Полное сопротивление цепи это: Полное сопротивление электрической цепи — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — это… Что такое ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ?

ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ: ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — величина, характеризующая сопротивление электрической цепи току. Полное сопротивление синусоидальному току выражается отношением действующего напряжения U к действующему току I в этой цепи: ,где r и x — активное и реактивное сопротивления. Измеряется в омах.

ПОЛНОЕ СОБРАНИЕ РУССКИХ ЛЕТОПИСЕЙ
ПОЛНОЕ ТОВАРИЩЕСТВО

Смотреть что такое «ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ» в других словарях:

Полное сопротивление — величина, характеризующая сопротивление электрической цепи току. Полное сопротивление синусоидальному току выражается отношением действующего напряжения U к действующему току I в этой цепи, где r и x активное и реактивное сопротивления.… … Википедия
полное сопротивление — Параметр пассивного двухполюсника, равный отношению действующего значения электрического напряжения на выводах этого двухполюсника к действующему значению электрического тока через двухполюсник при синусоидальных электрическом напряжении и… … Справочник технического переводчика
ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — (6, м) … Большая политехническая энциклопедия
полное сопротивление КЗ — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN closed end impedance … Справочник технического переводчика
полное сопротивление — величина, характеризующая сопротивление электрической цепи току. Полное сопротивление синусоидальному току выражается отношением действующего напряжения U к действующему току I в этой цепи: , где r и х активное и реактивное сопротивления.… … Энциклопедический словарь
полное сопротивление — pilnutinė varža statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. impedance vok. Impedanz, f; Scheinwiderstand, m rus. полное сопротивление, n pranc. impédance, f … Automatikos terminų žodynas
полное сопротивление — pilnutinė varža statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Visuminė elektrinės grandinės varža kintamajai srovei. atitikmenys: angl. apparent resistance; impedance vok. Impedanz, f; Scheinwiderstand, m rus. импеданс, m; полное… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
полное сопротивление — pilnutinė varža statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. impedance vok. Impedanz, f; Scheinwiderstand, m rus. импеданс, m; полное сопротивление, n pranc. impédance, f … Fizikos terminų žodynas
ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — величина, характеризующая сопротивление электрич. цепи току. П. с. синусоидальному току выражается отношением действующего напряжения U к действующему току I в этой цепи: Z=U/I = корень из (r2 + х2), где r и х активное и реактивное сопротивления … Естествознание. Энциклопедический словарь
полное сопротивление нулевой последовательности (трехфазной обмотки) — Полное сопротивление обмотки фазы в омах при номинальной частоте между соединенными вместе линейными выводами трехфазной обмотки, соединенной по схеме «звезда» или «зигзаг», и выводом ее нейтрали (МЭС 421 07 04).… … Справочник технического переводчика

Полное сопротивление цепи — Справочник химика 21

Полное сопротивление цепи равно [c.13]

Найдем импеданс (полное сопротивление) цепи (см. рис. 20,6). Так как реактивное сопротивление емкости с = 1//шс, то полная проводимость У параллельного участка R и i) составит

[c.118]

В системах, где не достигается защитного потенциала по той или иной причине, полное сопротивление цепи КСС с увеличением напряжения несколько увеличивается (рис. 18). [c.36]

Импеданс (полное сопротивление) цепи гфи влиянии внешних полей [c.674]

Разрядная емкость ХИТ (- р) [c.866]

Таким образом, наибольшая мощность дуги достигается при условии, что сопротивление дуги равно полному сопротивлению цепи. Значение максимальной мощности дуги Рд, акс и тока /2-1 можно получить при подстановке Гд = в формулы (2-27) и (2-18)

[c.78]

Усилитель фирмы Листон—Беккер обычно не имеет цепи обратной связи. Следовательно, при изменении положения делителя на мостике становится другой и усиливаемая мощность, что является следствием изменения полного сопротивления цепи. В результате для применяемой системы следует калибровать коэффициенты деления. Усилитель с цепью обратной связи устраняет эту проблему. [c.139]

У—1- Полное сопротивление цепи, показанной на [c.67]

Из анализа выражения для полного сопротивления последовательной эквивалентной электрической схемы ячейки следует, что активная составляющая полного сопротивления цепи [Л. 1] [c.13]

При нагрузках до 10 Мн м тепловое сопротивление контактов составляет значительную часть (до 50% и более) от полного сопротивления цепи.

[c.183]

Z n — полное сопротивление цепи фаза — нуль, Ом. [c.91]

Измерение полного сопротивления цепи фаза — нулевой защитный проводник способом амперметра — вольтметра. Этот способ применяют при отключенном испытуемом оборудовании. Измерение производится на переменном токе пониженного напряжения от трансформатора достаточной мощности. Для измерения делают искусственное замыкание одного из фазных проводов на корпус электрооборудования. После подачи напряжения в измерительную цепь измеряются ток / и напряжение 1/. Ток должен составлять 10—20 А.

[c.65]

Когда конденсатор включается последовательно с батареей, то полное сопротивление цепи определяется выражением [c.78]

Тогда полное сопротивление цепи будет [c.79]

Полное сопротивление цепи, показанной на рис. 13, б, равно сумме сопротивлений ее частей (последовательное соединение) [c.67]

Аналитический расчет основных параметров электродвигателя. Расчет характеристик электродвигателя проводится по схеме замещения (фиг. 41, 42). Вначале рассчитывается сопротивление двух параллельно включенных участков, а затем — полное сопротивление цепи. Таким образом, имеем общее сопротивление вторичного и намагничивающего контуров, равное

[c.107]

И полное сопротивление цепи электродвигателя, равное [c.107]

Для определения тока в первичной цепи — в обмотке статора — необходимо подводимое напряжение разделить на модуль полного сопротивления цепи, следовательно, [c.108]

Сопротивление, обусловленное емкостью, как известно, равно 1//(оС, где С — емкость, со — частота переменного тока, / = 1/— 1. Полное сопротивление цепи, показанной на рис. 13,6, равно сумме сопротивлений ее частей (последовательное соединение) [c.59]

Полное сопротивление цепи,, равное отношению давления к потоку.— Прим. ред.

[c.104]

I — средняя длина магнитной силовой линии, см Полное сопротивление цепи переменного тока с индуктивностью определяется формулой [c.141]

Импеданс — полное сопротивление цепи в переменном токе. [c.190]

Полное сопротивление цепи между точками аЪ является сопротивлением двух параллельных ветвей, для которых [c.18]

С повышением температуры энергетическая зависимость функции (4.14) становится более слабой, и максимум функции оказывается весьма размытым. При этом сопротивление нижней части всей цени, отвечающее колебательным переходам в нижней половине потенциальной ямы, делается сравнимым с сопротивлением верхней части цепи. Более того, при очень высоких температурах (Jir D/10) вклад нескольких первых членов суммы в полное сопротивление цепи становится определяющим. Это приводит к эффекту, выражающемуся в уменьшении константы скорости диссоциации при высоких температурах, вычисленной в лестничном приближении, по сравнению с результатом

[c.23]

После такой перенормировки полное сопротивление цепи р и константа скорости диссоциации вычисляются с помощью рекуррентных соотношений (6.6) и формулы (6.5). Соответственно в аналитических вариантах решений, изложенных в 6, в первом приближении следует перенормировать лишь сопротивление Рп по схеме

[c.41]

В связи с тем, что ЭУР представляет собой электрохимическую ячейку, заполненную электролитом, в нем имеется гальваническая связь между цепями управления и считывания. Эквивалентную схему ЭУР при протекании переменного тока из цепи управления в цепь считывания можно представить в виде полного сопротивления цепи управления 2у, включенного в середину резистивного электрода, полное сопротивление которого равно 2р,э. Тогда при протекании переменного тока через выводы 5—3 (см. рис. 2.1) для режима генератора тока напряжение на выходах резистивного электрода 2 и 3 равно [c.63]

Логен 2 считает, что практически невозможно гарантировать покрытие, которое осталось бы неизменным после нескольких лет нахождения в земле. Если в некоторых точках анодной части покрытой трубы сталь начинает подвергаться коррозии, то действие тока будет концентрироваться в этих точках, вызывая очень интенсивное анодное воздействие. Вполне правильно указание на то, что вследствие микроскопических размеров нарушений пленки электрическое сопротивление будет во многих случаях довольно значительно. ОднакО оно все же весьма мало по сравнению с полным сопротивлением цепи, и в таком случае наличие покрытия, мало уменьшающего весь ток, уходящий с трубы, сильно уменьшит площадь, на которой концентрируется коррозия. В результате,, вследствие наличия ненадежного покрытия интенсивность воздействия (коррозия на единицу площади) увеличится. Очевидно применением неподходящего покрытия анодной части трубопровода можно только ухудшить положение. Однако тот же тип покрытия может быть хорош в случае применения его в катодной части, так как будет уменьшать общую величину коррозии.

[c.47]

При наладке катодной защиты. После окончания строительства i монтажа катодной защиты перед включением ее под напряжение тщательно лроверяют все элементы, производят измерение сопротивлений растекания анодного И защитных заземлений, переходного сопротивления защищаемое сооружение—земля, полного сопротивления цепи и полученные данные заносят в паспорт. Подают напряжение переменного тока на выпрямитель, включают нагрузку и, регулируя напряжение и ток источника защиты, устанавливают эффективную полноту катодной защиты по миллиамперметру в электрической цепи диод—миллиамперметр— 1И0Д. С этой целью наблюдают за показанием стрелки в процессе регулирования, [c.123]

Для определения правильного положения обеих ручек нам нужен некоторый индикатор согласования сопротивлений и достижения частоты резонанса. Эта проблема обычно решается двумя способами. Первый и лучший из них-реальное измерение отклика цепи с помощью радиочастотного моста. Его устройство аналогично обычному мосту сопротивлений мосту Уинстона), но модифицированному для работы с переменным током. Он имеет четыре вывода (обычно он представляет собой просто небольшую коробочку с четырьмя разъемами), два из которых используются для ввода сигнала опорной частоты и вывода ответа па измерительное устройство (лучше всего осциллограф). К одному из оставшихся двух подключается эталонное сопротивление (50 Ом), к другому-настраиваемый датчик (рис. 3.11). При равенстве полного сопротивления цепи датчика эталонному сопротивлению мост достигает баллаиса, и вывод на измерительное устройство становится минимальным. [c.90]

Ток, протекающий через электроды контактной пары, называется коррозионным током (/корр), а соответствующий ему потенциал (в первом приближении одинаковый у обоих электродов) — коррозионным потенциалом ( корр) (рис. П-23). Точка пересечения поляризационных кривых соответствует максимальному коррозионному току (/корр. макс)> который имел бы место в коррозионном элементе, если бы полное сопротивление цепи было равно нулю (/ = 0). На практике всегда имеет место определенное сопротивление электролита, и истинный коррозионный ток приобретает несколько меньшее значение. [c.36]

Максимальная чувствительность гальванометра, указанная в его паспорте, достигается лишь в том случае, если полное сопротивление / цепи гальванометра, представляющее собой сумму внутреннего сопротивления гальванометра и внешнего сопротивления цепи, равно его критическому сопротивлению / кр. При / = / кр катушка гальванометра с зеркальцем движется к положению равновесия при замыка- [c.104]

Гогда полное сопротивление цепи будет [c.357]

Обш ие свойства цепи, представленной на рис. 1, с сопротивлениями типа (4.14), (6.9) и (6.11) исследованы в [33]. Полное сопротивление цепи ро в основном определяется сопротивлением между точкой d и некоторой точкой п, отстоящей по энергии от границы диссоциации на (3 -ь 10)кТ (см. Значение п при неслишком высоких температурах определяется уравнением [33] [c.30]

Выражение ома для цепи с активным сопротивлением. Активное, реактивное и полное сопротивление цепи

Полное сопротивление, или импеданс, характеризует сопротивление цепи переменному электрическому току. Данная величина измеряется в омах. Для вычисления полного сопротивления цепи необходимо знать значения всех активных сопротивлений (резисторов) и импеданс всех катушек индуктивности и конденсаторов, входящих в данную цепь, причем их величины меняются в зависимости от того, как меняется проходящий через цепь ток. Импеданс можно рассчитать при помощи простой формулы.

Формулы

Полное сопротивление Z = R или X L или X C (если присутствует что-то одно)
Полное сопротивление (последовательное соединение) Z = √(R 2 + X 2) (если присутствуют R и один тип X)
Полное сопротивление (последовательное соединение) Z = √(R 2 + (|X L — X C |) 2) (если присутствуют R, X L , X C)
Полное сопротивление (любое соединение) = R + jX (j – мнимое число √(-1))
Сопротивление R = I / ΔV
Индуктивное сопротивление X L = 2πƒL = ωL
Емкостное сопротивление X C = 1 / 2πƒL = 1 / ωL

Шаги

Часть 1

Вычисление активного и реактивного сопротивлений

Импеданс обозначается символом Z и измеряется в омах (Ом). Вы можете измерить импеданс электрической цепи или отдельного элемента. Импеданс характеризует сопротивление цепи переменному электрическому току. Есть два типа сопротивления, которые вносят вклад в импеданс:

Активное сопротивление (R) зависит от материала и формы элемента. Наибольшим активным сопротивлением обладают резисторы, но и другие элементы цепи обладают небольшим активным сопротивлением.
Реактивное сопротивление (X) зависит от величины электромагнитного поля. Наибольшим реактивным сопротивлением обладают катушки индуктивности и конденсаторы.

Сопротивление – это фундаментальная физическая величина, описываемая законом Ома: ΔV = I * R. Эта формула позволит вам вычислить любую из трех величин, если вы знаете две другие. Например, чтобы вычислить сопротивление, перепишите формулу так: R = I / ΔV. Вы также можете при помощи мультиметра.

ΔV – это напряжение (разность потенциалов), измеряемое в вольтах (В).
I – сила тока, измеряемая в амперах (А).
R – это сопротивление, измеряемое в омах (Ом).

Реактивное сопротивление имеет место только в цепях переменного тока. Как и активное сопротивление, реактивное сопротивление измеряется в омах (Ом). Есть два типа реактивного сопротивления:

Вычислите индуктивное сопротивление. Это сопротивление прямо пропорционально быстроте изменения направления тока, то есть частоты тока. Эта частота обозначается символом ƒ и измеряется в герцах (Гц). Формула для расчета индуктивного сопротивления: X L = 2πƒL , где L – индуктивность, измеряемая в генри (Гн).

Вычислите емкостное сопротивление. Это сопротивление обратно пропорционально быстроте изменения направления тока, то есть частоты тока. Формула для вычисления емкостного сопротивления: X C = 1 / 2πƒC . С – это емкость конденсатора, измеряемая в фарадах (Ф).

Вы можете .
Эту формулу можно переписать так: X C = 1 / ωL (объяснения см. выше).

Часть 2

Вычисление полного сопротивления

Если цепь состоит исключительно из резисторов, то импеданс вычисляется следующим образом. Сначала измерьте сопротивление каждого резистора или посмотрите значения сопротивления на схеме цепи.
- Если резисторы соединены последовательно, то полное сопротивление R = R 1 + R 2 + R 3 …
- Если резисторы соединены параллельно, то полное сопротивление R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 …
Сложите одинаковые реактивные сопротивления. Если в цепи присутствуют исключительно катушки индуктивности или исключительно конденсаторы, то полное сопротивление равно сумме реактивных сопротивлений. Вычислите его следующим образом:

Сопротивление, оказываемое проводником проходящему на нему переменному току, называется активным сопротивлением .

Если какой-либо потребитель не содержит в себе индуктивности и емкости (лампочка накаливания, нагревательный прибор), то он будет являться для переменного тока также активным сопротивлением.

Активное сопротивление зависит от частоты переменного тока, возрастая с ее увеличением.

Однако многие потребители обладают индуктивными и емкостными свойствами при прохождении через них переменного тока. К таким потребителям относятся трансформаторы, дроссели, электромагниты, конденсаторы, различного рода провода и многие другие.

При прохождении через них переменного тока необходимо учитывать не только активное, но и реактивное сопротивление , обусловленное наличием, в потребителе индуктивных и емкостных свойств его.

Активное сопротивление определяет действительную часть импеданса:

Где — импеданс, — величина активного сопротивления, — величина реактивного сопротивления, — мнимая единица.

Активное сопротивление — сопротивление электрической цепи или её участка, обусловленное необратимыми превращениями электрической энергии в другие виды энергии(в тепловую энергию)

Реакти́вное сопротивле́ние — электрическое сопротивление, обусловленное передачей энергии переменным током электрическому или магнитному полю (и обратно).

Величина реактивного сопротивления может быть выражена через величины индуктивного и ёмкостного сопротивлений:

Величина полного реактивного сопротивления

Индуктивное сопротивление () обусловлено возникновением ЭДС самоиндукции в элементе электрической цепи.

Ёмкостное сопротивление ().

Здесь — циклическая частота

Полное сопротивление цепи при переменном токе:

z =

√

r 2 + x 2

√

r 2 +(x L −x C) 2

Билет №12.

1. 1) Согласование генератора с нагрузкой — обеспечение требуемой величины активного эквивалентного сопротивления нагрузки генераторной лампы, R э, при всех возможных значениях входного сопротивления антенного фидера, которое зависит от его волнового сопротивления и коэффициента бегущей волны (КБВ)

Согласование (в электронике) сводится к правильному выбору сопротивлений генератора (источника), линии передачи и приёмника (нагрузки). Идеального Согласование (в электронике) между линией и нагрузкой можно достичь при равенстве волнового сопротивления линии r полному сопротивлению нагрузки Zh = RH + j ХН, или при RH= r и XH= 0, где RH -активная часть полного сопротивления, XH — его реактивная часть. В этом случае в передающей линии устанавливается режим бегущих волн и характеризующий их коэффициент стоячей волны (КСВ) равен 1. Для линии с пренебрежимо малыми потерями электрической энергии Согласование и, благодаря ему, максимально эффективная передача энергии из генератора в нагрузку достигаются при условии, что полные сопротивления генератора Zr и нагрузки ZH являются комплексно-сопряжёнными, т. е. Zr = Z*H, или Rr = r = R Н =Xr- XH. В этом случае реактивное сопротивление цепи равно нулю, и соблюдаются условия резонанса, способствующие повышению эффективности работы радиотехнических систем (улучшается использование частотных диапазонов, повышается помехозащищенность, снижаются частотные искажения радиосигналов и т.п.). Оценку качества Согласование (в электронике) производят, измеряя коэффициент отражения и КСВ. Практически Согласование (в электронике) считают оптимальным, если в рабочей полосе частот КСВ не превышает 1,2-1,3 (в измерительных приборах 1,05). В отдельных случаях косвенными показателями Согласование (в электронике) могут служить реакции параметров генератора (частоты, мощности, уровня шумов) на изменение нагрузки, наличие электрических пробоев в линии, разогрев отдельных участков линии.

При таком режиме работы в приёмнике выделяется наибольшая мощность, равная половине мощности источника. В этом случае К.П.Д. =0,5. Такой режим используется в измерительных цепях, устройствах средств связи.

При передаче больших мощностей, например по высоковольтным линиям электропередач, работа в согласованном режиме, как правило, недопустима.

Активное сопротивление зависит от материала, сечения и температуры. Активное сопротивление обусловливает тепловые потери проводов и кабелей. Определяется материалом токоведущих проводников и площадью их сечения.

Различают сопротивление проводника постоянному току (омическое) и переменному току (активное). Активное сопротивление больше активного (R а > R ом) из-за поверхностного эффекта. Переменное магнитное поле внутри проводника вызывает противоэлектродвижущую силу, благодаря которой происходит перераспределение тока по сечению проводника. Ток из центральной его части вытесняется к поверхности. Таким образом, ток в центральной части провода меньше, чем у поверхности, то есть сопротивление провода возрастает по сравнению с омическим. Поверхностный эффект резко проявляется при токах высокой частоты, а также в стальных проводах (из-за высокой магнитной проницаемости стали).

Для ЛЭП, выполненных из цветного металла, поверхностный эффект на промышленных частотах незначителен. Следовательно, R а ≈ R ом.

Обычно влиянием колебания температуры на R а проводника в расчётах пренебрегают. Исключение составляют тепловые расчеты проводников. Пересчет величины сопротивления выполняют по формуле:

где R 20 – активное сопротивление при температуре 20 о;

текущее значение температуры.

Активное сопротивление зависит от материала проводника и сечения:

где ρ –удельное сопротивление, Ом мм 2 /км;

l – длина проводника, км;

F – сечение проводника, мм 2 .

Сопротивление одного километра проводника называют погонным сопротивлением:

где удельная проводимость материала проводника, км См/мм 2 .

Для меди γ Cu =53×10 -3 км См/мм2 , для алюминия γ Al =31.7×10 -3 км См/мм2 .

На практике значение r 0 определяют по соответствующим таблицам, где они указаны для t 0 =20 0 С.

Величина активного сопротивления участка сети рассчитывается:

R = r 0 ×l .

Активное сопротивление стальных проводов намного больше омического из-за поверхностного эффекта и наличия дополнительных потерь на гистерезис (перемагничивание) и от вихревых токов в стали:

r 0 = r 0пост + r 0доп,

где r 0пост – омическое сопротивление одного километра провода;

r 0доп – активное сопротивление, которое определяется переменным магнитным полем внутри проводника, r 0доп = r 0поверх.эф + r 0гистер. + r 0вихр.

Изменение активного сопротивления стальных проводников показано на рисунке 4.1.

При малых величинах тока индукция прямо пропорциональна току. Следовательно, r 0 увеличивается. Затем наступает магнитное насыщение: индукция и r 0 практически не изменяются. При дальнейшем увеличении тока r 0 уменьшается из-за снижения магнитной проницаемости стали (m ).

Сопротивление одного и того же проводника для переменного тока будет больше, чем для постоянного.

Это объясняется явлением так называемого поверхностного эффекта, заключающегося в том, что переменный ток вытесняется от центральной части проводника к периферийным слоям. В результате плотность тока во внутренних слоях будет меньше, чем в наружных. Таким образом, при переменном токе сечение проводника используется как бы не полностью. Однако при частоте 50 Гц различие в сопротивлениях постоянному и переменному токам незначительно и практически им можно пренебречь.

Сопротивление проводника постоянному току называют омическим, а переменному току –активным сопротивлением.

Омическое и активное сопротивление зависят от материала (внутренней структуры), геометрических размеров и температуры проводника. Кроме того, в катушках со стальным сердечником на величину активного сопротивления влияют потери в стали (далее для самоподготовки).

К активным сопротивлениям относят электрические лампы накаливания, электрические печи сопротивления, различные нагревательные приборы, реостаты и провода, где электрическая энергия практически почти целиком превращается в тепловую.

Если цепь переменного тока содержит только резистор R лампа накаливания, электронагревательный прибор и т. д.), к которому приложено переменное синусоидальное напряжение и (рис. 1-5, а):

то ток i в цепи будет определяться значением этого сопротивления:

где — амплитуда тока; при этом ток i и напряжение и совпадают по фазе. Обе эти величины, как видно, можно изобразить на временной (рис. 1-5, б) и векторной (1-5, в) диаграммах. Теперь установим, как изменяется мощность в любой момент времени — мгновенная мощность, характеризующая собой скорость преобразования электрической энергии в другие виды энергии в данный момент времени

где IU — произведение действующих значений тока и напряжения.

Из полученного следует, что мощность в течение периода остается положительной и пульсирует с удвоенной частотой. Графически это можно представить так, как показано на рисунке 1-6. В этом случае электрическая энергия превращается необратимо, например, в теплоту независимо от направления тока в цепи.

Кроме мгновенного значения мощности различают еще среднюю мощность за период:

но так как второй интеграл равен нулю, то окончательно имеем:

Средняя за период мощность переменного тока называется активной мощностью, а соответствующее ей сопротивление — активным.

Средняя мощность и активное сопротивление связаны с безвозвратным преобразованием электрической энергии в другие виды энергии. Активное сопротивление электрической цепи не сводится только к

сопротивлению проводников, в которых электрическая энергия превращается в теплоту. Это понятие значительно шире, так как средняя мощность электрической цепи равна сумме мощностей всех видов энергии, полученной из электрической, на всех участках цепи (теплота, механическая и др.).

Из полученных соотношений следует, что

которое является математической записью закона Ома для цепи переменного тока с активным сопротивлением.

Полное сопротивление цепей переменного тока

При последовательном
соединении приборов с активным и индуктивным сопротивлениями полное сопротивление цепи нельзя находить арифметическим суммированием.

Полное сопротивление является геометрической суммой активного и реактивного сопротивлений. Для упрощения расчетов
полезно знать, что если одно из сопротивлений (r или xL) превосходит
другое в 10 или более раз, то можно пренебречь меньшим сопротивлением и
считать, что z равно большему сопротивлению. При параллельном соединении ветвей, имеющих активные и реактивные сопротивления …

При последовательном соединении приборов с активным и индуктивным сопротивлениями (рис. 1) полное сопротивление цепи нельзя находить арифметическим суммированием. Если обозначить полное сопротивление через z, то для его определения служит формула:

Как видно, полное сопротивление является геометрической суммой активного и реактивного сопротивлений. Так, например, если r = 30 Ом и XL = 40 Ом, то

т. е. z получилось меньше, чем r + XL = 30 + 40 = 70 Ом.

Для упрощения расчетов полезно знать, что если одно из сопротивлений (r или xL) превосходит другое в 10 или более раз, то можно пренебречь меньшим сопротивлением и считать, что z равно большему сопротивлению. Ошибка весьма невелика.

Например, если r = 1 Ом и xL = 10 Ом, то

Ошибка лишь 0,5 % вполне допустима, так как сами сопротивления r и х бывают известны с меньшей точностью.

Итак, если

То

а если

То

При параллельном соединении ветвей, имеющих активные и реактивные сопротивления (рис. 2), расчет полного сопротивления удобнее делать с помощью активной проводимости

и реактивной проводимости

Полная проводимость цепи у равна геометрической сумме, активной и реактивной проводимостей:

А полное сопротивление цепи является величиной, обратной у,

Если выразить проводимость через сопротивления, то нетрудно получить следующую формулу:

Эта формула напоминает известную формулу

но только в знаменателе стоит не арифметическая, а геометрическая сумма сопротивлений ветвей.

Пример. Найти полное сопротивление, если параллельно соединены приборы, имеющие r = 30 Он и xL = 40 Ом.

Решение.

При расчете z для параллельного соединения можно для упрощения пренебречь большим сопротивлением, если оно превосходит меньшее в 10 и более раз. Ошибка не будет превышать 0,5 %

Рис. 1. Последовательное соединение участков цепи с активным и индуктивным сопротивлением

Рис. 2. Параллельное соединение участков цепи с активным и индуктивным сопротивлением

Следовательно, если

То

а если

То

Принцип геометрического сложения применяется для цепей переменного тока также в случаях, когда надо складывать активные и реактивные напряжения или токи. Для последовательной цепи по рис. 1 складываются напряжения:

При параллельном соединении (рис. 2) складываются токи:

Если же последовательно или параллельно соединены приборы, имеющие только одни активные или только одни индуктивные сопротивления, то сложение сопротивлений или проводимостей и соответствующих напряжений или токов, а также активных или реактивных мощностей производится арифметически.

При любой цепи переменного тока закон Ома можно писать в следующем виде:

где z — полное сопротивление, вычисляемое для каждого случая соединения так, как это было показано выше.

Коэффициент мощности cos для любой цепи равен отношению активной мощности Р к полной S. При последовательном соединении это отношение можно заменить отношением напряжений или сопротивлений:

При параллельном соединении получим:

10.12.2016 Без рубрики

общие сведения, зависимость от других величин и формулы расчета

Любое вещество, находясь в разнообразных состояниях, обладает определенным сопротивлением. В некоторых случаях возникает необходимость рассчитать полное сопротивление цепи или конкретного участка. В такой ситуации следует воспользоваться формулами. Кроме того, нужно понимать основной смысл сопротивления и электропроводимости, а также зависимость этих понятий от некоторых величин.

Физический смысл

Все вещества по проводимости электрического тока (ЭТ) делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики. Проводниками являются элементы, хорошо проводящие ЭТ. Это обусловлено наличием свободных электронов (СЭ). Полупроводники — особая группа веществ, проводимость которых зависит от внешних факторов, например, от температуры, освещенности и т. д. Диэлектриками являются все вещества, которые не проводят ЭТ из-за отсутствия или недостаточного количества СЭ. Для протекания тока по веществу требуется наличие СЭ, количество которых зависит от электронной конфигурации.

Электронная конфигурация какого-либо элемента берется из таблицы Менделеева. Ток оказывает на проводник тепловое действие, так как происходит взаимодействие СЭ с кристаллической решеткой (КР).Они замедляются, но с течением времени под действием электромагнитного поля снова ускоряются, после чего процесс взаимодействия повторяется много раз.

Процесс взаимодействия свободных заряженных частиц с КР вещества называется электрическим сопротивлением проводника. Обозначается сопротивление или электропроводимость буквой R, единицей измерения этой величины является Ом.

Зависимость электропроводимости

R зависит от внешних факторов окружающей среды, электрических величин, а также характерных особенностей проводника. Эти зависимости используются при расчетах схем и изготовлении радиодеталей. Существует несколько способов нахождения R, а иногда они комбинируются для получения эффективности и точности вычислений.

Электрические величины

К электрическим величинам, от которых зависит величина R, относятся I, U, электродвижущая сила (ЕДС обозначается е) и тип тока. R в электрических цепях рассчитывается по закону Ома для определенного участка цепи: I, протекающая в заданном участке электрической цепи, прямо пропорциональна U на этом участке и обратно пропорциональна R выбранного участка цепи. В виде формулы его можно записать следующим образом: I = U / R.

Исходя из следствия этого закона, можно получить сопротивление участка цепи: R = U / I. Если требуется произвести расчет R на всем участке цепи, то нужно воспользоваться формулой (следствием из закона Ома для полной цепи) с учетом внутреннего R источника питания: R = (e / I) — R внутреннее. Величина электрической проводимости рассчитывается не только при помощи законов Ома, но и с использованием геометрических параметров проводника и температуры. Кроме того, необходимо учитывать и тип тока (постоянный или переменный).

Геометрические параметры и тип вещества

Если основными носителями заряда являются СЭ, а свойства проводимости прямо пропорционально зависят от их количества и структуры КР, то тип вещества является одним из факторов, влияющих на R проводника. Вещества и их составляющие элементы, имеющие различные электронные конфигурации, согласно таблице Менделеева обладают разными КР, что и обуславливается различным R.

Зависимость от материала выражается коэффициентом, обозначающимся p. Он характеризует показатель удельного R проводника. Его значение берется из таблицы (при температуре +20 °C). Величина, обратная p, называется удельной проводимостью и обозначается σ. Взаимосвязь σ и p можно выразить формулой p = 1 / σ.

Кроме того, от площади поперечного сечения (S) также зависит R проводника. Эта зависимость обусловлена тем, что при маленьком сечении плотность потока Э протекает через проводник и взаимодействие с КР становится более частым. Площадь поперечного сечения достаточно просто вычислить. Для этого необходимо воспользоваться некоторым алгоритмом, если проводник (П) представляет собой провод цилиндрической формы:

Измерение диаметра проводника при помощи штангенциркуля (ШЦ).
Нахождение S при помощи формулы S = 3,1416 * sqr (d) / 4.

П может из себя представлять многожильный провод, поэтому для точного расчета необходимо найти S одной жилы, воспользовавшись алгоритмом нахождения для цилиндрической формы П, а затем результат умножить на количество жил.

Кроме того, бывают провода в форме квадрата и прямоугольника, но они встречаются редко. Для этого нужно выполнить следующие вычисления:

Для квадратной формы нужно замерить ШЦ одну из сторон и возвести ее в квадрат: S = sqr(a).
Для прямоугольной формы следует измерить две противолежащие стороны при помощи ШЦ, а затем произвести расчет по формуле S = a * b.

Из этих алгоритмов нахождения S можно сделать универсальный (абстрактный алгоритм). Он подходит для нахождения или расчетов величин, независимо от формы П при его разрезе, выполненном строго перпендикулярно относительно П. Алгоритм имеет следующий вид:

Визуально определить геометрическую фигуру при разрезе П.
Найти в справочнике формулу S.
Произвести измерения при помощи ШЦ необходимых величин.
Подставить в формулу и вычислить S.

Еще одной величиной является длина П, при увеличении которой R увеличивается. На основании этих величин можно вывести следующую формулу зависимости от типа вещества, длины (L) и S проводника: R = p * L / S.

Однако это значение R можно определить при температуре +20 °C. Для получения более точных расчетов нужно рассмотреть зависимость от температуры.

Температура проводника

Научно подтвержденным является факт, что p зависит от температуры. Это утверждение можно доказать практическим путем. Для проведения опыта необходимы следующие элементы, изображенные на схеме: спираль из нихрома (используется в нагревательных элементах), соединительные медные провода, источник питания, амперметр (для измерения I), вольтметр (измеряет U) и реостат.

На схеме нагревательный элемент изображен в виде резистора. При его включении следует внимательно наблюдать за показаниями амперметра. Спираль начинает нагреваться, и показания амперметра уменьшаются по мере нагревания. Согласно закону Ома для участка цепи необходимо сделать вывод, что при росте R ток уменьшается (обратно пропорциональная зависимость). Следовательно, значение R зависит от температуры. При нагревании происходит увеличение ионов в КР нихромовой спирали и Э начинают чаще сталкиваться с ними.

В формуле R = p * L / S можно методом исключения найти показатель, зависящий от температуры. Последняя не оказывает влияния на длину П. По формуле вычисления S зависимость также не прослеживается, поскольку геометрия П не зависит от температуры. Остается p, который зависит от температуры. В физике существует формула зависимости p = p0 * [1 + a * (t — 20)]. Буква а является температурным коэффициентом:

для металлов а > 0;
для электролитов a < 0.

Переменная t — температура П, p0 — удельное сопротивление, взятое из справочника для конкретного материала. Кроме того, p зависит еще и от деформации П, поскольку при этом КР меняет свою структуру. Это происходит в процессе обработки металла при низких температурах и давлении. Такая деформация является пластической, при ней искажается КР, и увеличивается R течения Э.

В этом случае происходит увеличение p. Процесс является обратимым, поэтому часть дефектов уменьшается (рекристаллический отжиг). Если на металл действуют силы растяжения или сжатия, то эта деформация является упругой. Величина p уменьшается под действием силы сжатия, при которой происходит резкое уменьшение тепловых колебаний (ТК), а Э легче двигаются. Но под действием силы растяжения происходит прямо пропорциональное увеличение p, при котором амплитуда ТК увеличивается.

Конечную формулу можно записать в виде R = p0 * [1 + a * (t — 20)] * L / S. Однако этот вариант нахождения R был рассмотрен в цепях с постоянным I, а под действием переменного I появляются новые величины, влияющие на расчеты.

Цепь переменного тока

Закон Ома применяется только для цепей постоянного тока. Для переменного U он изменен и, следовательно, существуют другие формулы нахождения R. Сопротивление в цепях с переменным I (ПТ) бывает:

активным;
индуктивным;
емкостным;
полным.

Активное сопротивление свидетельствует о том, что в цепи присутствует резистор или любая другая неемкостная или неиндуктивная нагрузка. Для его расчета необходимо произвести измерение значений амплитуд Um и Im. При помощи приборов можно получить только действующие значения этих величин. Амплитудные значения рассчитываются по формулам Um = Ud * sqrt(2) и Im = Id * sqrt(2). Для определения активного сопротивления (обозначается R) нужно воспользоваться формулой Iм = Uм / R. Из неё можно получить R = Ud * sqrt(2) / Im = Id * sqrt(2).

Если в цепи переменного I (ЦПТ) присутствуют катушка индуктивности, дроссель, контур и т. д., то появляется индуктивное R, которое обозначается Xl. Для расчета необходимо воспользоваться формулой Xl = w * L, предварительно измеряв частоту ПТ и рассчитав индуктивность.

Величина циклической частоты находится по формуле, для которой нужно измерять частоту ПТ (f): w = 2 * 3,1416 * f. Последняя измеряется при помощи осциллографа или частотомера. Для расчета индуктивности катушки необходимо воспользоваться справочником по физике или онлайн-калькулятором.

При наличии в ЦПТ емкости (конденсатора) возникает емкостное R, которое обозначается Xc. При протекании постоянного U конденсатор не пропускает I, а в ЦПТ он пропускает I и обладает емкостью (C) и Xc. Рассчитывается это значение по формуле Xc = 1 / (w * C), где:

w — циклическая частота, которая рассчитывается аналогично вычислению Xl;
C — емкость конденсатора, указанная на корпусе или измеренная соответствующим прибором.

Полное сопротивление цепи обозначается Z и представляет собой сумму всей нагрузки ЦПТ (активного, индуктивного и емкостного сопротивления). Для расчета нужно воспользоваться формулой полного сопротивления: Z = sqrt [sqr(R) + sqr (Xc — Xl)]. В ЦПТ величина Z зависит от:

геометрии П;
типа вещества, из которого сделан П;
температуры;
деформации различного вида;
электрических показателей I, U, f, L, C и R.

Закон Ома для участка цепи принимает следующий вид: I = U / Z. Необязательно рассчитывать электропроводимость П, так как для этих целей существуют омметры. Расчет Xl и Xс следует производить самостоятельно.

Измерение сопротивления

На расчет R необходимо потратить определенное время. Эту задачу упрощает прибор, который называется омметром. Он состоит из цифрового или стрелочного индикатора. Практически все современные комбинированные приборы (мультиметры) оснащены функцией измерения R. Однако есть и специализированные устройства, применяющиеся для определенных целей, например, для измерения R изоляции жил кабеля. Этот тип прибора называется мегаомметром. Омметр применяется не только для измерения величины R, но и для прозвонки радиокомпонентов, кабелей, отдельных шлейфов и других элементов на исправность и обрыв цепи.

Для измерения R необходимо обесточить участок или радиокомпонент и проследить за разрядкой цепей, где присутствуют конденсаторы. Перед проведением измерений нужно выставить необходимый режим на приборе и закоротить щупы для проверки прибора на исправность. Некоторые модели снабжены функцией звукового сигнала. После теста прибора следует приступить к измерениям.

Для нахождения точной величины Z проводника необходимо учитывать все величины, от которых оно зависит. Вычисление Z позволяет точно рассчитать электрическую схему какого-либо устройства для избегания трудоемких измерений. Измерить омметром можно только величину активного сопротивления, а Xl и Xc следует рассчитывать самостоятельно. Однако при помощи онлайн-калькуляторов сделать это не составит особого труда.

46. Полное сопротивление в цепи переменного тока.

Обычно цепь переменного тока включает в себя и активное сопротивление, и емкость, и индуктивность. Полное сопротивление (Z) — это векторная сумма всех сопротивлений: активного, емкостного и индуктивного. — полное сопротивление цепи.

— активное сопротивление. — индуктивное сопротивление. — полное сопротивление определяет силу тока в цепи по закону Ома. — емкостное сопротивление.

I — действующее значение силы тока (един.измер. А)

U— действующее значение напряжения(един.измер. В)

X_L— индуктивное сопротивление(един.измер. Ом)

ω — циклическая частота переменного тока(един.измер. рад/с)

L – индуктивность(ед.из. Гн)

C – емкость (ед.из. Ф)

X_C— индуктивное сопротивление (ед.из. Ом)

Z — полное сопротивление (Ом)

R — активное сопротивление (Ом)

ρ — удельное сопротивление проводника (Ом/м)

l — длина проводника (м)

S — площадь сечения проводника (м²

47.Импеданс тканей. Физические основы реографии.

Импеданс – основные понятия.

При прохождении через ткани переменного тока, изменяющегося по гармоническому закону

I(t) =I₀cos ωt,

падение напряжения на биологической ткани изменяется по закону

U (t)=U_o⋅cos (ωt+ϕ).

Величиной, определяющей соотношение между напряжением и силой переменного тока, является импеданс — полное электрическое сопротивление цепи переменному току.

На опыте напряжение отстает по фазе от тока (ϕ<0), что характерно для электрических цепей, состоящих из резисторов и конденсаторов.

Для биологического объекта импеданс носит составной (комплексный) характер Z=(R,X). Его активная составляющая R связана, в первую очередь, с проводимостью внутренних жидких сред, являющихся электролитами. Различные процессы в тканях, сопровождающиеся необратимыми потерями энергии, также дают вклад в величину активной составляющей импеданса. Реактивная компонента X определяется емкостными свойствами исследуемой ткани, в частности, емкостью биологических мембран. Кроме того, в емкостную составляющую импеданса дает вклад и область контакта стимулирующих электродов с биологическими тканями.

Абсолютная величина (модуль) электрического импеданса определяется выражением .22XRZ+=

На опыте величина импеданса может быть определена по измерениям амплитудных (или эффективных) значений напряжения U_oи силы тока I_o

⏐Z⏐ = U_o/I_o(или ⏐Z⏐ = U_эфф/I_эфф)_.

Фазовый сдвиг ϕ определяет отношение реактивной и активной составляющих импеданса

tg ϕ = X/R.

Значения угла сдвига фаз, полученные при частоте 1 кГц для различных биологических объектов, приведены в таблице 1.

Таблица 1. Угол сдвига фаз (в градусах) для различных видов тканей.

Объект

ϕ , град.

Кожа человека, лягушки

Нерв лягушки

Мышцы кролика

-55

-64

-65

Составную (комплексную) величину Z принято изображать в виде векторной диаграммы, на которой ось абсцисс — величина активного сопротивления, ось ординат — величина реактивного сопротивления.

Абсолютная величина импеданса ⏐Z⏐ и фазовый сдвиг ϕ являются функциями частоты переменного тока. Зависимость электрического импеданса от частоты носит название дисперсии импеданса.

Физические основы реологии.

Величина импеданса тканей зависит от их физиологического состояния, в частности от их кровоснабжения. При кровенаполнении сосудов происходит изменение величины импеданса в такт с работой сердца. По величине изменений импеданса можно судить о состоянии сердечно-сосудистой системы.

Реология — диагностический метод, основанный на регистрации изменения величины импеданса тканей в процессе сердечной деятельности.

Величина импеданса тканей |Z| состоит из двух составляющих |Z| = |Z_o| + |z(t)|: постоянной — |Z_o| и изменяющейся во времени в соответствии с работой сердца – |z(t)|.

На практике, на исследуемый участок тела накладывают электроды площадью несколько см²и пропускают переменный ток частотой ≈ 30 − 40 кГц. Выбор частоты определяется несколькими факторами: электробезопасностью, исключением влияния электродов и емкости их контакта с кожей, уменьшением зависимости величины импеданса от механических воздействий на исследуемую ткань. Наполнение сосудов кровью изменяет расстояния между отдельными участками ткани, что должно приводить к изменению ёмкостного сопротивления. Но вклад макроскопических объемов тканей в реактивную составляющую импеданса существенен только в области α- дисперсии. Следовательно, изменения импеданса во времени обусловлены влиянием притока и оттока крови на активную составляющую полного сопротивления.

При прохождении через ткани электрического тока I = I_o⋅cos ωt величина напряжения будет изменяться по закону

U = U_οcos (ωt + ϕ) = I_o⋅( ⏐Z_o⏐ + ⏐z(t)⏐ )⋅cos (ωt +ϕ ).

Электрическими методами выделяют из регистрируемого сигнала составляющую, пропорциональную |z(t)|, содержащую информацию о состоянии кровоснабжения изучаемого участка тканей − реограмму.

Для парных анатомических образований проводят запись реограммы на правой и левой стороне тела.

Как найти полное сопротивление цепи

В любой цепи переменного тока наряду с чисто реактивным сопротивлением присутствует омическое (активное) сопротивление, которое нужно учитывать при определении полного сопротивления.

Z	полное сопротивление,	Ом
R	омическое (активное) сопротивление,	Ом
X	реактивное сопротивление,	Ом
Y = 1/Z	полная проводимость,	сименс
G	активная проводимость,	сименс
B	реактивная проводимость,	сименс
U	полное напряжение (эффективное значение),	Вольт
I	полный ток (эффективное значение),	Ампер

Полное сопротивление при последовательном соединении R и X

При последовательном соединении активное и реактивное сопротивления складываются геометрически

X определяется по формулам реактивного сопротивления и Величина U_x определяется, как произведение IX.

Сопротивление Z не зависит от времени. Вектор, изображающий сопротивление на векторной диаграмме, не вращается.

Полное сопротивление при параллельном соединение R и X

При параллельном соединении активная и реактивная проводимости складываются геометрически

Величина В = 1/Х определяется но формулам реактивного сопротивления. I_x определяется как произведение UB.

Величина Y не зависит от времени. Вектор, изображающий на векторной диаграмме проводимость, не вращается.

При последовательном соединении участков электрической цепи полное сопротивление всей цепи

(1.1)

и определяется из выражения (1.2)

где r — активное сопротивление всей цепи; x – реактивное сопротивление всей цепи.

Результаты измерений в неразветвленной цепи

№ п/п	Характер нагрузки	Измеренные величины	Примечание
U, B	I, A	P, Вт	U_k, B	U_c, B
Катушка индуктивности и конденсатор	x_k x_c(C_max= )
Катушка индуктивности
Конденсатор	C_min=
Ламповый реостат

Активное сопротивление катушки вычисляется по формуле:

(1.3)

где Р_k — активная мощность, потребляемая катушкой индуктивности, в опытах 1, 2, 3 и 4 равная активной мощности всей цепи Р.

Реактивное (индуктивное) сопротивление катушки определяется следующим образом:

(1.4)

где – полное сопротивление катушки индуктивности.

Индуктивность катушки вычисляется по формуле:

(1.5)

где ω, с -1 — круговая частота напряжения питания; f = 50 Гц — циклическая частота напряжения питания.

Реактивное (емкостное) сопротивление конденсатора можно вычислить следующим образом:

(1.6)

Емкость конденсатора определяется по формуле:

. (1.7)

Коэффициенты мощности всей цепи cosφ и катушки индуктивности cosφ_к вычисляются по формулам:

(1.8)

(1.9)

Составляющие напряжения катушки U_a_k — активная и реактивная U_p_k — определяются по формулам:

(1.10)

Активное сопротивление лампового реостата определяется по данным опыта 6 как

(1.11)

Реактивное сопротивление всей цепи при последовательном соединении катушки индуктивности и конденсатора можно определить по формуле:

. (1.12)

Рассчитанные значения параметров цепи записать в табл. 1.3.

По результатам измерений и расчетным данным строятся векторные диаграммы. На рис. 1.2 приведен пример построения векторной диаграммы.

Рис. 1.2. Пример построения векторной диаграммы для последовательного соединения катушки индуктивности и конденсатора

Параметры неразветвленной цепи

№ п/п

Ламповый реостат

Катушка индуктивности

Конденса-тор

Вся цепь

r_r, Ом

r_k, Ом

x_k, Ом

z_k, Ом

cosφ_k

L, мГн

U_ak, B

U_pk, B

x_c,Ом

C, мкФ

r, Ом

x, Ом

z,Ом

cosφ

При построении векторных диаграмм для последовательного соединения элементов электрической цепи за исходный вектор принимается вектор тока. Векторы напряжений откладываются в масштабе, общем для всех напряжений. Вектор Ū_r совпадает по направлению с вектором тока, а вектор Ū_с отстает от вектора тока на угол π/2. Вектор напряжения Ū_k строится как векторная сумма вектора активной составляющей Ū_а_k, совпадающего по фазе с вектором тока, и вектора индуктивной составляющей Ū_pk, опережающего вектор тока на угол π/2.

Вектор приложенного к схеме напряжения Ū равен векторной сумме векторов напряжений на отдельных элементах цепи.

При последовательном соединении катушки индуктивности и конденсатора и условии

наступает резонанс напряжений.

В этом режиме цепь ведет себя как активное сопротивление:

(1.14)

При резонансе напряжений, если реактивные сопротивления катушки индуктивности и конденсатора значительно больше активного сопротивления цепи, на катушке индуктивности и конденсаторе возникают перенапряжения, величина которых существенно больше напряжения питания, что может привести к пробою изоляции и выходу из строя этих элементов.

В отчете привести:

– принципиальные схемы с необходимыми пояснениями;

– паспортные данные приборов;

– таблицы и расчетные формулы;

– векторные диаграммы для режимов, указанных преподавателем.

Вопросы для самоконтроля

2. Как найти полное сопротивление последовательной цепи, если известно сопротивление отдельных элементов?

3. Что такое коэффициент мощности?

4. Как можно изменить коэффициент мощности всей цепи?

5. Вследствие чего ток в цепи при резонансе напряжений имеет наибольшее значение?

6. Что такое резонанс напряжений и каковы его характерные особенности?

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9364 – | 7302 – или читать все.

78.85.5.224 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

т. е. z получилось меньше, чем r + XL = 30 + 40 = 70 Ом.

Например, если r = 1 Ом и xL = 10 Ом, то

Ошибка лишь 0,5 % вполне допустима, так как сами сопротивления r и х бывают известны с меньшей точностью.

и реактивной проводимости

Полная проводимость цепи у равна геометрической сумме, активной и реактивной проводимостей:

А полное сопротивление цепи является величиной, обратной у,

Если выразить проводимость через сопротивления, то нетрудно получить следующую формулу:

Эта формула напоминает известную формулу

но только в знаменателе стоит не арифметическая, а геометрическая сумма сопротивлений ветвей.

Пример. Найти полное сопротивление, если параллельно соединены приборы, имеющие r = 30 Он и xL = 40 Ом.

Рис. 1. Последовательное соединение участков цепи с активным и индуктивным сопротивлением

Рис. 2. Параллельное соединение участков цепи с активным и индуктивным сопротивлением

При параллельном соединении (рис. 2) складываются токи:

При любой цепи переменного тока закон Ома можно писать в следующем виде:

где z — полное сопротивление, вычисляемое для каждого случая соединения так, как это было показано выше.

Коэффициент мощности cosφ для любой цепи равен отношению активной мощности Р к полной S. При последовательном соединении это отношение можно заменить отношением напряжений или сопротивлений:

При параллельном соединении получим:

Вывод основных расчетных формул для последовательной цепи переменного тока, имеющей активное и индуктивное сопротивления, можно сделать следующим образом.

Проще всего построить векторную диаграмму для последовательной цепи (рис. 3).

Рис. 3. Векторная диаграмма для последовательной цепи с активным и индуктивным сопротивлением

На этой диаграмме показаны вектор тока I, вектор напряжения UA на активном участке, совпадающий по направлению с вектором I, и вектор напряжения UL на индуктивном сопротивлении. Это напряжение опережает ток на 90° (напомним, что векторы надо считать вращающимися против часовой стрелки). Полное напряжение U представляет собой суммарный вектор, т. е. диагональ прямоугольника со сторонами UA и UL. Иначе говоря, U есть гипотенуза, а UA и UL — катеты прямоугольного треугольника. Отсюда следует, что

Т. е. что напряжения на активном и реактивном участках складываются геометрически.

Разделив обе части равенства на I2, найдем формулу для сопротивлений:

Импеданс цепи — обзор

Импеданс короткого замыкания

Трансформаторы преобразователя обычно имеют более высокий импеданс, чем силовые трансформаторы переменного тока, что позволяет ограничивать не только токи короткого замыкания до уровня в пределах короткого замыкания клапана преобразователя. выдерживающая способность, а также скорость увеличения тока клапана во время коммутации. Однако чрезмерное сопротивление короткого замыкания увеличит потери реактивной мощности и, следовательно, необходимое компенсационное оборудование, а также приведет к чрезмерным падениям коммутируемого напряжения.Обычно полное сопротивление короткого замыкания составляет от 15% до 18%. Например, в проекте Сянцзяба-Шанхай полное сопротивление короткого замыкания на преобразовательных подстанциях Фулонг и Фэнсянь составляет 18% и 16,7% соответственно.

По мере увеличения напряжения передачи постоянного тока мощность одного трансформатора преобразователя еще больше увеличивается. Из-за производственных трудностей и ограничений по транспортировке крупногабаритного оборудования полное сопротивление короткого замыкания может потенциально увеличиться до 23%.Кроме того, разница импедансов между отдельными фазами преобразовательных трансформаторов должна быть минимальной, которая обычно не превышает 2%. В противном случае нехарактерные гармонические составляющие в токе трансформатора преобразователя увеличатся.

Способность выдерживать напряжение переменного и постоянного тока

Обмотки трансформатора преобразователя со стороны клапана подвергаются комбинированной нагрузке переменного и постоянного напряжения. К этому добавляется изменение полярности.Все это делает его изоляционную структуру более сложной, чем у силового трансформатора переменного тока.

Основная изоляция силового трансформатора переменного тока разработана на основе теории тонких бумажных цилиндров и небольших масляных зазоров; Другими словами, в электрическом поле переменного тока картон в основном служит для разделения масляных промежутков и не должен принимать какое-либо напряжение. Таким образом, бумажный цилиндр получается тонким и легким. Однако для преобразовательного трансформатора из-за наличия электрических полей постоянного тока основная изоляция требует большего количества изоляционной бумаги, чтобы выдерживать большую часть напряженности поля.Обмотки со стороны клапана необходимо обернуть многослойными бумажными цилиндрами и рожковыми кольцами. В результате как толщина, так и потребление бумажных цилиндров значительно превышают таковые у силового трансформатора переменного тока. Кроме того, требуется больше изоляторов на выводах со стороны клапана, а выходной вывод должен учитывать такие факторы, как поля переменного и постоянного тока, а также поля изменения полярности, и поэтому он более сложен, чем силовой трансформатор переменного тока.

Кроме того, поскольку обмотки на стороне клапана подвергаются воздействию постоянного напряжения во время работы в течение длительного времени, выбранные втулки на стороне клапана должны иметь удовлетворительную длину пути утечки при постоянном напряжении, чтобы не влиять на работу трансформатора преобразователя.Поэтому втулки со стороны клапана намного длиннее, чем втулки со стороны переменного тока.

Способность выдерживать гармонический ток

Преобразовательный трансформатор работает с большим количеством характеристических и нехарактерных гармонических токов, вызывая повышенные паразитные потери и локальный перегрев некоторых металлических компонентов и масляного бака. Магнитострикционный шум из-за большого потока гармоник находится в полосе частот, чувствительной к слуховой системе человека, и, следовательно, необходимо принимать более эффективные меры по снижению шума, такие как Box-in.

Способность выдерживать постоянный магнитный ток смещения

Постоянный ток смещения, присутствующий в трансформаторе преобразователя, приведет к увеличению потерь, повышению температуры и шуму. Как правило, постоянный ток смещения преобразователя сверхвысокого напряжения может составлять 10 А.

Способность выдерживать ток короткого замыкания

Из-за наличия постоянной составляющей в токе повреждения требуется длительное время для ослабления максимального несимметричного тока короткого замыкания через трансформатор преобразователя, и он остается на высоком уровне до срабатывания защиты.Электродинамическая сила прямо пропорциональна квадрату амплитуды тока короткого замыкания и приложена к обмоткам и опорам отходящей линии. В свете этого преобразовательный трансформатор должен выдерживать большую нагрузку при коротком замыкании. Кроме того, сбои коммутации клапанов преобразователя могут также подвергнуть трансформатор преобразователя воздействию большей электродинамической силы.

Диапазон отводов под нагрузкой

Преобразовательный трансформатор обычно имеет большой диапазон отводов под нагрузкой, чтобы гарантировать, что изменения напряжения и углов зажигания контролируются в надлежащем диапазоне.Когда система постоянного тока работает при пониженном напряжении, устройство РПН имеет не более 20 положений ответвлений. Например, диапазон ответвлений преобразовательных трансформаторов, используемых в проекте Сянцзяба – Шанхай, составляет + 23 / −5 × 1,25%.

Импеданс

Импеданс

Полное сопротивление току в цепи переменного тока называется импедансом и обозначается буквой Z. Комбинированные эффекты сопротивления, индуктивного реактивного сопротивления и емкостного реактивного сопротивления составляют полное сопротивление ( полное сопротивление току в цепи переменного тока).Чтобы точно рассчитать напряжение и ток в цепях переменного тока, необходимо учитывать влияние индуктивности и емкости наряду с сопротивлением. Импеданс измеряется в омах.

Рисунок 9-22. Применение постоянного и переменного тока в цепи.

Правила и уравнения для цепей постоянного тока применяются к цепям переменного тока только в том случае, если эта цепь содержит только сопротивление, а не индуктивность или емкость. Как в последовательной, так и в параллельной цепях, если цепь переменного тока состоит только из сопротивления, значение импеданса такое же, как и сопротивление, а закон Ома для цепи переменного тока, I = E / Z, точно такой же, как для цепи постоянного тока. схема.На рисунке 9-22 показана последовательная цепь, содержащая нагревательный элемент с сопротивлением 11 Ом, подключенный к источнику 110 В. Чтобы определить, сколько тока протекает при подаче переменного тока 110 В, решается следующий пример:

Рисунок 9-23. Два значения сопротивления, подключенные параллельно к источнику переменного тока. Импеданс равен общему сопротивлению цепи.

Если есть два значения сопротивления, подключенных параллельно к напряжению переменного тока, как показано на Рисунке 9-23, полное сопротивление равно общему сопротивлению цепи.Еще раз, вычисления будут производиться так же, как если бы это была цепь постоянного тока, и применимо следующее:

Поскольку это чисто резистивная цепь R _T = Z (сопротивление = импеданс)

To Определите ток в цепи, используя уравнение:

Импеданс — это полное сопротивление току в цепи переменного тока. Если цепь имеет индуктивность или емкость, необходимо учитывать сопротивление (R), индуктивное реактивное сопротивление (X _L) и / или емкостное реактивное сопротивление (X _C) для определения полного сопротивления (Z).В этом случае Z не равно R _T. Сопротивление и реактивное сопротивление (индуктивное или емкостное) нельзя сложить напрямую, но их можно рассматривать как две силы, действующие под прямым углом друг к другу. Таким образом, соотношение между сопротивлением, реактивным сопротивлением и импедансом можно проиллюстрировать прямоугольным треугольником. [Рис. 9-24] Поскольку эти величины могут быть связаны со сторонами прямоугольного треугольника, формулу для определения импеданса можно найти с помощью теоремы Пифагора. В нем говорится, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов двух других сторон.Таким образом, значение любой стороны прямоугольного треугольника можно найти, если известны две другие стороны.

Рисунок 9-24. Треугольник импеданса Рисунок 9-25. Цепь, содержащая сопротивление и индуктивность.

На практике, если последовательная цепь переменного тока содержит сопротивление и индуктивность, как показано на рисунке 9-25, соотношение между сторонами может быть указано как:

Квадратный корень из обеих частей уравнения дает:

Эту формулу можно использовать для определения импеданса, если известны значения индуктивного реактивного сопротивления и сопротивления.Его можно изменить для определения импеданса в цепях, содержащих емкостное реактивное сопротивление и сопротивление, подставив в формулу X _C вместо X _L. В цепях, содержащих сопротивление с индуктивным и емкостным сопротивлением, реактивные сопротивления можно комбинировать; но поскольку их эффекты в схеме прямо противоположны, они объединяются вычитанием (меньшее число всегда вычитается из большего):

или

Пример 1 показан на рисунке 9-25.Здесь последовательная цепь, содержащая резистор и катушку индуктивности, подключена к источнику 110 вольт при 60 циклах в секунду. Резистивный элемент представляет собой простой измерительный элемент на 6 Ом, а индуктивный элемент представляет собой катушку с индуктивностью 0,021 Генри. Какое значение импеданса и тока в цепи?

Решение:

Сначала вычисляется индуктивное реактивное сопротивление катушки:

Затем вычисляется полное сопротивление:

Помните, что при расчетах для Z всегда используйте индуктивное реактивное сопротивление, а не индуктивность, и используйте емкостное реактивное сопротивление. , а не емкость.

После определения полного сопротивления можно рассчитать общий ток.

Так как эта цепь резистивная и индуктивная, там есть фазовый сдвиг, когда напряжение ведет к току.

Пример 2 — это проиллюстрированная последовательная схема, в которой конденсатор емкостью 200 мкФ соединен последовательно с резистором на 10 Ом. [Рисунок 9-26] Какое значение имеет импеданс, ток и падение напряжения на резисторе?

Рисунок 9-26. Цепь, содержащая сопротивление и емкость.

Решение:

Сначала емкость изменяется с микрофарад на фарады. Поскольку 1 миллион микрофарад равен 1 фараду, тогда 200 мкФ = 0,000200 фарад

Далее решаем емкостное реактивное сопротивление:

Чтобы найти полное сопротивление,

Поскольку эта цепь резистивная и емкостная, существует фазовый сдвиг, при котором ток напряжение проводов:

Чтобы найти ток:

Чтобы найти падение напряжения на резисторе (E _R):

Чтобы найти падение напряжения на конденсаторе (E _C):

Сумма этих двух напряжений не равна приложенному напряжению, поскольку ток опережает напряжение.Используйте следующую формулу, чтобы найти приложенное напряжение:

Если в цепи есть сопротивление, индуктивность и емкость, для определения полного сопротивления используется следующее уравнение.

Пример 3: Каково полное сопротивление последовательной цепи, состоящей из конденсатора с емкостным реактивным сопротивлением 7 Ом, катушки индуктивности с индуктивным сопротивлением 10 Ом и резистора с сопротивлением 4 Ом? [Рисунок 9-27] Рисунок 9-27. Цепь, содержащая сопротивление, индуктивность и емкость.

Решение:

Чтобы найти полный ток:

Помните, что индуктивное и емкостное реактивные сопротивления могут вызвать фазовый сдвиг между напряжением и током. В этом примере индуктивное реактивное сопротивление больше емкостного, поэтому напряжение ведет к току.

Следует отметить, что, поскольку индуктивное реактивное сопротивление, емкостное реактивное сопротивление и сопротивление влияют друг на друга под прямым углом, падения напряжения в любой последовательной цепи переменного тока следует складывать с помощью векторного сложения.На рисунке 9-28 показаны падения напряжения в последовательной цепи переменного тока, описанной в примере 3 выше.

Рисунок 9-28. Падение напряжения.

Чтобы рассчитать отдельные падения напряжения, просто используйте уравнения:

Чтобы определить общее приложенное напряжение для цепи, каждое отдельное падение напряжения должно быть добавлено с помощью векторного сложения.

Параллельные цепи переменного тока

При решении параллельных цепей переменного тока необходимо также использовать производную теоремы Пифагора.Уравнение для определения полного сопротивления в цепи переменного тока выглядит следующим образом:

Чтобы определить полное сопротивление параллельной цепи, показанной на рисунке 9-29, сначала нужно определить емкостное и индуктивное реактивные сопротивления. (Не забудьте перевести микрофарады в фарады.)

Рисунок 9-29. Полный импеданс параллельной цепи.

Затем можно найти полное сопротивление:

Для определения протекания тока в цепи:

Чтобы определить протекание тока через каждый параллельный путь цепи, вычислите I _R, I _L и I _C.

Следует отметить, что общий ток в параллельных цепях определяется с помощью векторного сложения отдельных потоков тока следующим образом:

Мощность в цепях переменного тока

Поскольку напряжение и ток определяют мощность , есть сходства в мощности, потребляемой цепями переменного и постоянного тока. Однако в переменном токе ток зависит как от сопротивления, так и от реактивного сопротивления цепи. Мощность, потребляемая любой цепью переменного тока, является функцией приложенного напряжения, а также сопротивления и реактивного сопротивления цепи.Цепи переменного тока имеют два различных типа мощности: один создается сопротивлением цепи, а другой — реактивным сопротивлением цепи.

Истинная мощность

Истинная мощность любой цепи переменного тока обычно называется рабочей мощностью цепи. Истинная мощность — это мощность, потребляемая участком сопротивления цепи, и измеряется в ваттах (Вт). Истинная мощность обозначается буквой P и указывается любым ваттметром в цепи. Истинная мощность рассчитывается по формуле:

Полная мощность

Полная мощность в цепи переменного тока иногда называется реактивной мощностью цепи.Полная мощность — это мощность, потребляемая всей цепью, включая сопротивление и реактивное сопротивление. Полная мощность обозначается буквой S и измеряется в вольт-амперах (ВА). Полная мощность — это произведение эффективного напряжения на эффективный ток. Полная мощность рассчитывается по формуле:

Коэффициент мощности

Как видно на Рисунке 9-30, резистивная мощность и реактивная мощность влияют на схему под прямым углом друг к другу.Коэффициент мощности в цепи переменного тока создается этим эффектом прямого угла.

Рисунок 9-30. Соотношения сил в цепи переменного тока.

Коэффициент мощности можно определить как математическую разницу между истинной мощностью и полной мощностью. Коэффициент мощности (PF) — это коэффициент и всегда измеряется в диапазоне от 0 до 100. Коэффициент мощности напрямую связан с фазовым сдвигом цепи. Чем больше фазовый сдвиг цепи, тем ниже коэффициент мощности. Например, цепь переменного тока, которая является чисто индуктивной (содержит только реактивное сопротивление и не имеет сопротивления), имеет фазовый сдвиг 90 ° и коэффициент мощности 0.0. Цепь переменного тока, которая является чисто резистивной (без реактивного сопротивления), имеет фазовый сдвиг 0 и коэффициент мощности 100. Коэффициент мощности рассчитывается по следующей формуле:

Пример расчета коэффициента мощности: Рисунок 9-31 показывает нагрузку переменного тока, подключенную к источнику питания на 50 В. Потребляемый в цепи ток составляет 5 ампер, а общее сопротивление цепи составляет 8 Ом. Определите истинную мощность, полную мощность и коэффициент мощности для этой цепи.

Рисунок 9-31. Нагрузка переменного тока подключена к источнику питания на 50 В.

Решение:

Коэффициент мощности также может быть представлен в процентах. Используя процентное соотношение для отображения коэффициента мощности, схема в предыдущем примере будет иметь коэффициент мощности 80 процентов.

Следует отметить, что низкий коэффициент мощности нежелателен. Цепи с более низким коэффициентом мощности создают избыточную нагрузку на источник питания и снижают эффективность системы. Генераторы переменного тока для самолетов обычно должны работать с коэффициентом мощности от 90 до 100 процентов.Поэтому очень важно тщательно учитывать коэффициент мощности при проектировании электрической системы самолета.

Летный механик рекомендует

Что такое электрическое сопротивление? | ОРЕЛ

Вы пытаетесь понять электрическое сопротивление? Скорее всего, если вы уже углублялись в эту тему в прошлом, то получили некоторый жаргон вроде фазоров, фазовых соотношений и даже воображаемого сопротивления. Что это вообще такое ?!

Не все из нас — инженеры-электрики с высшим образованием.Некоторые из нас просто возятся с электроникой в свободное время и никогда не сталкиваются со строгой математикой, с которой вы сталкиваетесь в университете. Но это не значит, что понимание импеданса должно быть препятствием. Если вы планируете работать с электронными устройствами с питанием от переменного тока, вам нужно знать, что такое импеданс и что он делает с вашей схемой.

Давай узнаем!

Не совсем яблоки в яблоки

Лучший способ понять электрический импеданс — это сравнить его с тем, с чем вы уже знакомы — сопротивлением.И здесь мы собираемся предложить краткое изложение импеданса в двух словах:

Электрический импеданс — это просто форма сопротивления, которая зависит от частоты.

Вот и все. Вы можете уйти прямо сейчас и добавить еще одно слово в свой словарь по электротехнике. Когда вы понижаете импеданс, он обеспечивает сопротивление току в зависимости от рабочей частоты цепи. Но, конечно, есть еще кое-что.

Резисторы

довольно легко работают в цепи постоянного тока; они сопротивляются току, протекающему через какой-то металл, например медь.Вы добавляете резистор 220 кОм в цепь постоянного тока, и вы получаете определенное уменьшение тока между одной стороной резистора и другой. Резисторы, как и другие нереактивные компоненты, меньше заботятся о таких вещах, как частота источника питания. Они просто будут продолжать делать то, что делают, все время сопротивляясь одной и той же силе тока.

А что будет, если вы начнете работать с электроникой с питанием от переменного тока? С переменным током это не просто вопрос питания вашей цепи напряжением 5 В.Вместо этого у вас есть новые переменные, которые нужно учитывать, например, конкретную частоту вашего переменного тока. Здесь, в Соединенных Штатах, переменный ток движется вперед и назад со скоростью 60 циклов в секунду (60 Гц). Над прудом, в Европе, частота 50 Гц.

В отличие от прямого постоянного тока, переменный ток колеблется взад и вперед с заданным количеством циклов в секунду. (Источник изображения)

Суть всего в том, что в электронике с питанием от переменного тока вам нужны не только нереактивные компоненты, такие как резисторы для сопротивления току.Вам также понадобятся компоненты, которые могут реагировать на изменения тока и частоты , например конденсаторы и катушки индуктивности; в противном случае ваша схема не будет работать должным образом. Сложите все это вместе, и вы почти сможете думать об импедансе как о старшем брате сопротивления. Импеданс включает в себя как сопротивление, так и реактивное сопротивление. Или выражается как отношение:

Импеданс = Сопротивление + Реактивное сопротивление

Но что такое реактивность?

Reactance бывает двух разных видов в зависимости от того, какой реактивный компонент вы используете, к ним относятся:

Индуктивное реактивное сопротивление

Вы увидите это в виде электромагнитов, которые изменяют магнитное поле в цепи, также называемой индуктором.Катушки индуктивности будут иметь низкий импеданс на низких частотах и высокий импеданс на высоких частотах.

Связка индукторов, обратите внимание на общность, катушка с медным проводом вокруг магнита. (Источник изображения)

Емкостное реактивное сопротивление

Вы увидите это в виде заряжающего электрического поля между двумя проводящими поверхностями, также называемого проводником. Проводники имеют высокий импеданс на низких частотах и низкий импеданс на высоких частотах.

Конденсаторы бывают всех форм и размеров.(Источник изображения)

Поместите резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы в цепь переменного тока, и вы не только получите возможность противостоять электричеству, но также сможете накапливать и выделять энергию. В то время как резистор будет поддерживать постоянное сопротивление независимо от меняющихся условий, катушки индуктивности и конденсаторы изменят свое сопротивление в зависимости от частоты сигнала, который они представляют. А когда конденсаторы и катушки индуктивности и сопротивляются накоплению / высвобождению энергии, тогда у вас есть мера импеданса.

Как измерить импеданс?

Давайте возьмем простую схему, чтобы связать все это вместе. Взгляните на первый ниже; это цепь с питанием от постоянного тока с током, протекающим через резистор. Довольно просто, правда? Чем выше сопротивление в этой цепи, тем меньше будет ток.

Простая цепь постоянного тока с резистором 100 Ом для ограничения тока.

Но что произойдет, если вы модернизируете эту схему с помощью источника переменного тока, катушки индуктивности и конденсатора? Теперь у вас есть два дополнительных компонента, обеспечивающих собственное сопротивление электрическому току.Как и резистор, они оба препятствуют протеканию тока, а также реагируют на него . Когда вы объединяете сопротивление своего резистора, сопротивление и реактивное сопротивление конденсатора и катушки индуктивности вместе, вы получаете полное сопротивление.

Последовательная цепь переменного тока с резистором, катушкой индуктивности и конденсатором.

Но подождите, вычислить импеданс не так просто, как сложить сопротивление и реактивное сопротивление, и именно здесь большинство руководств начинается с набора математических формул.Так что давайте рассмотрим эту часть медленно.

Расчет импеданса конденсатора

Чтобы рассчитать импеданс нашего конденсатора, вы можете использовать приведенную ниже формулу. Здесь X C — это полное сопротивление, которое вы получите, которое измеряется в Ом (Ом). f — это частота сигнала через конденсатор, а C — это емкость.

Расчет импеданса индуктора

Для расчета полного сопротивления нашей катушки индуктивности вы можете использовать приведенную ниже формулу.Здесь X L — это полное сопротивление, которое вы получите, которое снова измеряется в Ом (Ом). f — это частота сигнала, проходящего через вашу катушку индуктивности, а L — это индуктивность.

Эти формулы хороши и хороши, если вам просто нужны измерения импеданса для отдельных компонентов, но что, если вы хотите знать полное сопротивление для всей вашей цепи? Здесь все становится сложнее.

Прежде чем мы перейдем к нашей последней формуле, мы хотим предложить вам калькулятор импеданса, который может облегчить вашу жизнь: Калькуляторы импеданса от Кейсана.

Расчет общего импеданса

Для выполнения работы вам понадобится помощь теоремы Пифагора. Как мы объясняли выше, в цепях переменного тока вы будете работать как с сопротивлением, так и с реактивным сопротивлением, которые вместе дают общее сопротивление. Но дело не просто в сложении сопротивления и реактивного сопротивления. Мы могли бы объяснить почему, но это позволило бы погрузиться в тонкости векторов и фазоров, а это уже целый блог.

Когда вы разбиваете процесс вычисления импеданса для всей цепи, вы получите так называемый треугольник импеданса, проверьте это ниже:

Треугольник импеданса позволяет легко рассчитать импеданс для всей вашей цепи.(Источник изображения)

Самая важная часть этого треугольника — гипотенуза, которая дает вам полное сопротивление, основанное на квадратном корне из вашего реактивного сопротивления и сопротивления. Если вы поместите это в формулу, вы можете найти свой общий импеданс по формуле, приведенной ниже. Здесь Z — ваше полное сопротивление, R — ваше полное сопротивление, а X — ваше полное реактивное сопротивление.

Практический импеданс

Видите ли, понять электрический импеданс не так уж и сложно, в конце концов, не так ли? Есть масса бесплатных калькуляторов, которые помогут вам в работе.Что вам действительно нужно знать, так это то, что импеданс работает так же, как сопротивление, препятствуя протеканию тока в цепи с питанием от переменного тока.

Именно способность компонентов, таких как конденсаторы и катушки индуктивности, реагировать на постоянно меняющийся переменный ток, делает их уникальными. Из-за сопротивления у вас может быть что-то вроде блока предохранителей в вашем доме, который будет реагировать на неожиданный скачок напряжения, предотвращая перегорание электрической системы вашего дома. И вы также можете поблагодарить импеданс за возможность носить с собой портативный ноутбук, зная, что ваши батареи полностью заряжены и не взорвутся.

Когда дело доходит до работы с устройствами с питанием от переменного тока, будь то ноутбук или блок предохранителей в вашем доме, вам нужно поблагодарить за сопротивление. И помните, что электрическое сопротивление — это просто старший брат сопротивления, объединяющий сопротивление и реактивное сопротивление в одной простой формуле.

Готовы приступить к разработке своей первой электроники с питанием от переменного тока? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

Импеданс индуктора — Индуктивное реактивное сопротивление — Индуктивность

Импеданс катушки индуктивности и импеданс конденсатора являются частными случаями общего представления импеданса.Импеданс катушки индуктивности (также называемый индуктивностью или индуктивным реактивным сопротивлением) является мерой сопротивления изменению электрического тока в этом компоненте.

В целом можно резюмировать, что индуктор пропускает сигналы низких частот (включая сигналы 0 Гц) и блокирует сигналы высоких частот.

Формула импеданса катушки индуктивности: Z = jLw, где:

Z: импеданс в омах
j: оператор для мнимых чисел.(мнимая единица)
L: значение индуктора в Генри (H)
w: равно 2π.f, где буква f представляет частоту сигнала, подаваемого на индуктор. (Единица частоты — Герцы).

Импеданс индуктора (индуктивное реактивное сопротивление).

Обычно индукторы используются в цепях с частотой сигналов, отличной от нуля (0 Гц).

Из формулы импеданса катушки индуктивности видно, что импеданс пропорционален частоте.Это означает, что если частота равна нулю (0 Гц), полное сопротивление равно нулю.

Теперь, если полное сопротивление равно нулю, напряжение на выводах индуктора также равно нулю. (V = 0 вольт) и короткое замыкание в катушке индуктивности. В этом случае ток свободно течет до максимально возможного значения.

Полное сопротивление имеет общую формулу: Z = V / I (действующее значение напряжения / среднеквадратичное значение тока). Эта формула похожа на закон Ома, который применяется к резисторам, но в данном случае он используется для сигналов переменного тока.

Оператор «j».

Причина, по которой этот оператор используется в электронике, заключается в том, что существует разность фаз между напряжением и током в индукторах. Эта разность фаз составляет 90 ° или π / 2. и напряжение опережает ток на 90 °. (90 градусов). Частота переменного напряжения и переменного тока в катушке индуктивности одинакова.

Разность фаз между напряжением и током в катушке индуктивности

Оператор «j» не используется с резисторами, поскольку нет разности фаз между напряжением и током.Другими словами, напряжение и ток в резисторе синфазны.

Вт (угловая частота).

Значение w напрямую зависит от f (частоты) и измеряется в радианах / сек. (w = 2.π.f)

Например, для частоты 300 Гц, w = 2.π.f = 2 x (3,1416) x 300 = 1884,96 рад / сек.

Как рассчитать индуктивность индуктора?

Для расчета индуктивности катушки индуктивности используется формула Z = wL.

Пример 1:

Как получить импеданс катушки индуктивности 25 мГн при 300 Гц.

Z = 2 x π x 300 Гц x 25 мГн = 2 x (3,1416) x 300 x 0,025 = 47,124 Ом

Пример 2:

Как получить импеданс индуктора 25 мГн при 50 Гц?

Z = 2 x π x 300 Гц x 25 мГн = 2 x (3,1416) x 50 x 0,025 = 7,854 Ом.

Из двух предыдущих примеров, где значение индуктивности одинаково (25 мА), видно, что сопротивление выше для более высоких частот. Можно резюмировать, что катушка индуктивности пропускает сигналы низких частот (есть низкий импеданс) и блокирует сигналы высоких частот (есть высокий импеданс).

Пример 3:

Как получить импеданс индуктора 12 мГн при 60 Гц?

Z = 2 x π x 60 Гц x 12 мГн = 2 x 3,1416 x 60 x 0,012 = 4,524 Ом.

Импеданс | Инжиниринг | Fandom

Электрический импеданс или просто импеданс — это мера сопротивления синусоидальному электрическому току. Концепция электрического импеданса обобщает закон Ома для анализа цепей переменного тока. В отличие от электрического сопротивления, полное сопротивление электрической цепи может быть комплексным числом.Оливер Хевисайд ввел термин импеданс в июле 1886 года.

Устойчивый режим переменного тока []

В общем, решения для напряжений и токов в цепи, содержащей резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности (короче говоря, все компоненты с линейным поведением), являются решениями линейного обыкновенного дифференциального уравнения. Можно показать, что если источники напряжения и / или тока в цепи являются синусоидальными и имеют постоянную частоту, решения имеют тенденцию к форме, называемой установившимся режимом переменного тока.Таким образом, все напряжения и токи в цепи синусоидальны и имеют постоянную пиковую амплитуду, частоту и фазу.

Пусть v (t) будет синусоидальной функцией времени с постоянной пиковой амплитудой Vp, постоянной частотой f и постоянной фазой φ.

Где: v (t) — функция напряжения

— максимальная амплитуда напряжения

, где f — постоянная частота, — постоянная фаза, ω — угловая скорость (в радианах в секунду), ω = 2π f , j — мнимая единица (), и означает действительную часть комплексного числа z .

Теперь позвольте комплексному числу V быть задано следующим образом:

V называется векторным представлением v (t) . V — постоянное комплексное число. Для цепи в установившемся режиме переменного тока все напряжения и токи в цепи имеют векторные представления, если все источники имеют одинаковую частоту. То есть каждое напряжение и ток можно представить как постоянное комплексное число. Для анализа цепи постоянного тока каждое напряжение и ток представлены постоянным действительным числом.Таким образом, разумно предположить, что правила, разработанные для анализа цепей постоянного тока, можно использовать для анализа цепей переменного тока, используя комплексные числа вместо действительных чисел.

Определение электрического импеданса []

Импеданс элемента схемы определяется как отношение векторного напряжения на элементе к векторному току через элемент:

Следует отметить, что, хотя Z — это отношение двух векторов, Z сам по себе не является вектором.То есть Z не связано с некоторой синусоидальной функцией времени.

Для цепей постоянного тока сопротивление определяется законом Ома как отношение постоянного напряжения на резисторе к постоянному току через резистор:

где и выше являются постоянными действительными значениями.

Так же, как закон Ома обобщается на цепи переменного тока с помощью векторов, другие результаты анализа цепей постоянного тока, такие как деление напряжения, деление тока, теорема Тевенина и теорема Нортона, обобщаются на цепи переменного тока.

Импеданс различных устройств []

Резистор []

Для резистора имеем соотношение:

То есть отношение мгновенного напряжения и тока, связанного с резистором, представляет собой значение сопротивления постоянному току, обозначенное R. Поскольку R является постоянным и действительным, отсюда следует, что если v (t) синусоидальный , i (t) также синусоидален с той же частотой и фазой. Таким образом, мы имеем, что сопротивление резистора равно R:

Конденсатор []

Для конденсатора имеем соотношение

.Теперь позвольте

Отсюда следует, что

Используя векторную нотацию и результат выше, запишите наше первое уравнение как:

Отсюда следует, что полное сопротивление конденсатора равно

Индуктор []

Для индуктора имеем:

По тем же соображениям, что и в приведенном выше примере конденсатора, следует, что полное сопротивление катушки индуктивности составляет:

Реактивное сопротивление []

См. Основную статью: Электрическое реактивное сопротивление

Термин реактивное сопротивление относится к мнимой части импеданса.Некоторые примеры:

Полное сопротивление резистора составляет R (его сопротивление) , а его реактивное сопротивление составляет 0 .

Полное сопротивление с конденсатора составляет Дж (-1 / ωC) , а его реактивное сопротивление составляет -1 / ωC .

Полное сопротивление s индуктора составляет Дж ω L , а его реактивное сопротивление составляет Ом L .

Важно отметить, что полное сопротивление конденсатора или катушки индуктивности является функцией частоты f и является мнимой величиной, но, безусловно, является реальным физическим явлением, связывающим сдвиг фаз между векторами напряжения и тока из-за к наличию конденсатора или катушки индуктивности.Ранее было показано, что сопротивление резистора является постоянным и действительным, другими словами, резистор не вызывает сдвига фаз между напряжением и током, как конденсаторы и катушки индуктивности.

Когда резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности объединены в цепи переменного тока, импедансы отдельных компонентов могут быть объединены таким же образом, как сопротивления объединены в цепи постоянного тока. Результирующий эквивалентный импеданс, как правило, является сложной величиной. То есть эквивалентный импеданс имеет действительную и мнимую части.Действительная часть обозначается R, а мнимая часть обозначается X. Таким образом:

называется резистивной частью импеданса, а реактивной частью импеданса. Поэтому конденсатор или катушку индуктивности принято называть реактивным сопротивлением или, что эквивалентно, реактивным компонентом (элементом схемы). Кроме того, импеданс емкости отрицательный мнимый, в то время как импеданс катушки индуктивности является положительным мнимым.Таким образом, емкостное реактивное сопротивление относится к отрицательному реактивному сопротивлению, а индуктивное реактивное сопротивление относится к положительному реактивному сопротивлению.

Реактивный компонент отличается тем, что синусоидальное напряжение на компоненте находится в квадратуре с синусоидальным током, протекающим через компонент. Это означает, что компонент попеременно поглощает энергию из цепи, а затем возвращает энергию в цепь. То есть, в отличие от сопротивления, реактивное сопротивление не рассеивает мощность.

Поучительно определить значение емкостного реактивного сопротивления на крайних частотах. Когда частота приближается к нулю, емкостное реактивное сопротивление неограниченно возрастает, так что конденсатор приближается к разомкнутой цепи для синусоидальных источников очень низкой частоты. По мере увеличения частоты емкостное реактивное сопротивление приближается к нулю, так что конденсатор приближается к короткому замыканию для очень высокочастотных синусоидальных источников.

И наоборот, индуктивное реактивное сопротивление приближается к нулю, когда частота приближается к нулю, так что индуктор приближается к короткому замыканию для очень низкочастотных синусоидальных источников.По мере увеличения частоты индуктивное реактивное сопротивление увеличивается, так что катушка индуктивности приближается к разомкнутой цепи для синусоидальных источников очень высокой частоты.

Суммирование импедансов []

Объединение импедансов в последовательной, параллельной или треугольной конфигурации такое же, как для резисторов. Разница в том, что комбинирование импедансов включает в себя манипуляции с комплексными числами.

Последовательно []

Последовательное объединение импедансов просто:

Параллельно []

Параллельное объединение импедансов намного сложнее, чем объединение простых свойств, таких как сопротивление или емкость, из-за члена умножения.

В рационализированном виде эквивалентное сопротивление составляет:

См. Также Последовательные и параллельные схемы.

Цепи с общими источниками []

Импеданс определяется отношением двух векторов, где вектор — это комплексная пиковая амплитуда синусоидальной функции времени. Для более общих периодических источников и даже непериодических источников все же можно использовать понятие импеданса.Можно показать, что практически все периодические функции времени можно представить рядом Фурье. Таким образом, общий периодический источник напряжения можно рассматривать как (возможно, бесконечную) последовательную комбинацию источников синусоидального напряжения. Аналогичным образом, общий периодический источник тока можно рассматривать как (возможно, бесконечную) параллельную комбинацию источников синусоидального тока.

Используя технику суперпозиции, каждый источник активируется по одному, и решение цепи переменного тока находится с использованием импедансов, рассчитанных для частоты этого конкретного источника.Окончательные решения для напряжений и токов в цепи вычисляются как суммы членов, рассчитанных для каждого отдельного источника. Однако важно отметить, что фактические напряжения и токи в цепи не имеют представления вектора. Фазоры можно складывать вместе только тогда, когда каждый представляет функцию времени той же частоты . Таким образом, векторные напряжения и токи, которые вычисляются для каждого конкретного источника, должны быть преобразованы обратно в их представление во временной области до того, как произойдет окончательное суммирование.

Этот метод можно обобщить на непериодические источники, в которых дискретные суммы заменены интегралами. То есть вместо ряда Фурье используется преобразование Фурье.

Величина и фаза полного сопротивления []

Комплексные числа обычно выражаются в двух различных формах. Прямоугольная форма — это просто сумма действительной части с произведением j и мнимой части:

Полярная форма комплексного числа — это произведение действительного числа, называемого величиной, и другого комплексного числа, называемого фазой:

Где величина определяется по формуле:

а угол определяется по формуле:

Эквивалентно величина определяется по формуле:

Где Z * обозначает комплексное сопряжение Z:.

Пиковый вектор в сравнении с среднеквадратичным вектором []

Синусоидальное напряжение или ток имеет пиковое значение амплитуды, а также среднеквадратичное значение. Можно показать, что действующее значение синусоидального напряжения или тока определяется выражением:

Во многих случаях анализа переменного тока среднеквадратичное значение синусоиды более полезно, чем пиковое значение. Например, чтобы определить количество мощности, рассеиваемой резистором из-за синусоидального тока, необходимо знать действующее значение тока.По этой причине источники напряжения вектора и тока часто указываются как среднеквадратичное значение вектора. То есть величина фазора — это среднеквадратичное значение соответствующей синусоиды, а не пиковая амплитуда. Обычно среднеквадратичные векторы используются в электроэнергетике, тогда как векторы пиковых значений часто используются при анализе цепей малой мощности.

В любом случае, импеданс явно один и тот же независимо от того, используются ли векторы пиков или среднеквадратичные векторы, поскольку коэффициент масштабирования компенсируется при измерении соотношения векторов.

Согласованные импедансы []

При установке компонентов вместе для передачи электромагнитных сигналов важно согласовать импеданс, который может быть достигнут с помощью различных согласующих устройств. Несоблюдение этого правила называется рассогласованием импеданса и приводит к потере сигнала и отражениям. Наличие отражений позволяет использовать рефлектометр во временной области для обнаружения несовпадений в системе передачи.

Например, обычная радиочастотная антенна для телевещания в Северной Америке была стандартизирована до 300 Ом с использованием сбалансированной неэкранированной плоской проводки.Однако в системах кабельного телевидения ввели использование несимметричной экранированной круглой проводки сопротивлением 75 Ом, которую нельзя было подключить к большинству телевизоров того времени. Чтобы использовать новую проводку на старом телевизоре, были широко доступны небольшие устройства, известные как балуны . Сегодня большинство телевизоров просто стандартизированы на питание с сопротивлением 75 Ом.

Обратные величины []

Величина, обратная нереактивному сопротивлению, называется проводимостью. Точно так же величина, обратная импедансу, называется проводимостью.Проводимость — это действительная часть допуска, а мнимая часть называется восприимчивостью. Проводимость и восприимчивость — это , а не , обратные сопротивлению и реактивному сопротивлению в целом, а только для чисто резистивных или чисто реактивных импедансов.

Аналоговые импедансы []

Электромагнитное сопротивление []

В задачах распространения электромагнитных волн в однородной среде полное сопротивление среды определяется как:

где μ и ε — проницаемость и диэлектрическая проницаемость среды соответственно.

Акустический импеданс []

В полной аналогии с электрическим импедансом, обсуждаемым здесь, также определяется акустический импеданс, комплексное число, которое описывает, как среда поглощает звук, связывая амплитуду и фазу приложенного звукового давления с амплитудой и фазой результирующего звукового потока.

Импеданс передачи данных []

Другая аналогичная чеканка — использование импеданса компьютерными программистами для описания того, насколько легко или сложно передавать данные и поток управления между частями системы, обычно написанными на разных языках.Обычно используется описание двух программ или языков / сред как имеющих несоответствие с низким или высоким импедансом.

Приложение к физическим устройствам []

Обратите внимание, что приведенные выше уравнения применимы только к теоретическим устройствам. Реальные резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности более сложны, и каждый из них может быть смоделирован как сеть теоретических резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Номинальные импедансы реальных устройств на самом деле являются номинальными импедансами и точны только для узкого частотного диапазона и обычно менее точны для более высоких частот.Даже в пределах номинального диапазона сопротивление катушки индуктивности может быть отличным от нуля. Выше номинальных частот резисторы становятся индуктивными (в большей степени силовые резисторы), конденсаторы и катушки индуктивности могут становиться более резистивными. Соотношение между частотой и импедансом может даже не быть линейным вне номинального диапазона устройства.

См. Также []

Антенный тюнер
Волновое сопротивление
Возврат остатка
Балансировочная сеть
Параллельный убыток
Коэффициент демпфирования
Прямое эхо
Генератор гармоник
Мостовое сопротивление
Согласование импеданса
Загрузка
Логопериодическая антенна
Физические константы
Коэффициент отражения
Потери на отражение, отражение (электрическое)
Резонанс
Обратный убыток
Чувствительность
Отражение сигнала
Диаграмма Смита
Стоячая волна
Рефлектометр
Коэффициент стоячей волны напряжения
Волновое сопротивление
Электрическое реактивное сопротивление
Индуктивность
номинальное сопротивление
Механическое сопротивление

Внешние ссылки []

Когда последовательная цепь RLC находится в резонансе, ее полное сопротивление: (a) равно ее сопротивлению, (b) -pi / 2 Ом, (c) pi / 2 Ом, (d) максимум, (e) ноль. 2}} \ end {align} $$

Здесь:

{eq} X_L {/ eq} — индуктивное реактивное сопротивление.

{eq} X_C {/ eq} — емкостное реактивное сопротивление.

{экв} R {/ eq} — сопротивление.

Ответ и объяснение: 1

Ответ: (а) Равно сопротивлению.

Данные:

Последовательная цепь RLC находится в резонансе.

Если емкостное сопротивление ({eq} X_C {/ eq}) и индуктивное реактивное сопротивление ({eq} X_L {/ eq}) равны, тогда цепь называется резонансной.2} \\ \\ Z & = \ color {синий} {R} \ end {align} {/ eq}

Импеданс цепи равен ее сопротивлению.

Подробнее по теме:

Получите доступ к этому видео и всей нашей библиотеке вопросов и ответов

Импеданс в цепях переменного тока
из
Глава 13 / Урок 8
4.1K
В этом уроке вы узнаете о темах, которые включают разницу между цепями постоянного и переменного тока, использование среднеквадратичных значений, определения импеданса и реактивного сопротивления, а также расчеты реактивного сопротивления конденсаторов и катушек индуктивности.
Изучите нашу библиотеку вопросов и ответов для домашних заданий
^* Наши специалисты постараются ответить в течение 30 минут, но это не гарантируется.
Определение импеданса — Химический словарь
Что такое импеданс?
Импеданс — это частотно-зависимая мера сопротивления току в электрической цепи. Поскольку импеданс зависит от частоты, он наблюдается только в цепях переменного тока.

Как и электрическое сопротивление, импеданс измеряется в омах, символ Ω. Фактически, электрическое сопротивление можно рассматривать как частный случай импеданса.
Идеальное поведение резистора не зависит от частоты электричества.Когда переменное напряжение подается на идеальный резистор, протекающий ток всегда находится в фазе с напряжением — Другими словами, независимо от частоты, напряжения и тока, пиковое и минимальное значение одновременно: соотношение напряжение: ток постоянно.
Когда имеется импеданс, а не сопротивление, протекающий ток не в фазе с напряжением: соотношение напряжение: ток зависит от частоты.
При наличии импеданса пики и спады напряжения (красный) и тока (голубой) не совпадают по фазе.В этом случае ток отстает от напряжения.
Математически разность фаз легче всего решить с помощью комплексных чисел. Импеданс Z можно рассчитать по формуле:
Z = R + jX
где R — сопротивление, j — √-1, а X — реактивное сопротивление.
Реактивное сопротивление — частотно-зависимая часть импеданса — различных электрических устройств различается. Реактивное сопротивление катушки индуктивности Z _L составляет:
Z _L = jωL
где j — √-1, ω — частота, а L — индуктивность.
Реактивное сопротивление конденсатора Z _C составляет:
Z _C = (jωC) ^-1
где j — √-1, ω — частота, а C — емкость.
Большинство электрических систем не являются чисто резистивными. В реальном мире сопротивление обычно возникает намеренно или случайно.
Чистое сопротивление противостоит току, рассеивая энергию в виде тепла. Индуктор противодействует току, накапливая энергию в магнитном поле. Когда ток падает, катушка индуктивности высвобождает накопленную энергию.Конденсатор противодействует току, накапливая энергию в электрическом поле. Когда напряжение падает, конденсатор высвобождает накопленную энергию.

.

ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — это… Что такое ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ?

Смотреть что такое «ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ» в других словарях:

Полное сопротивление цепи — Справочник химика 21

Выражение ома для цепи с активным сопротивлением. Активное, реактивное и полное сопротивление цепи

Формулы

Шаги

Полное сопротивление цепей переменного тока

общие сведения, зависимость от других величин и формулы расчета

Физический смысл

Зависимость электропроводимости

Электрические величины

Геометрические параметры и тип вещества

Температура проводника

Цепь переменного тока

Измерение сопротивления

46. Полное сопротивление в цепи переменного тока.

47.Импеданс тканей. Физические основы реографии.

Как найти полное сопротивление цепи

Полное сопротивление при последовательном соединении R и X

Полное сопротивление при параллельном соединение R и X

Импеданс цепи — обзор

Импеданс

Летный механик рекомендует

Что такое электрическое сопротивление? | ОРЕЛ

Не совсем яблоки в яблоки

Но что такое реактивность?

Индуктивное реактивное сопротивление

Емкостное реактивное сопротивление

Как измерить импеданс?

Расчет импеданса конденсатора

Расчет импеданса индуктора

Расчет общего импеданса

Практический импеданс

Импеданс индуктора — Индуктивное реактивное сопротивление — Индуктивность

Импеданс индуктора (индуктивное реактивное сопротивление).

Оператор «j».

Вт (угловая частота).

Как рассчитать индуктивность индуктора?

Импеданс | Инжиниринг | Fandom

Устойчивый режим переменного тока []

Определение электрического импеданса []

Импеданс различных устройств []

Резистор []

Конденсатор []

Индуктор []

Реактивное сопротивление []

Суммирование импедансов []

Последовательно []

Параллельно []

Цепи с общими источниками []

Величина и фаза полного сопротивления []

Пиковый вектор в сравнении с среднеквадратичным вектором []

Согласованные импедансы []

Обратные величины []

Аналоговые импедансы []

Электромагнитное сопротивление []

Акустический импеданс []

Импеданс передачи данных []

Приложение к физическим устройствам []

См. Также []

Внешние ссылки []

Когда последовательная цепь RLC находится в резонансе, ее полное сопротивление: (a) равно ее сопротивлению, (b) -pi / 2 Ом, (c) pi / 2 Ом, (d) максимум, (e) ноль. 2}} \ end {align} $$

Ответ и объяснение: 1

Подробнее по теме:

Изучите нашу библиотеку вопросов и ответов для домашних заданий

Определение импеданса — Химический словарь

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики