Peamine erinevus – takistus vs reaktants
Elektrilistel komponentidel, nagu takistid, induktiivpoolid ja kondensaatorid, on mingisugune takistus neid läbivale voolule. Kui takistid reageerivad nii alalis- kui ka vahelduvvoolule, siis induktiivpoolid ja kondensaatorid reageerivad ainult voolude või vahelduvvoolu muutustele. Seda takistust nende komponentide voolule nimetatakse elektriliseks takistuseks (Z). Impedants on matemaatilises analüüsis keeruline väärtus. Selle kompleksarvu tegelikku osa nimetatakse takistuseks (R) ja ainult puhastel takistitel on takistus. Ideaalsed kondensaatorid ja induktiivpoolid moodustavad impedantsi kujuteldava osa, mida nimetatakse reaktantsiks (X). Seega on takistuse ja reaktantsi peamine erinevus see, et takistus on komponendi impedantsi reaalne osa, samas kui reaktants on komponendi impedantsi kujuteldav osa. Nende kolme komponendi kombinatsioon RLC-ahelates tekitab vooluteel impedantsi.
Mis on vastupanu?
Takistus on takistus, millega pinge silmitsi seisab voolu juhtimisel läbi juhi. Kui juhitakse suurt voolu, peaks juhtme otstele rakendatav pinge olema kõrge. See tähendab, et rakendatav pinge (V) peaks olema võrdeline vooluga (I), mis läbib juhti, nagu on sätestatud Ohmi seaduses; selle proportsionaalsuse konstant on juhi takistus (R).
V=I X R
Juhtidel on sama takistus, olenemata sellest, kas vool on konstantne või muutuv. Vahelduvvoolu korral saab takistuse arvutada Ohmi seaduse abil hetkelise pinge ja vooluga. Ohmides (Ω) mõõdetud takistus sõltub juhi eritakistusest (ρ), pikkusest (l) ja ristlõike pindalast (A), kus,
Takistus sõltub ka juhi temperatuurist, kuna takistus muutub koos temperatuuriga järgmisel viisil. kus ρ 0 tähistab eritakistust, mis on määratud standardtemperatuuril T0, mis on tavaliselt toatemperatuur, ja α on takistuse temperatuurikoefitsient:
Puhta takistusega seadme puhul arvutatakse energiatarve I2 x R korrutisega. Kuna kõik need toote komponendid on tegelikud väärtused, on tarbitav võimsus vastupanu on tõeline jõud. Seetõttu kasutatakse ideaalse takistuseni tarnitud võimsus täielikult ära.
Mis on reaktsioonivõime?
Reaktants on matemaatilises kontekstis väljamõeldud termin. Sellel on elektriahelates sama takistuse mõiste ja see jagab sama ühikut oomi (Ω). Reaktiivtakistus tekib ainult induktiivpoolides ja kondensaatorites voolu muutumise ajal. Seega sõltub reaktants induktiivpooli või kondensaatori kaudu voolava vahelduvvoolu sagedusest.
Kondensaatori puhul kogub see laenguid, kui kahele klemmile rakendatakse pinget, kuni kondensaatori pinge ühtib allikaga. Kui rakendatud pinge on vahelduvvooluallikaga, suunatakse kogunenud laengud allikasse tagasi pinge negatiivses tsüklis. Sageduse suurenedes on kondensaatoris lühiajaliselt säilitatavate laengute hulk väiksem, kuna laadimis- ja tühjenemisaeg ei muutu. Selle tulemusena on kondensaatori vastuseis vooluvoolule vooluahelas sageduse suurenemisel väiksem. See tähendab, et kondensaatori reaktants on pöördvõrdeline vahelduvvoolu nurksagedusega (ω). Seega on mahtuvuslik reaktants määratletud kui
C on kondensaatori mahtuvus ja f on sagedus hertsides. Kondensaatori impedants on aga negatiivne arv. Seetõttu on kondensaatori impedants Z=– i / 2 π fC. Ideaalne kondensaator on seotud ainult reaktantsiga.
Teisest küljest on induktiivpool vastu seda läbiva voolu muutumisele, luues selle üle vastuelektromotoorjõu (emf). See emf on võrdeline vahelduvvoolu toite sagedusega ja selle opositsioon, mis on induktiivne reaktants, on võrdeline sagedusega.
Induktiivne reaktants on positiivne väärtus. Seetõttu on ideaalse induktiivpooli impedants Z=i2 π fL. Sellegipoolest tuleb alati arvestada, et kõik praktilised ahelad koosnevad ka takistusest ja neid komponente käsitletakse praktilistes ahelates kui impedantsi.
Selle vastuseisu tõttu induktiivpoolide ja kondensaatorite voolu kõikumisele on selle pingemuutusel erinev muster voolu muutumisest. See tähendab, et vahelduvpinge faas erineb vahelduvvoolu faasist. Induktiivse reaktiivtakistuse tõttu on voolu muutusel pinge faasist mahajäämus, erinev alt mahtuvuslikust reaktiivsusest, kus voolufaas juhib. Ideaalsetes komponentides on selle ülekande ja viivituse suurusjärk 90 kraadi.
Joonis 01: Kondensaatori ja induktiivpooli pinge ja voolu faasisuhted.
Seda voolu ja pinge varieerumist vahelduvvooluahelates analüüsitakse faasordiagrammide abil. Voolu ja pinge faaside erinevuse tõttu ei tarbi vooluahel täielikult reaktiivahelasse antud võimsust. Osa tarnitud võimsusest tagastatakse allikale, kui pinge on positiivne ja vool on negatiivne (nt kui aeg=0 ül altoodud diagrammil). Elektrisüsteemides nimetatakse cos(ϴ) pinge ja voolu faaside erinevuse ϴ kraadi korral süsteemi võimsusteguriks. See võimsustegur on elektrisüsteemide juhtimiseks kriitiline omadus, kuna see muudab süsteemi tõhusaks. Süsteemi maksimaalse võimsuse kasutamiseks tuleb võimsustegurit säilitada, muutes ϴ=0 või peaaegu nulli. Kuna enamik elektrisüsteemide koormustest on tavaliselt induktiivsed koormused (nagu mootorid), kasutatakse võimsusteguri korrigeerimiseks kondensaatoripanka.
Mis vahe on takistusel ja reaktsioonivõimel?
Resistentsus vs reaktants |
|
| Takistus on vastuolu konstantsele või muutuvale voolule juhis. See on komponendi impedantsi tegelik osa. | Reaktants on vastuseis induktiivpoolis või kondensaatoris olevale muutuvale voolule. Reaktants on impedantsi kujuteldav osa. |
| Sõltuvus | |
| Takistus sõltub juhtme mõõtmetest, takistusest ja temperatuurist. See ei muutu vahelduvpinge sageduse tõttu. | Reaktants sõltub vahelduvvoolu sagedusest. Induktiivpoolide puhul on see proportsionaalne ja kondensaatorite puhul pöördvõrdeline sagedusega. |
| Faas | |
| Takistit läbiva pinge ja voolu faas on sama; see tähendab, et faaside erinevus on null. | Induktiivse reaktantsi tõttu on voolu muutusel pinge faasist mahajäämus. Mahtuvusliku reaktiivtakistuse korral juhib vool. Ideaalses olukorras on faaside erinevus 90 kraadi. |
| Toide | |
| Takistuse tõttu voolutarve on tegelik võimsus ning see on pinge ja voolu korrutis. | Reaktiivse seadme toidet ei tarbi seade täielikult viivitus- või juhtvoolu tõttu. |
Kokkuvõte – takistus vs reaktants
Elektrilised komponendid, nagu takistid, kondensaatorid ja induktiivpoolid, muudavad takistuse impedantsiks, et voolu läbida, mis on keeruline väärtus. Puhtal takistitel on reaalse väärtusega takistus, mida nimetatakse takistuseks, samas kui ideaalsetel induktiivpoolidel ja ideaalsetel kondensaatoritel on kujuteldava väärtusega takistus, mida nimetatakse reaktiivseks. Takistus esineb nii alalis- kui ka vahelduvvoolul, kuid reaktants ainult muutuvatel vooludel, tekitades seega vastuseisu komponendi voolu muutmisele. Kuigi takistus ei sõltu vahelduvvoolu sagedusest, muutub reaktiivsus koos vahelduvvoolu sagedusega. Reaktants muudab ka faasivahe voolu faasi ja pinge faasi vahel. See on takistuse ja reaktantsi erinevus.
Laadi alla PDF-versioon takistusest vs reaktantsus
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkustele. Laadige PDF-versioon alla siit Erinevus takistuse ja reaktsioonivõime vahel
