АЦ индуктор

Размотримо коло које садржи индуктор и претпоставимо да је отпор кола, укључујући жицу завојнице, толико мали да се може занемарити. У овом случају би повезивање завојнице на извор једносмерне струје резултирало кратким спојем, при чему би, као што је познато, струја у колу била веома велика.

Ситуација је другачија када је калем повезан на извор наизменичне струје. У овом случају не долази до кратког споја. Ово показује. Чему се индуктор опире наизменичном струјом која пролази кроз њега.

Шта је суштина овог отпора и како је условљен?

Да бисте одговорили на ово питање, запамтите феномен самоиндукције… Свака промена струје у калему изазива појаву ЕМФ самоиндукције у њему, што спречава промену струје. Вредност ЕМФ самоиндукције је директно пропорционална вредност индуктивности калема и брзина промене струје у њему. Али како наизменична струја непрекидно мења Електромагнетно зрачење за самоиндукцију које се непрекидно појављује у калему ствара отпор наизменичном струјом.

Да би разумели процесе који се одвијају у кола наизменичне струје са индуктором, погледајте графикон.На слици 1 приказане су закривљене линије које карактеришу, респективно, ознаку у колу, напон у калему и емф самоиндукције која се јавља у њему. Уверимо се да су конструкције направљене на слици тачне.

АЦ коло са индуктором

Од тренутка т = 0, односно од почетног момента посматрања струје, она почиње нагло да расте, али како се приближава максималној вредности, брзина повећања струје опада. У тренутку када је струја достигла своју максималну вредност, брзина њене промене је тренутно постала једнака нули, односно промена струје је престала. Затим је струја у почетку почела полако, а затим брзо опадала, да би после друге четвртине периода пала на нулу. Брзина промене струје током ове четвртине периода, повећавајући се од метка, достиже највећу вредност када струја постане једнака нули.

Слика 2. Природа промена струје током времена у зависности од величине струје

Из конструкција на слици 2 види се да када крива струје прође кроз временску осу, струја расте у кратком временском периоду Т више него у истом временском периоду када крива струје достигне свој врхунац.

Због тога се брзина промене струје смањује како се струја повећава и повећава како се струја смањује, без обзира на смер струје у колу.

Очигледно је да емф самоиндуктивности у калему мора бити највећа када је брзина промене струје највећа, а да се смањи на нулу када њена промена престане. У ствари, на графикону, ЕМФ крива самоиндукције еЛ у првој четвртини периода, почевши од максималне вредности, пала је на нулу (види слику 1).

Током следеће четвртине периода, струја са максималне вредности опада на нулу, али се брзина њене промене постепено повећава и највећа је у тренутку када је струја једнака нули. Сходно томе, ЕМФ самоиндукције током ове четвртине периода, поново се појављује у калему, постепено се повећава и испоставља се као максимум све док струја не постане једнака нули.

Међутим, смер емф самоиндукције се променио у супротном смеру, пошто је повећање струје у првом кварталу периода замењено у другом кварталу њеним смањењем.

Коло са индуктивношћу

Настављајући даље конструкцију криве ЕМФ самоиндукције, уверени смо да ће током периода промене струје у калему и ЕМФ самоиндукције у њему завршити пун период њене промене. Његов правац је одређен Ленцов закон: са повећањем струје, емф самоиндукције ће бити усмерена против струје (прва и трећа четвртина периода), а са смањењем струје, напротив, поклапа се са њом у правцу ( друга и четврта четвртина периода).

Дакле, ЕМФ самоиндукције изазване самом наизменичном струјом спречава њено повећање, а, напротив, одржава је при спуштању.

Пређимо сада на график напона завојнице (види слику 1). На овом графикону, синусни талас напона терминала завојнице је приказан једнак и супротан синусном таласу емф самоиндуктивности. Дакле, напон на терминалима завојнице у било ком тренутку је једнак и супротан ЕМФ-у самоиндукције која настаје у њему. Овај напон ствара алтернатор и иде да угаси акцију у ЕМФ самоиндуктивном колу.

Стога, у индуктору спојеном на АЦ коло, отпор се ствара када струја тече. Али пошто такав отпор на крају индукује индуктивност завојнице, онда се назива индуктивни отпор.

Индуктивни отпор се означава са КСЛ и мери се, као отпор, у омима.

Индуктивни отпор кола је што је већи, што је већи фреквенција извора струјенапајање кола и већа индуктивност кола. Дакле, индуктивни отпор кола је директно пропорционалан фреквенцији струје и индуктивности кола; одређује се формулом КСЛ = ωЛ, где је ω — кружна фреквенција одређена производом 2πе… — индуктивност кола у н.

Охмов закон за коло наизменичне струје које садржи индуктивни отпор звучи Тако: количина струје је директно пропорционална напону и обрнуто пропорционална индуктивном отпору НСи, тј. И = У / КСЛ, где су И и У ефективне вредности струје и напона, а кЛ је индуктивни отпор кола.

С обзиром на графике промене струје у калему. ЕМФ самоиндукције и напона на његовим прикључцима, обратили смо пажњу на чињеницу да се промене у њима вВалуес не поклапају у времену. Другим речима, испоставило се да су струја, напон и ЕМФ синусоиди самоиндукције временски померени један у односу на друго за коло које се разматра. У технологији наизменичне струје, овај феномен се обично назива фазни помак.

Ако се две променљиве величине мењају по истом закону (у нашем случају синусоидално) са истим периодима, истовремено достижу своју максималну вредност и у правцу напред и у обрнутом смеру, а такође се истовремено смањују на нулу, тада такве променљиве величине имају исте фазе или, како кажу, меч у фази.

Као пример, слика 3 приказује криве струје и напона усклађене фазе. Увек посматрамо такво фазно подударање у АЦ колу које се састоји само од активног отпора.

У случају када коло садржи индуктивни отпор, струјне и напонске фазе, као што се види на сл. 1 се не поклапају, односно постоји фазни помак између ових варијабли. Чини се да тренутна крива у овом случају заостаје за кривом напона за четвртину периода.

Дакле, када је индуктор укључен у коло наизменичне струје, долази до фазног померања између струје и напона у колу, а струја заостаје за напоном у фази за четвртину периода... То значи да се максимална струја јавља за четвртину периода након достизања максималног напона.

ЕМФ самоиндукције је у антифази са напоном намотаја, заостаје за струјом за четвртину периода.У овом случају период промене струје, напона, као и ЕМФ-а самоиндукција се не мења и остаје једнака периоду промене напона генератора који напаја коло. Очувана је и синусоидна природа промене ових вредности.

Слика 3. Фазно усклађивање струје и напона у колу активног отпора

Хајде да сада разумемо разлику између оптерећења алтернатора са активним отпором и оптерећења са његовим индуктивним отпором.

Када АЦ коло садржи само један активни отпор, тада се енергија извора струје апсорбује у активни отпор, загревање жице.

Када коло не садржи активни отпор (обично га сматрамо нула), већ се састоји само од индуктивног отпора завојнице, енергија извора струје се не троши на загревање жица, већ само на стварање ЕМФ-а самоиндукције. , односно постаје енергија магнетног поља ... Наизменична струја се, међутим, стално мења и по величини и по правцу, па се стога, магнетно поље калем се непрекидно мења у времену са променом струје. Током прве четвртине периода, када се струја повећава, коло прима енергију из извора струје и складишти је у магнетном пољу завојнице. Али чим струја, која је достигла свој максимум, почне да се смањује, одржава се на рачун енергије ускладиштене у магнетном пољу завојнице емф самоиндукције.

Дакле, струјни извор, дајући део своје енергије колу у првој четвртини периода, добија је назад од завојнице у другој четвртини, који делује као нека врста извора струје. Другим речима, коло наизменичне струје које садржи само индуктивни отпор не троши енергију: у овом случају постоји флуктуација енергије између извора и кола. Активни отпор, напротив, апсорбује сву енергију која му се преноси из извора струје.

Каже се да је индуктор, за разлику од омског отпора, неактиван у односу на извор наизменичне струје, тј. реактиван... Стога се индуктивни отпор калемова назива и реактанса.

Крива пораста струје при затварању кола које садржи индуктивност — транзијенти у електричним колима.

Раније у овој теми: Струја за лутке / Основи електротехнике

Шта други читају?

# 1 Објавио: Александар (4. март 2010. 17:45)

   
да ли је струја у фази са емф генератора? И његова вредност се смањује?

#2 је написао: администратор (7. март 2010. 16:35)

   
У колу наизменичне струје које се састоји само од активног отпора, фазе струје и напона се поклапају.
       

# 3 је написао: Александар (10. март 2010. 09:37)

   
Зашто је напон једнак и супротан ЕМФ самоиндукције, уосталом, у тренутку када је ЕМФ самоиндукције максималан, ЕМФ генератора је једнак нули и не може да створи овај напон? Одакле долази (напетост)?

* У колу са само једним индуктором који нема активни отпор, да ли је струја која тече кроз коло у фази са емф генератора (емф који зависи од положаја оквира (код обичног генератора), а не од напона генератора)?