چه نوع مقاومتی فعال نامیده می شود. مقاومت فعال

مقاومت ارائه شده توسط یک هادی به جریان متناوب عبوری از آن نامیده می شود مقاومت فعال.

اگر هر مصرف کننده ای حاوی اندوکتانس و ظرفیت (لامپ رشته ای، دستگاه گرمایش) نباشد، برای ACهمچنین مقاومت فعال

مقاومت فعال به فرکانس جریان متناوب بستگی دارد که با افزایش آن افزایش می یابد.

با این حال، بسیاری از مصرف کنندگان هنگامی که جریان متناوب از آنها عبور می کند، خواص القایی و خازنی از خود نشان می دهند. چنین مصرف کننده هایی عبارتند از ترانسفورماتورها، چوک ها، آهنرباهای الکتریکی، خازن ها، انواع سیم ها و بسیاری دیگر.

هنگامی که جریان متناوب از آنها عبور می کند، لازم است نه تنها فعال، بلکه همچنین مورد توجه قرار گیرد راکتانس، به دلیل وجود خواص القایی و خازنی در مصرف کننده.

مقاومت فعالقسمت واقعی امپدانس را تعیین می کند:

جایی که امپدانس است، مقدار مقاومت فعال است، مقدار راکتانس است، واحد خیالی است.

مقاومت فعال - مقاومت مدار الکتریکییا بخش آن، ناشی از تبدیل غیرقابل برگشت انرژی الکتریکی به انواع دیگر انرژی (در انرژی حرارتی)

راکتانس- مقاومت الکتریکی ناشی از انتقال انرژی توسط جریان متناوب به میدان الکتریکی یا مغناطیسی (و بالعکس).

مقدار راکتانس را می توان از طریق مقادیر راکتانس القایی و خازنی بیان کرد:

مقدار کل راکتانس

راکتانس القایی() ناشی از وقوع emf خود القایی در یک عنصر از مدار الکتریکی است.

ظرفیت ().

در اینجا فرکانس چرخه ای است

امپدانسمدارهای AC:

z =

√

r 2 + x 2

=

√

r 2 + (x L-x C) 2

بلیط شماره 12.

1. 1) تطبیق ژنراتور با بار -اطمینان از مقدار مورد نیاز مقاومت بار معادل فعال لامپ ژنراتور، R e، برای همه مقادیر ممکنامپدانس ورودی فیدر آنتن، که به امپدانس مشخصه و ضریب موج سفر آن بستگی دارد. ( KBV)

تطبیق (در الکترونیک) به پایین می آید انتخاب درستمقاومت ژنراتور (منبع)، خط انتقال و گیرنده (بار). تطابق ایده آل (در الکترونیک) بین خط و بار زمانی حاصل می شود که امپدانس موج خط r برابر با مقاومت کل بار Zh = RH + j ХН باشد، یا زمانی که RH = r و XH = 0 باشد، در جایی که RH بخش فعال امپدانس است، XH بخش واکنش دهنده آن است. در این حالت، یک حالت موج سیر در خط انتقال برقرار می شود و نسبت موج ایستاده (SWR) که آنها را مشخص می کند برابر با 1 است. برای خطبا تلفات ناچیز انرژی الکتریکی و به لطف آن، کارآمدترین انتقال انرژی از ژنراتور به بار حاصل می شود، مشروط بر اینکه امپدانس های ژنراتور Zr و بار ZH مزدوج باشند، یعنی Zr = Z*H. ، یا Rr = r = R H = Xr- XH. در این حالت، راکتانس مدار صفر است و شرایط تشدید برآورده می شود که به افزایش بازده عملیاتی کمک می کند. سیستم های رادیویی(استفاده بهبود یافته محدوده فرکانس، ایمنی نویز افزایش می یابد، اعوجاج فرکانس سیگنال های رادیویی کاهش می یابد و غیره). ارزیابی کیفیت Matching (در الکترونیک) با اندازه گیری ضریب بازتاب و SWR انجام می شود. در عمل، تطبیق (در الکترونیک) در صورتی بهینه در نظر گرفته می شود که در باند فرکانس کاری SWR از 1.2-1.3 تجاوز نکند. ابزار اندازه گیری 1.05). در برخی موارد، نشانگرهای غیرمستقیم هماهنگی (در الکترونیک) می تواند پاسخ پارامترهای ژنراتور (فرکانس، توان، سطح نویز) به تغییرات بار، وجود خرابی های الکتریکی در خط و گرمایش بخش های جداگانه خط باشد.

در این حالت کار، بیشترین توان در گیرنده، معادل نصف توان منبع آزاد می شود. در این مورد E.P.D. =0.5. از این حالت در مدارهای اندازه گیری و وسایل ارتباطی استفاده می شود.

هنگام انتقال توان های بزرگ، به عنوان مثال از طریق خطوط برق فشار قوی، عملکرد در یک حالت هماهنگ، به عنوان یک قاعده، غیرقابل قبول است.

مقاومت همان هادی برای جریان متناوب بیشتر از جریان مستقیم خواهد بود.

این با پدیده به اصطلاح اثر سطحی توضیح داده می شود که شامل این واقعیت است که جریان متناوب از قسمت مرکزی هادی به لایه های محیطی جابجا می شود. در نتیجه چگالی جریان در لایه های داخلی کمتر از لایه های بیرونی خواهد بود. بنابراین، با جریان متناوب، سطح مقطع هادی، همانطور که بود، به طور کامل استفاده نمی شود. با این حال، در فرکانس 50 هرتز، تفاوت مقاومت در برابر جریان مستقیم و متناوب ناچیز است و عملاً می توان از آن چشم پوشی کرد.

مقاومت هادی دی سیاهمی و جریان متناوب مقاومت فعال نامیده می شود.

مقاومت اهمی و فعال به مواد (ساختار داخلی)، ابعاد هندسی و دمای هادی بستگی دارد. علاوه بر این، در سیم پیچ هایی با هسته فولادی، مقدار مقاومت فعال تحت تأثیر تلفات فولاد قرار می گیرد (از این پس برای خود آماده سازی).

مقاومت های فعال شامل لامپ های برقیکوره های رشته ای، مقاومت الکتریکی، دستگاه های گرمایشی مختلف، رئوستات ها و سیم ها، که در آن انرژی الکتریکیتقریباً به طور کامل به گرما تبدیل می شود.

اگر مدار جریان متناوب فقط حاوی یک مقاومت R (لامپ رشته‌ای، دستگاه گرمایش الکتریکی و غیره) باشد که یک ولتاژ سینوسی متناوب به آن اعمال می‌شود و (شکل 1-5، a):

سپس جریان i در مدار با مقدار این مقاومت تعیین می شود:

دامنه جریان کجاست در این حالت، جریان i و ولتاژ i در فاز منطبق هستند. هر دوی این کمیت ها، همانطور که مشاهده می شود، می توانند در نمودارهای زمان (شکل 1-5، ب) و بردار (1-5، ج) به تصویر کشیده شوند. حال بیایید نحوه تغییر توان را در هر لحظه در زمان تعیین کنیم - توان لحظه ای، که مشخص کننده نرخ تبدیل انرژی الکتریکی به انواع دیگر انرژی در یک لحظه معین از زمان است.

جایی که IU محصول است ارزش های موثرجریان و ولتاژ

از نتایج به‌دست‌آمده چنین استنباط می‌شود که توان در طول دوره مثبت می‌ماند و با فرکانس دو برابر می‌زند. از نظر گرافیکی، می توان آن را همانطور که در شکل 1-6 نشان داده شده است نشان داد. در این حالت، انرژی الکتریکی بدون توجه به جهت جریان در مدار، به طور غیرقابل برگشت، به عنوان مثال، به گرما تبدیل می شود.

علاوه بر مقدار توان لحظه ای، توان متوسط ​​در یک دوره نیز متمایز می شود:

اما از آنجایی که انتگرال دوم برابر با صفر است، در نهایت داریم:

متوسط ​​توان AC در یک دوره، توان فعال و مقاومت مربوطه را فعال می نامند.

توان متوسط ​​و مقاومت فعال با تبدیل برگشت ناپذیر انرژی الکتریکی به انواع دیگر انرژی همراه است. مقاومت فعال مدار الکتریکی محدود به

مقاومت هادی هایی که در آن انرژی الکتریکی به گرما تبدیل می شود. این مفهوم بسیار گسترده تر است، زیرا میانگین توان یک مدار الکتریکی برابر است با مجموع توان های انواع انرژی حاصل از انرژی الکتریکی در تمام بخش های مدار (گرما، مکانیکی و غیره).

از روابط به دست آمده نتیجه می شود که

که یک نمایش ریاضی از قانون اهم برای یک مدار جریان متناوب با مقاومت فعال است.

مقاومت فعالبستگی به جنس، سطح مقطع و دما دارد. مقاومت فعال باعث اتلاف حرارت در سیم ها و کابل ها می شود. با مواد هادی های حامل جریان و سطح مقطع آنها تعیین می شود.

بین مقاومت هادی در برابر جریان مستقیم (اهمی) و جریان متناوب (فعال) تمایز وجود دارد. مقاومت فعال بیشتر از فعال است ( آر a > آراهم) به دلیل اثر سطحی. میدان مغناطیسی متناوب در داخل هادی باعث ایجاد نیروی ضد الکتریسیته می شود که به دلیل آن جریان در سطح مقطع هادی دوباره توزیع می شود. جریان از قسمت مرکزی آن به سطح جابجا می شود. بنابراین، جریان در قسمت مرکزی سیم کمتر از سطح است، یعنی مقاومت سیم نسبت به اهمی افزایش می یابد. اثر سطح در جریان های فرکانس بالا و همچنین در سیم های فولادی (به دلیل نفوذپذیری مغناطیسی بالای فولاد) به شدت خود را نشان می دهد.

برای خطوط برق ساخته شده از فلز غیر آهنی، اثر سطح در فرکانس های صنعتی ناچیز است. از این رو، آر a ≈ آراهم

معمولاً تأثیر نوسانات دما بر آرو هادی در محاسبات نادیده گرفته می شود. استثنا محاسبات حرارتی هادی ها است. محاسبه مجدد مقدار مقاومت با استفاده از فرمول انجام می شود:

کجا آر 20 - مقاومت فعال در دمای 20 درجه؛

مقدار دمای فعلی

مقاومت فعال به مواد هادی و سطح مقطع بستگی دارد:

کجا ρ - مقاومت، اهم میلی متر 2 / کیلومتر؛

ل- طول هادی، کیلومتر؛

اف– مقطع هادی، میلی متر 2.

مقاومت یک کیلومتری هادی را مقاومت خطی می گویند:

رسانایی ماده رسانا، کیلومتر S/mm 2 کجاست.

برای مس γ Cu =53×10 -3 کیلومتر S/mm2، برای آلومینیوم γ Al =31.7×10 -3 کیلومتر S/mm2.

در عمل معنی r 0 از جداول مربوطه تعیین می شود، جایی که آنها برای t 0 = 20 0 C نشان داده شده اند.

مقدار مقاومت فعال یک بخش شبکه محاسبه می شود:

آر= r 0 × ل.

مقاومت فعال سیم های فولادی به دلیل اثر سطحی و وجود تلفات اضافی در اثر پسماند (معکوس مغناطیسی) و جریان های گردابی در فولاد بسیار بیشتر از مقاومت اهمی است:

r 0 = r 0پست + r 0 افزودن

کجا r 0 پست – مقاومت اهمی یک کیلومتر سیم؛

r 0add – مقاومت فعال که با متغیر تعیین می شود میدان مغناطیسیداخل هادی، r 0 افزودن = r 0افکت سطحی + r 0 گرم + r 0 گرداب

تغییر مقاومت فعال هادی های فولادی در شکل 4.1 نشان داده شده است.

در مقادیر جریان کوچک، القاء با جریان نسبت مستقیم دارد. از این رو، r 0 افزایش می یابد. سپس اشباع مغناطیسی رخ می دهد: القاء و r 0 عملا تغییر نمی کند. با افزایش بیشتر جریان r 0 به دلیل کاهش نفوذپذیری مغناطیسی فولاد کاهش می یابد ( متر).

مقاومت کل یا امپدانس، مقاومت مدار را در برابر متناوب مشخص می کند جریان الکتریکی. این مقدار بر حسب اهم اندازه گیری می شود. برای محاسبه مقاومت کل یک مدار، لازم است مقادیر تمام مقاومت‌های فعال (مقاومت‌ها) و امپدانس همه سلف‌ها و خازن‌های موجود در یک مدار معین را دانست و مقادیر آنها بسته به نحوه جریان تغییر می‌کند. عبور از مدار تغییر می کند. امپدانس را می توان با استفاده از یک فرمول ساده محاسبه کرد.

فرمول ها

1. امپدانس Z = R یا XL یا X C (در صورت حضور)
2. امپدانس (اتصال سری) Z = √(R 2 + X 2) (در صورت وجود نوع R و X)
3. امپدانس (اتصال سری) Z = √(R 2 + (|X L - X C |) 2) (در صورت وجود R، X L، X C)
4. امپدانس (هر اتصال) = R + jX (j – عدد خیالی √(-1))
5. مقاومت R = I / ΔV
6. راکتانس القایی X L = 2πƒL = ωL
7. ظرفیت X C = 1 / 2πƒL = 1 / ωL

مراحل

قسمت 1

محاسبه مقاومت فعال و راکتیو

امپدانس با Z نشان داده می شود و بر حسب اهم (اهم) اندازه گیری می شود.می توانید امپدانس یک مدار الکتریکی یا یک عنصر را اندازه گیری کنید. امپدانس مقاومت مدار در برابر جریان الکتریکی متناوب را مشخص می کند. دو نوع مقاومت وجود دارد که به امپدانس کمک می کند:

• مقاومت فعال (R) به جنس و شکل عنصر بستگی دارد. مقاومت ها بالاترین مقاومت فعال را دارند، اما سایر عناصر مدار نیز مقاومت فعال پایینی دارند.
• راکتانس (X) به بزرگی میدان الکترومغناطیسی بستگی دارد. سلف ها و خازن ها بالاترین راکتانس را دارند.

1. مقاومت اساسی است کمیت فیزیکی، توسط قانون اهم توضیح داده شده است:ΔV = I * R. این فرمول به شما این امکان را می دهد که اگر دو کمیت دیگر را بدانید، هر یک از سه کمیت را محاسبه کنید. به عنوان مثال، برای محاسبه مقاومت، فرمول را به صورت زیر بازنویسی کنید: R = I / ΔV. می توانید از مولتی متر هم استفاده کنید.

   • ΔV ولتاژ (تفاوت پتانسیل) است که بر حسب ولت (V) اندازه گیری می شود.
   • I - قدرت جریان، اندازه گیری شده در آمپر (A).
   • R مقاومتی است که بر حسب اهم (اهم) اندازه گیری می شود.

2. راکتانس فقط در مدارهای جریان متناوب رخ می دهد.مانند مقاومت فعال، راکتانس با اهم (اهم) اندازه گیری می شود. دو نوع راکتانس وجود دارد:

   راکتانس القایی را محاسبه کنید.این مقاومت با سرعت تغییر جهت جریان یعنی فرکانس جریان نسبت مستقیم دارد. این فرکانس با نماد ƒ نشان داده می شود و بر حسب هرتز (Hz) اندازه گیری می شود. فرمول محاسبه راکتانس القایی: XL = 2πƒL، که در آن L اندوکتانس است که بر حسب هنری (H) اندازه گیری می شود.

3. محاسبه ظرفیت خازنیاین مقاومت با سرعت تغییر جهت جریان یعنی فرکانس جریان نسبت معکوس دارد. فرمول محاسبه ظرفیت: X C = 1 / 2πƒC. C ظرفیت خازن است که بر حسب فاراد (F) اندازه گیری می شود.

   • شما می توانید.
   • این فرمول را می توان به صورت زیر بازنویسی کرد: X C = 1 / ωL (به توضیحات بالا مراجعه کنید).

قسمت 2

محاسبه امپدانس

1. اگر مدار فقط از مقاومت تشکیل شده باشد، امپدانس به صورت زیر محاسبه می شود.ابتدا مقاومت هر مقاومت را اندازه بگیرید یا به مقادیر مقاومت در نمودار مدار نگاه کنید.

   • اگر مقاومت ها به صورت سری وصل شوند، مقاومت کل R = R 1 + R 2 + R 3 ...
   • اگر مقاومت ها به صورت موازی متصل شوند، مقاومت کل R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 است ...

2. همان راکتانس ها را جمع کنید.اگر مدار منحصراً دارای سلف یا خازن باشد، مقاومت کل برابر است با مجموع راکتانس‌ها. آن را به صورت زیر محاسبه کنید:

   • اتصال سریالسیم پیچ: X کل = X L1 + X L2 + ...
   • اتصال سری خازن ها: C total = X C1 + X C2 + ...
   • اتصال موازیسیم پیچ: X کل = 1 / (1/X L1 + 1/X L2 ...)
   • اتصال موازی خازن ها: C کل = 1 / (1/X C1 + 1/X C2 ...)