Ero vastuksen ja reaktanssin välillä

Keskeinen ero - vastus vs reaktanssi
 

Sähkökomponentit, kuten vastukset, induktorit ja kondensaattorit, ovat jonkinlainen este niiden läpi kulkevalle virralle. Vaikka vastukset reagoivat sekä tasavirtaan että vaihtovirtaan, induktorit ja kondensaattorit reagoivat vain virran tai vain vaihtovirran muutoksiin. Tämä este näiden komponenttien virralle tunnetaan sähköimpedanssina (Z). Impedanssi on monimutkainen arvo matemaattisessa analyysissä. Tämän kompleksiluvun todellista osaa kutsutaan vastus (R), ja vain puhtailla vastuksilla on vastus. Ihanteelliset kondensaattorit ja induktorit osallistuvat impedanssin kuvitteelliseen osaan, joka tunnetaan nimellä reaktanssi (X). Siten tärkein ero vastuksen ja reaktanssin välillä on, että vastus on a todellinen osa komponentin impedanssista taas reaktanssi on kuvitteellinen osa komponentin impedanssista. Näiden kolmen komponentin yhdistelmä RLC-piireissä tekee impedanssista nykyiselle tielle.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on vastus
3. Mikä on reaktanssi
4. Vertailu rinnakkain - vastus vs reaktanssi taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on vastus?

Resistanssi on este, jolle jännite kohtaa virran johtamisessa johtimen läpi. Jos aiotaan ajaa suurta virtaa, johtimen päihin syötetyn jännitteen tulisi olla korkea. Toisin sanoen käytetyn jännitteen (V) tulisi olla verrannollinen johtimen läpi kulkevaan virtaan (I), kuten Ohmin laki toteaa; tämän suhteellisuuden vakio on johtimen vastus (R).

V = I X R

Johtimilla on sama vastus riippumatta siitä onko virta vakio vai vaihteleva. Vaihtovirtaan resistanssi voidaan laskea käyttämällä Ohmin lakia hetkellisjännitteellä ja -virralla. Ohmina mitattu vastus (Ω) riippuu johtimen resistiivisyydestä (ρ), pituus (l) ja poikkipinta-ala () missä,

Resistanssi riippuu myös johtimen lämpötilasta, koska resistiivisyys muuttuu lämpötilan mukana seuraavalla tavalla. missä ρ_{0 -}"Resistiivisyys" tarkoittaa vakiolämpötilassa T määritettyä resistiivisyyttä₀ joka on yleensä huoneenlämpötila ja α on lämpötilan resistiivisyyskerroin:

Laitteella, jolla on puhdas vastus, tehonkulutus lasketaan luvulla I² x R. Koska kaikki nämä tuotteen komponentit ovat todellisia arvoja, vastuksen kuluttama teho on todellinen teho. Siksi ihanteelliselle vastukselle syötetty virta hyödynnetään täysin.

Mikä on reagointi?

Reaktanssi on kuvitteellinen termi matemaattisessa yhteydessä. Sillä on sama vastuksen käsite sähköisissä piireissä ja sillä on sama yksikkö Ohms (Ω). Reaktanssi tapahtuu vain induktoreissa ja kondensaattoreissa virranvaihdon aikana. Siksi reaktanssi riippuu vaihtovirran taajuudesta kelan tai kondensaattorin läpi.

Kondensaattorin tapauksessa se kertyy varauksia, kun molempiin napoihin kohdistetaan jännite, kunnes kondensaattorin jännite vastaa lähdettä. Jos syötetty jännite on vaihtovirtalähteellä, kertyneet varaukset palautetaan lähteelle jännitteen negatiivisella jaksolla. Kun taajuus kasvaa, sitä pienempi on kondensaattoriin lyhyen ajanjakson ajan tallennettujen varausten määrä, koska lataus- ja purkausaika eivät muutu. Seurauksena on, että kondensaattori vastustaa virtapiiriä piirissä vähemmän, kun taajuus kasvaa. Toisin sanoen kondensaattorin reaktanssi on käänteisesti verrannollinen vaihtovirran kulmataajuuteen (ω). Siten kapasitiivinen reaktanssi määritellään

C on kondensaattorin kapasitanssi ja f on taajuus hertseinä. Kondensaattorin impedanssi on kuitenkin negatiivinen luku. Siksi kondensaattorin impedanssi on Z = -minä/2πfc. Ihanteellinen kondensaattori liittyy vain reaktanssiin.

Toisaalta induktori vastustaa virranmuutosta sen läpi luomalla vastaelektromotiivisen voiman (emf) sen yli. Tämä emf on verrannollinen vaihtovirtajännitteen taajuuteen ja sen vastus, joka on induktiivinen reaktanssi, on verrannollinen taajuuteen.

Induktiivinen reaktanssi on positiivinen arvo. Siksi ihanteellisen induktorin impedanssi on Z =i2πfL. Tästä huolimatta on aina huomattava, että kaikki käytännölliset piirit koostuvat myös vastuksesta ja että näitä komponentteja pidetään käytännöllisissä piireissä impedanssina.

Tämän induktorien ja kondensaattorien virranvaihteluun kohdistuvan vastustuksen seurauksena jännitteenmuutoksella sen läpi tulee erilainen kuvio kuin virranvaihteluun. Tämä tarkoittaa, että vaihtojännitteen vaihe eroaa vaihtovirran vaiheesta. Induktiivisen reaktiivisuuden takia virranmuutos on viive jännitefaasista toisin kuin kapasitiivinen reaktanssi, jossa nykyinen vaihe johtaa. Ihanteellisissa komponenteissa tämän lyijyn ja viiveen voimakkuus on 90 astetta.

Kuva 01: Jännitteen ja virran vaihesuhteet kondensaattorille ja induktorille.

Tätä vaihtovirtapiirien virran ja jännitteen vaihtelua analysoidaan vaihekaavioilla. Koska virta- ja jännitevaiheet eroavat toisistaan, piiri ei kuluta kokonaan reaktiiviseen piiriin syötettyä tehoa. Osa toimitetusta virrasta palautetaan lähteelle, kun jännite on positiivinen ja virta on negatiivinen (kuten missä aika = 0 yllä olevassa kaaviossa). Sähköjärjestelmissä jännite- ja virtafaasien väliselle erolle ϴ astetta cos (ϴ) kutsutaan järjestelmän tehokertoimeksi. Tämä tehokerroin on kriittinen ominaisuus hallita sähköjärjestelmissä, koska se saa järjestelmän toimimaan tehokkaasti. Jotta järjestelmä voi käyttää enimmäistehoa, tehokerroin tulisi ylläpitää tekemällä ϴ = 0 tai melkein nolla. Koska suurin osa sähköjärjestelmien kuormista on yleensä induktiivisia kuormia (kuten moottoreita), tehokertoimen korjaamiseen käytetään kondensaattoripankkeja.

Mitä eroa on resistanssilla ja reaktanssilla??

Resistenssi vs reagointi
Resistanssi on vastus johtimen vakio- tai muuttuvalle virralle. Se on komponentin impedanssin todellinen osa.	Reaktanssi on vastus muuttuvalle virralle induktorissa tai kondensaattorissa. Reaktanssi on impedanssin kuvitteellinen osa.
riippuvuus
Kestävyys riippuu johtimen mitoista, resistiivisyydestä ja lämpötilasta. Se ei muutu vaihtojännitteen taajuuden takia.	Reaktiivisuus riippuu vaihtovirran taajuudesta. Induktoreille se on verrannollinen, ja kondensaattoreille se on käänteisesti verrannollinen taajuuteen.
vaihe
Vastuksen läpi kulkevan jännitteen ja virran vaihe on sama; eli vaihe-ero on nolla.	Induktiivisen reaktanssin takia virranmuutos on viive jännitefaasista. Kapasitiivisessa reaktanssissa virta johtaa. Ihanteellisessa tilanteessa vaihe-ero on 90 astetta.
teho
Vastuksesta johtuva virrankulutus on todellinen teho ja se on jännitteen ja virran tulo.	Reaktiiviselle laitteelle syötettyä virtaa laite ei kuluta kokonaan viiveen tai viiveen takia.

Yhteenveto - vastus vs reaktanssi

Sähkökomponentit, kuten vastukset, kondensaattorit ja induktorit, muodostavat esteen, joka tunnetaan virran virtauksen impedanssina niiden läpi, mikä on monimutkainen arvo. Puhtailla vastuksilla on reaaliarvoinen impedanssi, jota kutsutaan resistanssiksi, kun taas ihanteellisissa induktoreissa ja ihanteellisissa kondensaattoreissa on kuvitteellisesti arvioitu impedanssi, jota kutsutaan reaktanssiksi. Resistanssi esiintyy sekä tasavirralla että vaihtovirroilla, mutta reaktanssi esiintyy vain muuttuvissa virroissa, mikä tekee vastustuksen komponentin virran muuttamiselle. Vaikka vastus on riippumaton vaihtovirtataajuudesta, reaktanssi muuttuu vaihtovirtataajuuden kanssa. Reaktanssi tekee myös vaihe-eron nykyisen vaiheen ja jännitevaiheen välillä. Tämä on ero resistanssin ja reaktanssin välillä.

Lataa PDF-versio resistanssista vs. reaktanssista

Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautusten mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Vastuksen ja reaktanssin ero

Viite:

1. ”Sähköinen reaktanssi.” Wikipedia. Wikimedia-säätiö, 28. toukokuuta 2017. Web. Saatavilla täältä. 6. kesäkuuta 2017.

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”VI vaihe” kirjoittanut Jeffrey Philippson - siirtänyt en.wikipediasta käyttäjä: Jóna Þórunn. (Public Domain) Commons-Wikimedian kautta