie do reaktancji pojemnościowej, w której prowadzi faza prądu. W idealnych komponentach to wyprzedzenie i opóźnienie ma wielkość 90 stopni.
Rysunek 01: Zależności fazowe napięcia od prądu dla kondensatora i cewki indukcyjnej.
Ta zmiana prądu i napięcia w obwodach prądu przemiennego jest analizowana za pomocą diagramów fazorowych. Z powodu różnicy faz prądu i napięcia, energia dostarczana do obwodu biernego nie jest w pełni pobierana przez obwód. Część dostarczonej mocy zostanie zwrócona do źródła, gdy napięcie będzie dodatnie, a prąd ujemny (na przykład gdy czas = 0 na powyższym schemacie). W systemach elektrycznych, dla różnicy ϴ stopni między fazami napięcia i prądu, cos (ϴ) nazywany jest współczynnikiem mocy układu. Ten współczynnik mocy jest kluczową właściwością do kontrolowania w systemach elektrycznych, ponieważ sprawia, że system działa wydajnie. Aby maksymalna moc mogła być wykorzystana przez system, współczynnik mocy powinien być utrzymany przez ϴ = 0 lub prawie zero. Ponieważ większość obciążeń w układach elektrycznych są zwykle obciążeniami indukcyjnymi (jak silniki), do korekcji współczynnika mocy wykorzystywane są zespoły kondensatorów.
Jaka jest różnica między oporem a reakcją?
Opór a reaktywność | |
| Rezystancja jest przeciwieństwem stałego lub zmiennego prądu w przewodniku. Jest to prawdziwa część impedancji elementu. | Reaktywność jest przeciwieństwem prądu zmiennego w cewce indukcyjnej lub kondensatorze. Reaktywność jest urojoną częścią impedancji. |
| Zależność | |
| Rezystancja zależy od wymiarów przewodnika, rezystywności i temperatury. Nie zmienia się z powodu częstotliwości napięcia prądu przemiennego. | Reaktywność zależy od częstotliwości prądu przemiennego. W przypadku cewek jest proporcjonalny, a w przypadku kondensatorów odwrotnie proporcjonalny do częstotliwości. |
| Faza | |
| Faza napięcia i prądu przez rezystor jest taka sama; to znaczy różnica faz wynosi zero. | Ze względu na reaktancję indukcyjną zmiana prądu ma opóźnienie w stosunku do fazy napięcia. W reaktancji pojemnościowej przewodzi prąd. W idealnej sytuacji różnica faz wynosi 90 stopni. |
| Moc | |
| Zużycie energii z powodu rezystancji jest mocą rzeczywistą i jest iloczynem napięcia i prądu. | Energia dostarczana do urządzenia biernego nie jest w pełni pobierana przez urządzenie z powodu opóźnionego lub przewodzącego prądu. |
Podsumowanie - Rezystancja kontra Reaktywność
Elementy elektryczne, takie jak rezystory, kondensatory i cewki indukcyjne, stanowią przeszkodę znaną jako impedancja przepływu prądu przez nie, co jest wartością złożoną. Czyste rezystory mają impedancję o wartości rzeczywistej zwaną rezystancją, podczas gdy idealne cewki indukcyjne i kondensatory o impedancji o wyimaginowanej wartości zwanej reaktancją. Rezystancja występuje zarówno dla prądu stałego, jak i prądu przemiennego, ale reaktancja występuje tylko dla prądów zmiennych, co stanowi opozycję do zmiany prądu w składowej. Podczas gdy rezystancja jest niezależna od częstotliwości prądu przemiennego, reaktancja zmienia się wraz z częstotliwością prądu przemiennego. Reaktywność powoduje również różnicę faz między fazą prądową a fazą napięciową. Jest to różnica między oporem a reaktancją.
Pobierz wersję PDF Resistance vs. Reactance
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać go do celów offline zgodnie z cytatami. Pobierz wersję PDF tutaj Różnica między opornością a reakcją
Odniesienie:
1. „Reaktancja elektryczna”. Wikipedia. Fundacja Wikimedia, 28 maja 2017 r. Internet. Dostępny tutaj. 06 czerwca 2017 r.
Zdjęcie dzięki uprzejmości:
1. „Faza VI” Jeffrey Philippson - przeniesiony z en.wikipedia przez użytkownika: Jóna Þórunn. (Domena publiczna) przez Commons Wikimedia
