Aktibong paglaban at inductor sa AC circuit

Isinasaalang-alang ang isang AC circuit na naglalaman lamang ng inductive resistance (tingnan ang artikulo "Inductor sa isang alternating current circuit"), ipinapalagay namin na ang aktibong paglaban ng circuit na ito ay zero.

Sa katunayan, ang parehong wire ng coil mismo at ang connecting wire ay may maliit ngunit aktibong resistensya, kaya ang circuit ay hindi maaaring hindi kumonsumo ng enerhiya ng kasalukuyang pinagmulan.

Samakatuwid, kapag tinutukoy ang kabuuang paglaban ng isang panlabas na circuit, kinakailangan upang idagdag ang mga reaktibo at aktibong paglaban nito. Ngunit imposibleng idagdag ang dalawang paglaban na ito na magkaiba sa kalikasan.

Sa kasong ito, ang impedance ng circuit sa alternating current ay matatagpuan sa pamamagitan ng geometric na karagdagan.

Ang isang right-angled triangle (tingnan ang figure 1) ay itinayo, ang isang bahagi nito ay ang halaga ng inductive resistance, at ang kabilang panig ay ang halaga ng aktibong pagtutol. Ang nais na circuit impedance ay tinutukoy ng ikatlong bahagi ng tatsulok.

Figure 1. Pagpapasiya ng impedance ng isang circuit na naglalaman ng inductive at active resistance

Ang circuit impedance ay tinutukoy ng Latin na letrang Z at sinusukat sa ohms. Makikita mula sa pagtatayo na ang kabuuang pagtutol ay palaging mas malaki kaysa sa pasaklaw at aktibong pagtutol na kinuha nang hiwalay.

Ang algebraic expression para sa kabuuang circuit resistance ay:

kung saan Z - kabuuang pagtutol, R - aktibong paglaban, XL - pasaklaw na pagtutol ng circuit.

Samakatuwid, ang kabuuang paglaban ng isang circuit sa alternating current, na binubuo ng aktibo at inductive resistance, ay katumbas ng square root ng kabuuan ng mga parisukat ng aktibo at inductive resistance ng circuit na ito.

Batas ng Ohm dahil ang naturang circuit ay ipinahayag ng formula I = U / Z, kung saan ang Z ay ang kabuuang paglaban ng circuit.

Suriin natin ngayon kung ano ang magiging boltahe kung ang circuit, bilang karagdagan sa at at ang phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at ang inductance, ay mayroon ding medyo malaking aktibong resistensya. Sa pagsasagawa, ang naturang circuit ay maaaring, halimbawa, isang circuit na naglalaman ng isang iron-core inductor na sugat sa pamamagitan ng isang manipis na wire (high-frequency choke).

Sa kasong ito, ang phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe ay hindi na magiging isang-kapat ng isang panahon (tulad ng ito ay sa isang circuit na may lamang inductive resistance), ngunit higit na mas mababa; at mas malaki ang paglaban, mas mababa ang phase shift na magreresulta.

Figure 2. Kasalukuyan at boltahe sa isang circuit na naglalaman ng R at L.

Ngayon siya mismo EMF ng self-induction ay wala sa anti-phase na may kasalukuyang source boltahe, dahil ito ay na-offset na may paggalang sa boltahe hindi sa kalahati ng isang panahon, ngunit sa pamamagitan ng mas kaunti.Bilang karagdagan, ang boltahe na nilikha ng kasalukuyang mapagkukunan sa mga terminal ng coil ay hindi katumbas ng emf ng self-induction, ngunit mas malaki kaysa sa halaga ng pagbaba ng boltahe sa aktibong paglaban ng coil wire. Sa madaling salita, ang boltahe sa coil ay binubuo pa rin ng dalawang bahagi:

• tiL- ang reaktibong bahagi ng boltahe, na nagbabalanse sa epekto ng EMF mula sa self-induction,

• tiR- ang aktibong sangkap ng boltahe na makakalagpas sa aktibong paglaban ng circuit.

Kung ikinonekta namin ang isang malaking aktibong paglaban sa serye na may coil, ang phase shift ay bababa nang labis na ang kasalukuyang sine wave ay halos makahabol sa boltahe ng sine wave at ang pagkakaiba sa mga phase sa pagitan ng mga ito ay halos hindi mapapansin. Sa kasong ito, ang amplitude ng termino at magiging mas malaki kaysa sa amplitude ng termino.

Katulad nito, maaari mong bawasan ang phase shift at kahit na ganap na bawasan ito sa zero kung bawasan mo ang dalas ng generator sa ilang paraan. Ang pagbaba sa dalas ay magreresulta sa pagbaba sa self-induction EMF at samakatuwid ay pagbaba sa phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at ang boltahe sa circuit na dulot nito.

Ang kapangyarihan ng isang AC circuit na naglalaman ng isang inductor

Ang alternating current circuit na naglalaman ng coil ay hindi kumonsumo ng enerhiya ng kasalukuyang pinagmumulan at na sa circuit mayroong isang proseso ng pagpapalitan ng enerhiya sa pagitan ng generator at ng circuit.

Suriin natin ngayon kung paano magiging ang mga bagay sa kapangyarihang natupok ng gayong pamamaraan.

Ang kapangyarihan na natupok sa isang AC circuit ay katumbas ng produkto ng kasalukuyang at boltahe, ngunit dahil ang kasalukuyang at boltahe ay variable na dami, kung gayon ang kapangyarihan ay magiging variable din.Sa kasong ito, matutukoy natin ang halaga ng kapangyarihan para sa bawat sandali sa oras kung i-multiply natin ang kasalukuyang halaga sa halaga ng boltahe na tumutugma sa isang naibigay na sandali sa oras.

Upang makuha ang power graph, kailangan nating i-multiply ang mga halaga ng mga segment ng tuwid na linya na tumutukoy sa kasalukuyang at boltahe sa iba't ibang oras. Ang ganitong konstruksiyon ay ipinapakita sa fig. 3, a. Ipinapakita sa atin ng dashed waveform p kung paano nagbabago ang kapangyarihan sa isang AC circuit na naglalaman lamang ng inductive resistance.

Ang sumusunod na panuntunan sa pagpaparami ng algebraic ay ginamit sa pagbuo ng curve na ito: Kapag ang isang positibong halaga ay pinarami ng isang negatibong halaga, isang negatibong halaga ang nakuha, at kapag ang dalawang negatibo o dalawang positibong mga halaga ay pinarami, isang positibong halaga ang nakuha.

Figure 3. Power graphs: a — sa isang circuit na naglalaman ng inductive resistance, b — din, active resistance

Figure 4. Power plot para sa isang circuit na naglalaman ng R at L.

Ang power curve sa kasong ito ay nasa itaas ng time axis. Nangangahulugan ito na walang pagpapalitan ng enerhiya sa pagitan ng generator at ng circuit at samakatuwid ang kapangyarihan na ibinibigay ng generator sa circuit ay ganap na natupok ng circuit.

Sa fig. Ipinapakita ng 4 ang power plot para sa isang circuit na naglalaman ng parehong inductive at active resistance. Sa kasong ito, ang reverse transfer ng enerhiya mula sa circuit patungo sa kasalukuyang pinagmulan ay nangyayari din, ngunit sa isang mas maliit na lawak kaysa sa isang circuit na may isang solong inductive resistance.

Pagkatapos suriin ang mga graph ng kapangyarihan sa itaas, napagpasyahan namin na ang phase shift lamang sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe sa circuit ay lumilikha ng "negatibong" kapangyarihan.Sa kasong ito, mas malaki ang phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe sa circuit, mas kaunting kapangyarihan ang mauubos ng circuit, at sa kabaligtaran, mas maliit ang phase shift, mas malaki ang kapangyarihan na natupok ng circuit.

Basahin din: Ano ang boltahe resonance