Una dintre celebrele legi legate de electricitate este „Legea lui Ohm”. Legea lui Ohms oferă o relație empirică care descrie conductivitate a diferitelor materiale conductoare electric. Conform acestei legi, curentul care curge într-un conductor este direct proporțional cu tensiunea din conductor, cu rezistența ca constantă de proporționalitate. Aici, unitățile de curent sunt ampere, unitățile de tensiune sunt date în volți, iar unitățile de rezistență sunt ohmi. În fizică, această lege este de obicei folosită și pentru a se referi la diverse generalizări ale legii, cum ar fi în formă vectorială în electromagnetică. În mod similar, atunci când lucrați cu AC inductori , se utilizează legea ohmilor, unde rezistența este denumită „Reactanță inductivă” în loc de „rezistență”.
Ce este reactanța inductivă?
Când tensiunea este aplicată unui inductor, un curent este indus în circuitul inductorului. Cu toate acestea, acest curent nu este generat instantaneu, ci crește cu o viteză rapidă determinată de valorile autoinduse ale inductorului. Curentul indus este limitat de elementele rezistive prezente în înfășurările bobinei inductorului. Aici, cantitatea de rezistență depinde de raportul dintre tensiunea aplicată și curentul indus, așa cum se menționează în legea lui Ohm.
Figura de mai jos este un circuit inductor utilizat pentru a calcula reactanța inductivă.
Reactivitate inductivă
Cu toate acestea, când inductorul este conectat la circuitul de curent alternativ, fluxul de curent se comportă diferit. Aici se folosește alimentarea sinusoidală. Prin urmare, apare o diferență de fază între tensiunea și forma de undă curentă. Acum, când se utilizează sursa de curent alternativ pentru bobina inductorului, pe lângă inductanța bobinei, curentul trebuie să se confrunte și cu opoziția față de frecvența formei de undă de curent alternativ. Această rezistență cu care se confruntă curentul în inductor în timp ce este conectat în circuitul de curent alternativ este denumită „rezistență inductivă”.
Diferența dintre inductanță și reactanță
Inductanța este capacitatea unui material de a induce o tensiune în acesta atunci când există o modificare a fluxului de curent în interiorul acestuia. Simbolul pentru inductanță este „L”. Întrucât, reactanţă este proprietatea materialelor electrice care se opune schimbării curentului. Unitățile de reactanță sunt „Ohm” și este notată cu simbolul „X” pentru a o deosebi de rezistența normală.
Reactanța funcționează similar cu rezistență electrică dar spre deosebire de rezistență, reactanța nu disipă puterea ca căldură. Mai degrabă stochează energia ca valoare de reactanță și o returnează în circuit. Un inductor ideal are rezistență zero, în timp ce un rezistor ideal are reactanță zero.
Derivarea formulelor de reactivitate inductivă
Reactanța inductivă este termenul legat de circuitele de curent alternativ. Se opune fluxului de curent în circuitele de curent alternativ. Într-un circuit inductiv de curent alternativ datorat diferenței de fază, forma de undă curentă „LAGS” forma de undă de tensiune aplicată cu 90 de grade, adică dacă forma de undă de tensiune este la 0 grade, forma de undă curentă va fi la -90 grade.
Într-un circuit inductiv, inductorul este plasat pe sursa de tensiune AC. Emf auto-indus în inductor crește și scade odată cu creșterea și scăderea frecvenței tensiunii de alimentare. Emf auto-indus este direct proporțional cu rata de schimbare a curentului din bobina inductorului. Cea mai mare rată de schimbare apare atunci când forma de undă a tensiunii de alimentare trece de la jumătatea ciclului pozitiv la un semiciclu negativ sau invers.
Într-un circuit inductiv, curentul întârzie tensiunea. Deci, dacă tensiunea este la 0 grade, atunci curentul va fi la -90 grade față de tensiune. Prin urmare, atunci când sunt luate în considerare formele de undă sinusoidale, forma de undă de tensiune VLpoate fi clasificat ca undă sinusoidală și formă de undă curentă ILca undă cosinus negativă.
Astfel, curentul la un punct poate fi definit ca:
EuL= Eumax. păcat (ωt - 900), este în radiani și „t” în secunde
Raportul dintre tensiune și curent în circuitul inductiv dă valoarea reactanței inductive XL
Astfel, XL= VL/ EuLohmi = ωL = 2πfL ohmi
Aici, L este inductanța, f este frecvența și 2πf = ω
Din această derivare, se poate observa că reactanța inductivă este direct proporțională cu frecvența ‘f’ și inductanța ‘L’ a inductorului. Cu o creștere a frecvenței de tensiune sau a inductanței bobinei, reactanța generală a circuitului crește. Pe măsură ce frecvența crește la infinit, reactanța inductivă crește și la infinit acționând similar cu un circuit deschis. Pentru o scădere a frecvenței la zero, reactanța inductivă scade, de asemenea, la zero, acționând similar cu un scurtcircuit.
Simbol
Reactanța inductivă este rezistența cu care se confruntă fluxul de curent în inductor atunci când este furnizată tensiunea de curent alternativ. Unitățile sale sunt similare cu unitățile de rezistență. Simbolul reactanței inductive este „XL„. Deoarece curentul rămâne cu 90 de grade față de inductorul de tensiune, având valoarea pentru oricare dintre cantități, cealaltă poate fi calculată cu ușurință. Dacă tensiunea este cunoscută, atunci prin deplasarea negativă de 90 de grade a formei de undă a tensiunii, forma de undă curentă poate fi derivată.
Exemplu
Să vedem un exemplu pentru a calcula reactanța inductivă.
Un inductor cu inductanță de 200mH și rezistență zero este conectat la o sursă de tensiune de 150v. Frecvența alimentării cu tensiune este de 60Hz. Calculați reactanța inductivă și curentul care curge prin inductor
Reactanța inductivă
XL= 2πfL
= 2π × 50 × 0,20
= 76,08 ohmi
Actual
EuL= VL/ XL
= 150 / 76,08
= 1,97 A
În circuitele electrice și electronice, termenul „reactanță” este utilizat în mod regulat cu circuitele cu inductor și condensator. O creștere a valorii reactanței în aceste circuite duce la o scădere a curentului în ele. Reactanța inductivă determină ieșirea din fază a tensiunii și curentului. În sistemele de energie electrică, acest lucru va limita capacitatea de alimentare a liniilor de transmisie AC. Deși curentul încă circulă în astfel de situații, dar liniile de transmisie se vor încălzi și nu va exista un transfer eficient de energie. Deci, este important să monitorizăm reactanța inductivă a circuitelor. Care este diferența de fază între formele de undă de tensiune și curent pentru circuitul inductor?
