Deci, acum ne-am uitat la comportamentul inductoare conectat la DC provizii și să sperăm că de acum știm că atunci când o tensiune de curent continuu este aplicat peste un inductor, de creștere a curentului prin ea nu este instantanee, dar este determinată de inductoare auto-induse sau înapoi emf valoare.de asemenea, am văzut că curentul inductoarelor continuă să crească până când atinge starea maximă de echilibru după cinci constante de timp., Curentul maxim care curge printr-o bobină inductivă este limitat doar de partea rezistivă a înfășurărilor bobinelor în ohmi și, după cum știm din Legea Ohms, aceasta este determinată de raportul dintre tensiunea peste curent, V/R.
când o tensiune alternativă sau AC este aplicată peste un inductor, fluxul de curent prin acesta se comportă foarte diferit de cel al unei tensiuni DC aplicate. Efectul unei alimentări sinusoidale produce o diferență de fază între tensiune și formele de undă actuale., Acum, într-un circuit de curent alternativ, opoziția față de fluxul de curent prin înfășurările bobinelor nu depinde numai de inductanța bobinei, ci și de frecvența formei de undă AC.opoziția față de curentul care curge printr-o bobină într-un circuit de curent alternativ este determinată de rezistența AC, mai cunoscută sub numele de impedanță (Z), a circuitului. Dar rezistența este întotdeauna asociată cu circuitele DC, astfel încât pentru a distinge rezistența DC de rezistența AC, termenul de reactanță este utilizat în general.,la fel ca rezistența, valoarea reactanței este măsurată și în ohmi, dar i se dă simbolul X, (majusculă „X”), pentru a o distinge de o valoare pur rezistivă.deoarece componenta care ne interesează este un inductor, reactanța unui inductor este, prin urmare, numită „reactanță inductivă”. Cu alte cuvinte, o rezistență electrică inductoare atunci când este utilizată într-un circuit de curent alternativ se numește reactanță inductivă.reactanța inductivă care este dată de simbolul XL, este proprietatea unui circuit de curent alternativ care se opune modificării curentului., În tutorialele noastre despre condensatoarele din circuitele AC, am văzut că într-un circuit pur capacitiv, curentul IC „conduce” tensiunea cu 90o. într-un circuit AC pur inductiv exact opusul este adevărat, curentul IL „întârzie” tensiunea aplicată cu 90o sau (π/2 rads).
circuit Inductor AC
în circuitul pur inductiv de mai sus, inductorul este conectat direct peste tensiunea de alimentare AC., Pe măsură ce tensiunea de alimentare crește și scade odată cu frecvența, emf-ul spate auto-indus crește și scade și bobina în raport cu această schimbare.
știm că acest emf auto-indus este direct proporțional cu rata de schimbare a curentului prin bobină și este cel mai mare, deoarece tensiunea de alimentare trece de la jumătatea ciclului său pozitiv la jumătatea ciclului său negativ sau invers în puncte, 0o și 180o de-a lungul undei sinusoidale.,în consecință, rata minimă de schimbare a tensiunii apare atunci când unda sinusoidală AC trece la nivelul maxim sau minim al tensiunii de vârf. În aceste poziții ale ciclului, curenții maximi sau minimi curg prin circuitul inductor și acest lucru este prezentat mai jos.aceste forme de undă de tensiune și curent arată că pentru un circuit pur inductiv curentul rămâne în tensiune cu 90o. de asemenea, putem spune, de asemenea, că tensiunea conduce curentul cu 90o., Oricum expresia generală este că decalajele curente așa cum se arată în diagrama vectorială. Aici vectorul curent și vectorul de tensiune sunt arătate deplasate cu 90o. curentul rămâne în tensiune.
putem scrie, de asemenea, această afirmație ca, VL = 0o și IL = -90o în ceea ce privește tensiunea, VL. Dacă forma de undă de tensiune este clasificată ca undă sinusoidală, atunci curentul, IL poate fi clasificat ca cosinus negativ și putem defini valoarea curentului în orice moment ca fiind:
unde: ω este în radiani pe secundă și t este în secunde.,deoarece curentul rămâne întotdeauna tensiunea cu 90o într-un circuit pur inductiv, putem găsi faza curentului cunoscând faza tensiunii sau invers. Deci, dacă știm valoarea VL, atunci IL cred lag de 90o. De asemenea, dacă știm valoarea de apoi IL VL trebuie, prin urmare, duce de 90o. Atunci acest raport de tensiune de curent într-un circuit inductiv va produce o ecuație care definește Reactanța Inductivă, XL bobinei.,
Reactanța Inductivă
putem rescrie ecuația de mai sus pentru reactanța inductivă într-o formă mult mai familiar care utilizează obișnuit frecvența de aprovizionare în loc de frecvența unghiulară în radiani, ω și acest lucru este dat ca:
în cazul în Care: ƒ este Frecvența, iar L este Inductanța Bobinei și 2nƒ = ω.,
din ecuația de mai sus pentru reactanța inductivă, se poate observa că, dacă oricare dintre frecvență sau inductanță a fost crescută, valoarea totală a reactanței inductive ar crește, de asemenea. Pe măsură ce frecvența se apropie de infinit, reactanța inductorilor ar crește, de asemenea, la infinit, acționând ca un circuit deschis.cu toate acestea, pe măsură ce frecvența se apropie de zero sau DC, reactanța inductorilor ar scădea la zero, acționând ca un scurtcircuit. Aceasta înseamnă că reactanța inductivă este „proporțională” cu frecvența.,
cu alte cuvinte, reactanța inductivă crește cu frecvența rezultând într-XL fiind mici la frecvențe joase și XL fiind ridicată la frecvențe înalte și acest lucru a demonstrat în următorul grafic:
Reactanța Inductivă împotriva Frecvență
 |
panta arată că „Reactanța Inductivă” de un inductor crește ca frecvență de alimentare peste creste., prin Urmare, Reactanța Inductivă este proporțională cu frecvența da: ( XL α ƒ ) |
Atunci putem vedea că la DC un inductor are zero reactanța (scurt-circuit), la frecvențe înalte un inductor are infinit reactanța (circuit deschis).
reactanța inductivă exemplu No1
o bobină de inductanță 150mh și rezistență zero este conectată printr-o alimentare de 100V, 50Hz. Calculați reactanța inductivă a bobinei și curentul care curge prin ea.,
Alimentare AC printr-un LR Circuit Serie
până acum am considerat-o pur inductivă a bobinei, dar este imposibil de a avea o inductanță pură ca toate bobine, relee sau solenoizii va avea o anumită cantitate de rezistenta, indiferent de cât de mici asociate cu bobine de spire de fir folosit. Apoi putem considera bobina noastră simplă ca fiind o rezistență în serie cu o inductanță.
într-un circuit de curent alternativ care conține atât inductanță, L și rezistență, R tensiunea, V va fi suma fazorului celor două tensiuni componente, VR și VL., Aceasta înseamnă că curentul care curge prin bobină va rămâne în continuare tensiunea, dar cu o cantitate mai mică de 90o în funcție de valorile VR și VL.
noul unghi de fază dintre tensiune și curent este cunoscut sub numele de unghiul de fază al circuitului și este dat simbolul grecesc phi, Φ.pentru a putea produce o diagramă vectorială a relației dintre tensiune și curent, trebuie găsită o referință sau o componentă comună. Într-un circuit r-L conectat în serie, curentul este comun, deoarece același curent curge prin fiecare componentă., Vectorul acestei cantități de referință este, în general, desenat orizontal de la stânga la dreapta.din tutorialele noastre despre rezistențe și condensatoare știm că curentul și tensiunea într-un circuit de curent alternativ rezistiv sunt ambele „în fază” și, prin urmare, vector, VR este desenat suprapus la scară pe linia curentă sau de referință.
de asemenea, știm de sus, că curentul „lag-uri” tensiunea într-un circuit pur inductiv și, prin urmare, vector, VL este tras 90o în fața referinței curente și la aceeași scară ca VR și acest lucru este prezentat mai jos.,
LR Seria AC Circuit
În vector diagrama de mai sus se poate observa că linia OB reprezintă actuala linie de referință, linia OA este tensiunea de componentă rezistivă și care este în fază cu curentul. Linia OC arată tensiunea inductivă care este 90o în fața curentului, prin urmare, se poate observa că curentul rămâne în tensiune cu 90o. linia OD ne dă tensiunea rezultată sau de alimentare pe circuit., Tensiunea triunghi este derivat din teorema lui Pitagora și este dat ca:
Într-un circuit DC, raportul dintre tensiunea de curent se numește rezistență. Cu toate acestea, într-un circuit AC acest raport este cunoscut sub numele de impedanță, Z cu unități din nou în ohmi. Impedanța este rezistența totală la fluxul de curent într-un” circuit de curent alternativ ” care conține atât rezistență, cât și reactanță inductivă.dacă împărțim laturile triunghiului de tensiune de mai sus cu curentul, se obține un alt triunghi ale cărui laturi reprezintă rezistența, reactanța și impedanța bobinei., Acest nou triunghi este numit un „Impedanta Triunghi”
Impedanța Triunghi
Reactanța Inductivă Exemplu No2
O bobină are o rezistenta de 30 de Ohmi și o inductanță de 0,5 H. Dacă curentul care trece prin bobina este de 4 amperi. Calculați,
a) tensiunea de alimentare dacă frecvența este de 50Hz.
b) unghiul de fază dintre tensiune și curent.,
Putere Triunghi de un AC Inductor
Există un alt tip de triunghi de configurare pe care o putem folosi pentru un circuit inductiv și că este de „Triunghiul puterilor”. Puterea într-un circuit inductiv este cunoscut ca putere reactivă sau volt-amperi reactive, simbol Var care este măsurată în volt-amperi. Într-un circuit de curent alternativ din seria RL, curentul rămâne în tensiunea de alimentare cu un unghi de Φo.într-un circuit de curent alternativ pur inductiv, curentul va fi în afara fazei cu un 90o complet la tensiunea de alimentare., Ca atare, puterea reactivă totală consumată de bobină va fi egală cu zero, deoarece orice Putere consumată este anulată de puterea emf autoindusă generată. Cu alte cuvinte, puterea netă în wați consumată de un inductor pur la sfârșitul unui ciclu complet este zero, deoarece energia este atât preluată din alimentare, cât și returnată.
puterea reactivă, ( Q) a unei bobine poate fi dată ca: i2 X XL (similar cu I2R într-un circuit DC). Apoi, cele trei laturi ale unui triunghi de putere într-un circuit de curent alternativ sunt reprezentate de puterea aparentă, (s), puterea reală, (P ) și puterea reactivă, (Q ) așa cum se arată.,
Triunghiul de putere
