Aprenda o básico: resistência, reatância indutiva, reatância capacitiva e impedância
Na engenharia elétrica, uma variedade de quantidades físicas, incluindo resistência, reatância indutiva, reatância capacitiva e impedância, são frequentemente encontradas.O circuito é frequentemente observado como resistivo, indutivo e capacitivo.Sob condições específicas, o circuito também pode exibir um estado ressonante.Na discussão a seguir, compararemos e contrastaremos as variações e inter -relações entre essas quantidades físicas e as características exibidas pelo circuito após sua integração.
resistência
O fluxo de eletricidade através de um condutor encontra resistência, que é uma medida da oposição do condutor.Uma obstrução maior resulta em maior resistência, enquanto uma obstrução menor produz menos resistência.Enquanto todas as substâncias exibem resistência, existem níveis variados, afetando sua capacidade de impedir a corrente elétrica.Os isoladores são usados para isolar condutores e proteger contra choques elétricos devido à sua capacidade superior de bloquear a corrente.Por outro lado, os supercondutores exibem quase zero resistência.
Os resistores são comumente retratados pela letra r e a resistência é uma característica intrínseca do próprio condutor, independente de fatores externos.Em outras palavras, uma vez que um resistor é fabricado, seu valor de resistência é definido e permanece não afetado por fatores externos.Isso é conhecido como Lei da Resistência e é expresso pela seguinte fórmula:
R = ρl/s
ρ— - A resistividade do material usado para fazer o resistor, a unidade internacional é ohm · metro (ω · m);
L - o comprimento do arame enrolado em um resistor, a unidade internacional é de metros (M);
S-A área de seção transversal do arame enrolou em um resistor, a unidade internacional é de metros quadrados (m²);
R— - Valor da resistência, a unidade internacional é ohm, denominada Ohm (Ω).
A resistência de um resistor é a mesma nos circuitos CA e CC e não muda com alterações na frequência da fonte de alimentação.
Resistência
Em um circuito CA, a bobina do indutor resiste à corrente através de sua reatância indutiva.A magnitude da reatância indutiva pode ser calculada usando a seguinte fórmula.
Xl = ωl = 2πfl
XL é a reatância indutiva, em unidades internacionais de ohms (Ω);
ω é a frequência angular da corrente alternada (CA), a unidade internacional é rad/s (rad);
f é a frequência de corrente alternada, a unidade internacional é Hertz (Hz);
L é a indutância da bobina do indutor, a unidade internacional é Henry (H).
Obviamente, o tamanho da reatância indutiva depende não apenas de seu próprio coeficiente (L), mas também da frequência angular de corrente alternada aplicada externamente (ω) ou da frequência (F).
Quanto maior a indutância L de uma bobina indutora, maior a reatância indutiva XL.
Da mesma forma, quanto maior a frequência angular ω ou frequência f da corrente alternada, maior a reatância indutiva XL.A bobina do indutor tem a característica de permitir que as baixas frequências passem enquanto dificultam altas frequências.
Supondo que a DC tenha uma frequência de zero, a reatância indutiva também é zero sem obstrução ao DC.
Resistência à capacidade
Em um circuito CA, o efeito de impedimento de um capacitor no fluxo de corrente é a reatância capacitiva.O tamanho da reatância capacitiva é expresso pela fórmula da seguinte forma:
Xc = 1/（ωc） = 1/（2πfc）
XC é a reatância capacitiva em ohms (Ω);
ω é a frequência angular da corrente alternada, em radianos por segundo (rad/s);
f é a frequência de corrente alternada, a unidade internacional é Hertz (Hz);
C é a capacitância do capacitor, a unidade internacional para o Farad (F).
Obviamente, o tamanho da resistência capacitiva não está apenas relacionado ao seu próprio fator (C), mas também à frequência angular (ω) ou frequência (f) da corrente CA externa.
Quanto maior a capacitância C do capacitor, menor a reatância capacitiva XC.
Quanto maior a frequência angular ω ou frequência f da corrente alternada, menor a reatância capacitiva XC, menor a impedância da corrente alternada, ou seja, o capacitor tem uma resistência de alta frequência às características de baixa frequência.
Frequência de DC que podemos considerar zero, portanto a impedância capacitiva é infinita, a impedância de DC também é infinita, que é o capacitor tem as características do isolamento da corrente direta de corrente.
Impedância
Em um circuito com resistência, indutância e capacitância, a resistência à corrente alternada é chamada de impedância.A impedância é frequentemente escrita como Z. A unidade internacional de impedância é o ohm (Ω).
A impedância consiste em resistência, indutância e capacitância, mas não é uma adição simples dos três.Para um determinado circuito, a impedância não é constante, mas varia com a frequência.
A seguir, descreve séries e circuitos paralelos compostos de resistência, indutância e capacitância, a magnitude de sua impedância e a natureza do circuito.
Circuito da série RLC
Circuito da série RLC
O circuito é mostrado acima.
Como R, L e C estão em série, as correntes que fluem através de R, L e C são as mesmas são i.
A impedância, a tensão e a potência estão relacionadas pelo triângulo mostrado abaixo.
Relação entre impedância, tensão e poder
Onde z é a impedância total da conexão da série RLC, xlc = xl-xc, é a reatância sintetizada indutiva e capacitiva;U é a tensão total da conexão da série RLC, ULC = UL-UC, é a tensão na tensão sintetizada com indutância e capacitância;S é o poder aparente do circuito da série RLC, a Unidade Internacional de Volts-Amamre (VA), QLC = QL-qc é a potência reativa na indutância QL é a energia reativa sintetizada com o Power reativo QC no capacitor e eA unidade internacional de poder reativa é gasta (VAR);P é o poder ativo e a unidade internacional é Watt (W).
O ângulo ϕ entre z/u/s e r/ur/p é o ângulo do fator de potência.
Quando xlc = xl-xc> 0, ou a reatância indutiva XL é maior que a reatância capacitiva XC, a tensão dividida pelo indutor é maior que a tensão dividida pelo capacitor, e o circuito é indutivo e o triângulo indutivo émostrado abaixo:
Triângulo do circuito indutivo
Quando xlc = xl-xc<0, or the inductive reactance XL is less than the capacitive reactance XC, the voltage divided by the capacitor is greater than the voltage divided by the inductor, and the circuit is capacitive, and the capacitive circuit triangle is shown below:
Triângulo do circuito do capacitor
Quando xlc = xl-xc = 0, ou a impedância indutiva XL é igual à impedância capacitiva XC, o circuito é resistivo e o circuito passa por ressonância da série, momento em que a impedância total, z = r, é o estado de menor impedânciaPara o circuito da série RLC.Usando esse ponto, em circuitos eletrônicos, a série RLC para fazer uma certa armadilha de frequência, isto é, nas proximidades de uma certa frequência, a impedância da armadilha à frequência do menor e, assim, ignoram o sinal próximo à frequência.
A curva característica da armadilha é mostrada abaixo, quando f = f0, ocorre ressonância em série, z = r e a impedância é minimizada.
Curvas características de armadilhas
Circuito paralelo do RLC
Circuito paralelo do RLC
O circuito é mostrado acima.
Como R, L e C são conectados em paralelo, as tensões aplicadas a R, L e C são as mesmas que todos são U.A tensão de R, L e C é a mesma.
A impedância, a corrente e a potência estão relacionados pelo triângulo mostrado abaixo.
Relação entre impedância, corrente e poder
Onde z é a impedância total do circuito paralelo RLC, 1/xlc = 1/xl-1/xc;I é a corrente total do circuito paralelo RLC, ILC = IL-IC, a corrente sintetizada pela corrente que flui através do indutor e a corrente que flui através do capacitor;S é o poder aparente do circuito paralelo RLC, a unidade internacional de Volts-Amamre (VA) e QLC = QL-qc é o poder reativo da potência reativa no indutor, QL e a potência reativa sintetizada pela energia reativano capacitor e a unidade internacional de poder reativa é gasta (VAR);P é o poder ativo, a Unidade Internacional de Watts (W).QC A potência reativa sintetizada a partir da potência reativa QC no capacitor, a unidade internacional de poder reativa é gasta (VAR);P é o poder ativo, a unidade internacional é Watt (W).
O ângulo ϕ entre (1/z)/i/se (1/r)/ir/p é o ângulo do fator de potência.
Quando 1/xlc = 1/xl-1/xc> 0, ou quando a reatância capacitiva XC é maior que a reatância indutiva XL, a corrente que flui através do indutor é maior que a corrente que flui através do capacitor, e o circuito é eletricamenteIndutivo e o triângulo de circuito indutivo é mostrado abaixo:
Triângulo do circuito indutivo
Quando 1/xlc = 1/xl-1/xc<0, or the inductive reactance XL is greater than the capacitive reactance XC, the current flowing through the capacitor is greater than the current flowing through the inductor, and the circuit is capacitive, and the capacitive circuit triangle is shown below:
Relação entre impedância, corrente e poder
Quando xlc = xl-xc = 0, ou a impedância indutiva XL é igual à impedância capacitiva XC, o circuito é resistivo, o circuito ocorre em ressonância paralela, neste momento, a impedância total z = r, para o circuito paralelo RLCEstado máximo de impedância.Usando esse ponto, em circuitos eletrônicos, o RLC é paralelo para fazer um certo seletor de frequência, ou seja, nas proximidades de uma certa frequência, o seletor de frequência da impedância de frequência é a maior, a melhor seletividade para sinais próximos à frequência.
Isso cobre tudo neste artigo.Se você tiver alguma dúvida, sinta -se à vontade para Contate-nos.allelcoelec responderá a você prontamente.