/ / Индуктивна реакция - Реактивност на индуктор

Индуктивна реакция - Реактивност на индуктор

индуктори

Досега сме разглеждали поведението надросели, свързани с захранвания с постоянен ток и се надяваме досега да знаем, че когато се прилага напрежение с постоянен ток през индуктор, растежът на тока през него не е мигновен, а се определя от индуктивните или обратно индуцираните стойности.

Също така видяхме, че токът на дроселите продължавада се покачи, докато достигне максималното си състояние на стабилно състояние след пет времеви константи. Максималният ток, протичащ през индуктивна намотка, се ограничава само от резистивната част на намотките на бобините в ома и както знаем от закона за ома, това се определя от съотношението на напрежението над тока, V / R.

Когато се прилага променливо или променливо напрежениепрез индуктор потока на тока през него се държи много по-различно от това на прилагано DC напрежение. Ефектът от синусоидалното захранване създава фазова разлика между напрежението и токовите форми на вълната. Сега в AC верига, опозицията на текущия поток през намотките на бобините зависи не само от индуктивността на бобината, но и от честотата на AC формата на вълната.

Противопоставянето на ток, протичащ през серпентина в променливотокова верига, се определя от съпротивлението на променлив ток, по-известен като импеданс (Z), на веригата. Но съпротивлението винаги е свързано с постояннотокови вериги, за да се разграничи съпротивлението на DC от съпротивлението на променлив ток реактивно съпротивление обикновено се използва.

Също като съпротивлението, стойността на реактивното съпротивление също се измерва в ома, но се дава символът X (главна буква „X“), за да се разграничи от чисто резистивна стойност.

Тъй като компонентът, който ни интересува, еиндуктор, реактивното съпротивление на индуктор се нарича "индуктивна реакция". С други думи, електрическото съпротивление на индуктори, когато се използва в верига за променлив ток, се нарича Индуктивна реакция.

Индуктивна реакция което се дава символът XL, е свойството в променливотокова верига, която се противопоставя на промяната на тока. В нашите уроци за кондензатори в AC Circuits, видяхме, че в чисто капацитивна верига, ток I° С „Направя“ напрежението с 90о, В чисто индуктивна верига на тока е вярно точно обратното, ток IL “LAGS” на приложеното напрежение с 90оили (π / 2 rads).

AC индуктор верига

индуктор в верига за променлив ток

В чисто индуктивната верига по - гореиндуктор е свързан директно през захранващото напрежение. Тъй като захранващото напрежение се увеличава и намалява с честотата, самоиндуцираната обратна едс също се увеличава и намалява в бобината по отношение на тази промяна.

Ние знаем, че това самостоятелно индуцирано ЕМП е директнопропорционална на скоростта на промяна на тока през бобината и е най-голяма, когато захранващото напрежение преминава от положителния му половин цикъл до отрицателния му половин цикъл или обратно в точките 0,о и 180о по синусоида.

Следователно, минималната норма на промяна на. \ Tнапрежението настъпва, когато AC синусовата вълна преминава през максималното или минималното пиково напрежение. При тези позиции в цикъла максималните или минималните токове преминават през индукторната верига и това е показано по-долу.

Диаграма на фазора на индикаторите за променлив ток

фазова диаграма на индуктора

Тези форми на напрежение и ток показват, че за чисто индуктивна верига токът изостава от напрежението с 90о, Също така можем да кажем, че напрежението води тока до 90о, Така или иначе общият израз е, че настоящите лагове, както е показано на векторната диаграма. Тук текущият вектор и векторът на напрежението са показани изместени с 90о. Токът изостава от напрежението.

Можем също да напишем това твърдение като, VL = 0о и азL = -90о по отношение на напрежението VL, Ако напрежението на вълната е класифицирано като синусоидална, то токът, IL може да се класифицира като отрицателен косинус и можем да дефинираме стойността на тока във всеки един момент като:

мигновен ток на индуктор

Където: ω е в радиани в секунда и t е в секунди.

Тъй като токът винаги изостава с 90 °о в чисто индуктивна верига, можем да намерим фазата на тока, като знаем фазата на напрежението или обратното. Така че, ако знаем стойността на VL, тогава азL трябва да изостава с 90о, По същия начин, ако знаем стойността на IL след това VL следователно трябва да доведе до 90о, Тогава това съотношение на напрежението към тока в индуктивната верига ще произведе уравнение, което определя Индуктивна реакция, хL на бобината.

Индуктивна реакция

индуктивно съпротивление

Можем да пренапишем горното уравнение за индуктивно съпротивление в по-позната форма, която използва обикновената честота на захранване вместо ъгловата честота в радиани, ω и това се дава като:

уравнение на индуктивно съпротивление

Където: ƒ е честотата и L е индуктивността на намотката и 2πƒ = ω.

От горното уравнение за индуктивно съпротивление може да се види, че ако някоя от двете Честота или индуктивност увеличава общата индуктивна реактивна стойност. Тъй като честотата наближава до безкрайност, реактивността на индукторите също ще се увеличи до безкрайност, действайки като отворена верига.

Въпреки това, тъй като честотата се приближава до нула или постоянен ток, индуктивността на индукторите ще намалее до нула, като действа като късо съединение. Това означава, че индуктивното съпротивление е "пропорционално" на честотата.

С други думи, индуктивното съпротивление нараства с честотата, която води до XL са малки при ниски честоти и XL високи на високи честоти и това е показано на следната графика:

Индуктивна реакция срещу честота

реактивност спрямо честотата

Наклонът показва, че “индуктивната реакция” на индуктор се увеличава с увеличаване на честотата на подаване.

Следователно Индуктивна реакция е пропорционално на честотата, даваща: (XL α ƒ)

Тогава можем да видим, че в DC един индуктор има нулево съпротивление (късо съединение), при високи честоти индуктор има безкрайно съпротивление (отворен кръг).

Пример за индукционна реакция No1

А индуктивност 150mH и нулево съпротивление е свързан през 100V, 50Hz захранване. Изчислява се индуктивното съпротивление на бобината и тока, протичащ през него.

пример на индуктивно съпротивление 1

Захранване с променлив ток през верига LR Series

Досега сме разглеждали чисто индуктивеннамотка, но е невъзможно да има чиста индуктивност, тъй като всички намотки, релета или соленоиди ще имат определено съпротивление независимо от това колко малка е свързана с навивките на кабелите. Тогава можем да разгледаме нашата проста намотка като съпротивление последователно с индуктивност.

В AC верига, която съдържа както индуктивност, L и съпротивление, R напрежението, V ще бъде phasor сумата на двете компонентни напрежения, VR и VL, Това означава, че токът, протичащ през серпентината, все още ще забавя напрежението, но с по-малко от 90о в зависимост от стойностите на VR и VL.

Новият фазов ъгъл между напрежението и тока е известен като фазов ъгъл на веригата и е даден на гръцкия символ phi, Φ.

За да може да се създаде векторна диаграма натрябва да се намери връзка между напрежението и тока, референтен или общ компонент. В последователно свързана верига R-L токът е общ, тъй като през всеки компонент протича същият ток. Векторът на това референтно количество обикновено се изтегля хоризонтално от ляво на дясно.

От нашите уроци за резистори и кондензатори знаем, че токът и напрежението в резистивната променливотокова верига са едновременно „във фаза” и следователно вектор,R се начертава на наклонен към текущата или базовата линия.

От горното знаем също, че токът „изостава” от напрежението в чисто индуктивна верига и следователно вектор, VL е изтеглено 90о пред текущия еталон и в същата скала като VR и това е показано по-долу.

LR серия AC верига

lr серия верига

В векторната диаграма по-горе може да се види товалиния OB представлява текущата референтна линия, линия OA е напрежението на резистивния компонент и е във фаза с тока. Линията OC показва индуктивното напрежение, което е 90о пред тока, следователно може да се види, че токът изостава от напрежението с 90о, Линията OD ни дава резултата или захранващото напрежение във веригата. Триъгълникът на напрежението е извлечен от теоремата на Питагор и е даден като:

верига с променлив ток rl серия

В DC ​​верига, съотношението на напрежението към тока се нарича съпротивление. Въпреки това, в променливотокова верига това съотношение е известно като импеданс, Z с единици отново в ома. Импедансът е общото съпротивление на токовия поток в „верига за променлив ток“, съдържащ съпротивление и индуктивно съпротивление.

Ако разделим страните на напрежението триъгълникпо-горе от тока се получава друг триъгълник, чиито страни представляват съпротивлението, реактивността и импеданса на бобината. Този нов триъгълник се нарича „Импедансният триъгълник“

Импедансният триъгълник

импеданс триъгълник

Пример за индукционна реакция No2

Електромагнитната бобина има съпротивление от 30 ома и индуктивност 0,5H. Ако токът, протичащ през бобината, е 4 ампера. Изчисли,

а) Напрежението на захранването, ако честотата е 50Hz.

Захранващо напрежение 50hz

б) Фазовият ъгъл между напрежението и тока.

фазов ъгъл

Мощностен триъгълник на AC индуктор

Има един друг тип триъгълна конфигурация, която можем да използваме за индуктивна верига и която е на "Power Triangle". Силата в индуктивната верига е известна като Реактивна мощност или волт-усилватели реактивни, символ Var което се измерва в волт-ампера. В верига от променлив ток от серия RL, токът изостава от захранващото напрежение с ъгъл Φо.

При чиста индуктивна верига токът ще бъде извън фаза с пълни 90о към захранващото напрежение. Като такава, общата реактивна мощност, консумирана от намотката, ще бъде равна на нула, тъй като всяка консумирана мощност се премахва от генерираната самоиндуцирана мощност на ЕРС. С други думи, нетната мощност в ватове, консумирана от чист индуктор в края на един пълен цикъл, е нула, тъй като енергията е взета от доставката и се връща към нея.

Реактивната мощност (Q) на бобината може да се даде като: I2 x XL (подобно на I2R в DC верига). След това трите страни на триъгълник на мощност в верига за променлив ток са представени от явна мощност, (S), реална мощност, (P) и реактивна мощност (Q), както е показано.

Мощност триъгълник

мощност триъгълник

Имайте предвид, че действителен индуктор или бобина ще консумират енергия във ватове поради съпротивлението на намотките, създаващи импеданс, Z.

Коментари (0)
Добави коментар