Негізгі айырмашылық – қарсылық пен реактивтілік
Резисторлар, индукторлар және конденсаторлар сияқты электрлік компоненттер олар арқылы өтетін ток үшін қандай да бір кедергіге ие. Резисторлар тұрақты токпен де, айнымалы токпен де әрекеттессе, индукторлар мен конденсаторлар токтардың немесе айнымалы токтың өзгеруіне ғана жауап береді. Осы құрамдас бөліктерден келетін токқа бұл кедергі электрлік кедергі (Z) деп аталады. Кедергі математикалық талдаудағы күрделі шама. Бұл күрделі санның нақты бөлігі кедергі (R) деп аталады және тек таза резисторлардың кедергісі болады. Идеал конденсаторлар мен индукторлар реактивтілік (X) деп аталатын кедергінің ойдан шығарылған бөлігіне ықпал етеді. Осылайша, қарсылық пен реактивтілік арасындағы негізгі айырмашылық мынада: қарсылық компоненттің кедергісінің нақты бөлігі, ал реактивтілік компоненттің кедергісінің ойдан шығарылған бөлігі болып табылады. RLC тізбектеріндегі осы үш құрамдастың тіркесімі ток жолында кедергі жасайды.
Қарсылық дегеніміз не?
Қарсылық – өткізгіш арқылы ток өткізу кезінде кернеудің кедергісі. Егер үлкен ток қозғалатын болса, өткізгіштің ұштарына берілетін кернеу жоғары болуы керек. Яғни, қолданылатын кернеу (V) Ом заңында көрсетілгендей, өткізгіш арқылы өтетін токқа (I) пропорционал болуы керек; бұл пропорционалдық тұрақтысы өткізгіштің кедергісі (R) болып табылады.
V=I X R
Ток тұрақты немесе өзгермелі болуына қарамастан өткізгіштердің кедергісі бірдей. Айнымалы ток үшін кедергіні лездік кернеу мен токпен Ом заңы арқылы есептеуге болады. Оммен (Ω) өлшенетін кедергі өткізгіштің меншікті кедергісіне (ρ), ұзындығына (l) және көлденең қима ауданына (A) байланысты, мұнда,
Кедергі өткізгіштің температурасына да байланысты, өйткені кедергі температураға байланысты келесі жолмен өзгереді. мұндағы ρ 0 стандартты температурада көрсетілген меншікті кедергіге жатады T0, әдетте бөлме температурасы, ал α - кедергінің температуралық коэффициенті:
Таза кедергісі бар құрылғы үшін қуат тұтыну I2 x R көбейтіндісі арқылы есептеледі. Өнімнің барлық құрамдас бөліктері нақты мәндер болғандықтан, тұтынылатын қуат қарсылық арқылы нақты күш болады. Демек, идеалды қарсылыққа берілетін қуат толығымен пайдаланылады.
Реактивтілік дегеніміз не?
Реактивтілік математикалық контексттегі ойдан шығарылған термин. Ол электр тізбектеріндегі кедергінің бірдей түсінігіне ие және бірдей Ом (Ом) бірлігін бөліседі. Токтың өзгеруі кезінде реактивтілік тек индукторлар мен конденсаторларда болады. Демек, реактивтілік индуктор немесе конденсатор арқылы өтетін айнымалы токтың жиілігіне байланысты.
Конденсатор жағдайында, конденсатор кернеуі көзге сәйкес келгенше екі терминалға кернеу қолданылғанда зарядтарды жинақтайды. Егер қолданылатын кернеу айнымалы ток көзінде болса, жинақталған зарядтар кернеудің теріс циклінде көзге қайтарылады. Жиілік жоғарылаған сайын конденсаторда қысқа уақыт ішінде сақталатын зарядтардың мөлшері азаяды, өйткені зарядтау және разрядтау уақыты өзгермейді. Нәтижесінде жиілік артқанда конденсатордың тізбектегі ток ағынына қарсылығы аз болады. Яғни, конденсатордың реактивтілігі айнымалы токтың бұрыштық жиілігіне (ω) кері пропорционал. Осылайша, сыйымдылық реактивтілігіретінде анықталады.
C – конденсатордың сыйымдылығы және f – Герцтегі жиілік. Дегенмен, конденсатордың кедергісі теріс сан болып табылады. Демек, конденсатордың кедергісі Z=– i / 2 π fC. Идеал конденсатор тек реактивтілікпен байланысты.
Екінші жағынан, индуктор оған қарсы электр қозғаушы күш (ЭМҚ) жасау арқылы токтың өзгеруіне қарсы тұрады. Бұл ЭҚК айнымалы ток көзінің жиілігіне пропорционал және оның қарама-қарсылығы, яғни индуктивті реакция жиілікке пропорционал.
Индуктивті реактивтілік оң мән. Демек, идеал индуктордың кедергісі Z=i2 π fL болады. Дегенмен, барлық практикалық тізбектер де қарсылықтан тұратынын және бұл компоненттер практикалық тізбектерде кедергілер ретінде қарастырылатынын әрқашан ескеру қажет.
Индукторлар мен конденсаторлар арқылы токтың өзгеруіне осы қарсылық нәтижесінде ондағы кернеудің өзгеруі токтың өзгеруінен басқа үлгіге ие болады. Бұл айнымалы ток кернеуінің фазасы айнымалы ток фазасынан өзгеше екенін білдіреді. Индуктивті реактивтіліктің арқасында токтың өзгеруі ток фазасы жетекші болатын сыйымдылық реактивтілігінен айырмашылығы, кернеу фазасынан артта қалады. Идеалды құрамдастарда бұл қорғану мен артта қалу 90 градус шамасына ие.
01-сурет: конденсатор мен индукторға арналған кернеу-ток фазаларының қатынасы.
Айнымалы ток тізбегіндегі ток пен кернеудің бұл ауытқуы фазор диаграммалары арқылы талданады. Ток пен кернеудің фазаларының айырмашылығына байланысты реактивті тізбекке берілетін қуат тізбекпен толық тұтынылмайды. Кернеу оң, ал ток теріс болғанда (жоғарыдағы диаграммадағы уақыт=0 сияқты) жеткізілетін қуаттың бір бөлігі көзге қайтарылады. Электрлік жүйелерде кернеу мен ток фазалары арасындағы ϴ градус айырмашылығы үшін cos(ϴ) жүйенің қуат коэффициенті деп аталады. Бұл қуат коэффициенті электр жүйелерінде басқару үшін маңызды қасиет болып табылады, өйткені ол жүйенің тиімді жұмысын қамтамасыз етеді. Жүйенің максималды қуатын пайдалану үшін қуат коэффициентін ϴ=0 немесе нөлге жуық ету арқылы сақтау керек. Электр жүйелеріндегі жүктемелердің көпшілігі әдетте индуктивті жүктемелер (қозғалтқыштар сияқты) болғандықтан, конденсаторлар қорлары қуат коэффициентін түзету үшін пайдаланылады.
Қарсылық пен реакцияның айырмашылығы неде?
Қарсылық пен реактивтілік |
|
| Кедергі – өткізгіштегі тұрақты немесе өзгермелі токқа қарсылық. Бұл құрамдас кедергінің нақты бөлігі. | Реактивтілік – индуктордағы немесе конденсатордағы айнымалы токқа қарсылық. Реактивтілік - кедергінің ойдан шығарылған бөлігі. |
| Тәуелділік | |
| Қарсылық өткізгіштің өлшемдеріне, кедергісіне және температурасына байланысты. Ол айнымалы ток кернеуінің жиілігіне байланысты өзгермейді. | Реактивтілік айнымалы ток жиілігіне байланысты. Индукторлар үшін ол пропорционал, ал конденсаторлар үшін жиілікке кері пропорционал. |
| фаза | |
| Резистор арқылы өтетін кернеу мен токтың фазасы бірдей; яғни фазалар айырмашылығы нөлге тең. | Индуктивті реактивтілікке байланысты ток өзгерісі кернеу фазасынан кешігуге ие. Сыйымдылық реактивтілігінде ток жетекші болып табылады. Идеалды жағдайда фазалар айырмашылығы 90 градус болады. |
| Қуат | |
| Қарсылыққа байланысты тұтынылатын қуат нақты қуат болып табылады және ол кернеу мен токтың туындысы. | Реактивті құрылғыға берілетін қуатты құрылғы артта қалу немесе жетекші ток салдарынан толық тұтынбайды. |
Қорытынды – Қарсылық пен реактивтілік
Резисторлар, конденсаторлар және индукторлар сияқты электрлік құрамдас бөліктер күрделі мән болып табылатын токтың олар арқылы өтуіне кедергі ретінде белгілі кедергі жасайды. Таза резисторлардың қарсылық деп аталатын нақты мәнді кедергісі бар, ал идеал индукторлар мен идеалды конденсаторлардың реактивтілік деп аталатын қиялды-мәнді кедергісі бар. Қарсылық тұрақты токта да, айнымалы токта да болады, бірақ реактивтілік тек айнымалы токтарда болады, осылайша құрамдастағы токты өзгертуге қарсылық тудырады. Кедергі айнымалы ток жиілігіне тәуелсіз болса, реактивтілік айнымалы ток жиілігіне қарай өзгереді. Реактивтілік сонымен қатар ток фазасы мен кернеу фазасы арасындағы фазалық айырмашылықты жасайды. Бұл қарсылық пен реактивтілік арасындағы айырмашылық.
Қарсылық пен реакцияның PDF нұсқасын жүктеп алу
Осы мақаланың PDF нұсқасын жүктеп алып, дәйексөздерге сәйкес офлайн мақсаттарда пайдалануға болады. PDF нұсқасын мына жерден жүктеп алыңыз Қарсылық пен реакция арасындағы айырмашылық
