Активни и реактивни отпор, троугао отпора

Активност и реактивност

Отпор који пружају пролази и потрошачи у ДЦ колима назива се омски отпор.

Ако је било која жица укључена у АЦ коло, онда се испоставља да ће његов отпор бити нешто већи него у ДЦ колу. Ово је због феномена који се зове ефекат коже (површински ефекат).

Његова суштина је следећа. Када наизменична струја тече кроз жицу, унутар ње постоји наизменично магнетно поље које прелази жицу. Магнетне линије силе овог поља индукују ЕМФ у проводнику, међутим, он неће бити исти у различитим тачкама попречног пресека проводника: више према центру попречног пресека, а мање према периферији.

То је због чињенице да тачке које леже ближе центру прелазе велики број линија силе. Под дејством овог ЕМФ-а, наизменична струја неће бити равномерно распоређена по целом пресеку проводника, већ ближе његовој површини.

Ово је еквивалентно смањењу корисног попречног пресека проводника и стога повећању његовог отпора на наизменичну струју. На пример, бакарна жица дужине 1 км и пречника 4 мм се опире: ДЦ — 1,86 ома, АЦ 800 Хз — 1,87 ома, АЦ 10 000 Хз — 2,90 ома.

Отпор који проводник пружа наизменичној струји која пролази кроз њега назива се активни отпор.

Ако било који потрошач не садржи индуктивност и капацитивност (сијалица са жарном нити, уређај за грејање), онда ће то бити и активни отпор наизменичне струје.

Активни отпор — физичка величина која карактерише отпор електричног кола (или његове области) електричној струји услед неповратних трансформација електричне енергије у друге облике (углавном топлоту). Изражено у омима.

Активни отпор зависи од АЦ фреквенцијаповећава са својим повећањем.

Међутим, многи потрошачи имају индуктивна и капацитивна својства када кроз њих тече наизменична струја. Ови потрошачи укључују трансформаторе, пригушнице, електромагнети, кондензатори, различите врсте жица и многе друге.

Приликом проласка кроз њих наизменична струја потребно је узети у обзир не само активну, већ и реактивност због присуства индуктивних и капацитивних својстава у потрошачу.

Познато је да ако се једносмерна струја која пролази кроз сваки калем прекине и затвори, онда ће се истовремено са променом струје променити и магнетни флукс унутар завојнице, услед чега ће се појавити ЕМФ самоиндукције у томе.

Исто ће се приметити и у завојници укљученој у АЦ коло, са једином разликом што се ток континуирано мења и по величини иу и до. Због тога ће се величина магнетног флукса који продире у калем непрестано мењати и индуковати ЕМФ самоиндукције.

Али правац емф самоиндукције је увек такав да се супротставља промени струје. Дакле, како се струја у калему повећава, самоиндукована ЕМФ ће тежити да успори повећање струје, а како се струја смањује, напротив, тежиће да одржава струју која нестаје.

Из тога следи да ће ЕМФ самоиндукције који се јавља у калему (проводнику) укљученом у коло наизменичне струје увек деловати против струје, успоравајући њене промене. Другим речима, ЕМФ самоиндукције може се сматрати додатним отпором који, заједно са активним отпором завојнице, супротставља наизменичну струју која пролази кроз калем.

Отпор који емф нуди наизменичној струји самоиндукцијом назива се индуктивни отпор.

Индуктивни отпор ће бити што је већа индуктивност корисника (кола) и што је већа фреквенција наизменичне струје. Овај отпор се изражава формулом кл = ωЛ, где је кл индуктивни отпор у омима; Л — индуктивност у Хенрију (гн); ω — угаона фреквенција, где је ф — тренутна фреквенција).

Поред индуктивног отпора, постоји и капацитивност, како због присуства капацитивности у жицама и калемовима, тако и због укључивања кондензатора у коло наизменичне струје у неким случајевима.Како се повећавају капацитет Ц потрошача (кола) и угаона фреквенција струје, капацитивни отпор се смањује.

Капацитивни отпор је једнак кц = 1 / ωЦ, где је кц — капацитивни отпор у омима, ω — угаона фреквенција, Ц — потрошачки капацитет у фарадима.

Прочитајте више о томе овде: Реактанца у електротехници

Троугао отпора

Размотримо коло чији отпор активног елемента р, индуктивност Л и капацитивност Ц.

Пиринач. 1. АЦ коло са отпорником, индуктором и кондензатором.

Импеданса таквог кола је з = √р2+ (хл — кц)2) = √р2 + х2)

Графички, овај израз се може приказати у облику такозваног троугла отпора.

Шипак. 2. Троугао отпора

Хипотенуза троугла отпора представља укупан отпор кола, крака - активни и реактивни отпор.

Ако је један од отпора кола (активан или реактиван), на пример, 10 или више пута мањи од другог, онда се мањи може занемарити, што се лако може проверити директним прорачуном.