Един от известните закони, свързани с електричеството, е „Законът на Ом“. Законът на Ома дава емпирична връзка, която описва проводимост от различни електропроводими материали. Според този закон токът, протичащ в проводник, е право пропорционален на напрежението в проводника, като съпротивлението е константа на пропорционалност. Тук мерните единици са ампер, единиците за напрежение са дадени във волта, а мерните единици за съпротивление са ома. Във физиката този закон обикновено се използва и за позоваване на различни обобщения на закона, например във векторна форма в електромагнетиката. По същия начин, когато работите с AC индуктори , се използва закон ома, където съпротивлението се нарича „индуктивно реактивно съпротивление“ вместо „съпротивление“.
Какво е индуктивно реагиране?
Когато напрежението е приложено към индуктор, през индуктивната верига се индуцира ток. Този ток обаче не се генерира незабавно, а нараства с бърза скорост, определена от самоиндуцираните стойности на индуктора. Индуцираният ток е ограничен от резистивните елементи, присъстващи в намотките на индукторната намотка. Тук размерът на съпротивлението зависи от съотношението на приложеното напрежение към индуцирания ток, както е споменато в закона на Ом.
Фигурата по-долу е индукторна верига, използвана за изчисляване на индуктивното съпротивление.
Индуктивна реакция
Когато обаче индукторът е свързан към променливотоковата верига, потокът от ток се държи по различен начин. Тук се използва синусоидалното захранване. Следователно възниква фазова разлика между формата на вълната на напрежението и тока. Сега, когато се използва захранване с променлив ток за индукторната намотка, освен индуктивността на намотката, токът също трябва да се сблъска с противопоставяне от честотата на променливата форма на вълната. Това съпротивление, изправено от тока в индуктора, докато е свързано в променливотокова верига, се нарича „индуктивно съпротивление“.
Разлика между индуктивност и реактивност
Индуктивността е способността на материала да индуцира напрежение в него, когато има промяна в текущия поток в него. Символът за индуктивност е „L“. Като има предвид, реактивно съпротивление е свойството на електрическите материали, което се противопоставя на промяната на тока. Единиците на реактивно съпротивление са „Ohm’s“ и се обозначават със символа „X“, за да се разграничи от нормалното съпротивление.
Reactance работи подобно на електрическо съпротивление но за разлика от съпротивлението, реактивното съпротивление не разсейва мощността като топлина. По-скоро съхранява енергията като стойност на реактивно съпротивление и я връща във веригата. Идеалният индуктор има нулево съпротивление, докато идеалният резистор има нулево съпротивление.
Извеждане на формула за индуктивно реактивно съпротивление
Индуктивно съпротивление е терминът, свързан с променливотоковите вериги. Той се противопоставя на потока на тока в променливотокови вериги. В индуктивна верига с променлив ток, дължаща се на фазова разлика, токовата форма на вълната „LAGS“ прилага приложената форма на напрежение с 90 градуса, т.е. ако формата на вълната на напрежението е на 0 градуса, токовата форма на вълната ще бъде на -90 градуса.
В индуктивна верига индукторът се поставя през захранването с променливо напрежение. Самоиндуцираната ЕРС в индуктора се увеличава и намалява с увеличаването и намаляването на честотата на захранващото напрежение. Самоиндуцираната едр е пряко пропорционална на скоростта на промяна на тока в индукторната намотка. Най-високата скорост на промяна се получава, когато формата на вълната на захранващото напрежение преминава от положителен полуцикъл в отрицателен полуцикъл или обратен стих.
В индуктивна верига токът изостава от напрежението. Така че, ако напрежението е на 0 градуса, токът ще бъде на -90 градуса по отношение на напрежението. Следователно, когато се разглеждат синусоидалните форми на вълната, формата на напрежението VLмогат да бъдат класифицирани като синусоида и форма на ток ILкато отрицателна косинусова вълна.
По този начин токът в дадена точка може да се определи като:
АзL= Азмакс. грях (ωt - 900), φω е в радиани и ‘t’ за секунди
Съотношението на напрежението и тока в индуктивната верига дава стойността на индуктивното съпротивление XL
По този начин XL= VL/ ILома = ωL = 2πfL ома
Тук L е индуктивността, f е честотата и 2πf = ω
От тази деривация може да се види, че индуктивното съпротивление е пряко пропорционално на честотата „f“ и индуктивността „L“ на индуктора. С увеличаване на честотата на напрежението или индуктивността на бобината, общото реактивно съпротивление на веригата се увеличава. Тъй като честотата се увеличава до безкрайност, индуктивното съпротивление също се увеличава до безкрайност, действайки подобно на отворена верига. При падане на честотата до нула, индуктивното съпротивление също намалява до нула, действайки подобно на късо съединение.
Символ
Индуктивно реактивно съпротивление е съпротивлението, изправено от текущия поток в индуктора, когато се подава променливо напрежение. Неговите единици са подобни на единиците за съпротивление. Символът на индуктивното съпротивление е „XL“. Тъй като токът изостава с 90 градуса по отношение на индуктивността на напрежението, като стойността за която и да е от величините може да се изчисли лесно. Ако напрежението е известно, тогава чрез отрицателното 90-градусово изместване на формата на вълната на напрежението може да се получи текущата форма на вълната.
Пример
Нека разгледаме пример за изчисляване на индуктивното съпротивление.
Индуктор с индуктивност 200mH и нулево съпротивление е свързан към 150v захранващо напрежение. Честотата на захранващото напрежение е 60Hz. Изчислете индуктивното съпротивление и тока, протичащ през индуктора
Индуктивна реактивност
хL= 2πfL
= 2π × 50 × 0,20
= 76,08 ома
Текущ
АзL= VL/ ХL
= 150 / 76,08
= 1,97 А
В електрическите и електронните вериги терминът „реактивно съпротивление“ се използва редовно с индуктивни и кондензаторни вериги. Увеличаването на стойността на реактивно съпротивление в тези вериги води до намаляване на тока в тях. Индуктивното съпротивление води до излизане от фаза на напрежението и тока. В електроенергийните системи това ще ограничи мощността на променливотоковите линии. Въпреки че токът все още тече в такива ситуации, но преносните линии ще се нагреят и няма да има ефективен трансфер на мощност. Така че е важно да се следи индуктивното съпротивление на веригите. Каква е фазовата разлика между вълните на напрежение и ток за индуктивната верига?
