В отличие от резистивных сопротивлений, сопротивление электрическому току катушек и конденсаторов зависит от рода тока и от частоты. Так, на постоянном токе сопротивление катушки близко к нулю (оно определяется сопротивлением провода, которым катушка намотана), а сопротивление конденсатора наоборот стремиться к бесконечно большому (если не учитывать неидеальность диэлектрика). Для переменного же тока, катушка и конденсатор представляют собой определенное сопротивление, зависящее от частоты, которое называют реактивным сопротивлением. Реактивное сопротивление также измеряется в омах и обозначается символом X. В реальных устройствах очень часто встречается сочетание катушек индуктивности и конденсаторов, поэтому широко практикуется добавление подстрочного знака для обозначения реактивного сопротивления катушек индуктивности и конденсаторов ХL и ХC. Реактивные сопротивления можно вычислить при помощи простых соотношений:

XL = 2πfL, ХC = 1/ 2πfC

Глядя на эти уравнения, мы видим, что реактивное сопротивление изменяется с частотой и с величиной компонента. Можно построить график этой взаимосвязи, см. рис. 1.график зависимости модулей реактивных сопротивлений

Рис. 1 а — зависимость модулей реактивных сопротивлений катушки и конденсатора от частоты; б — зависимость реактивных сопротивлений катушки и конденсатора от частоты

Итак, действительно, катушка индуктивности имеет нулевое реактивное сопротивление при нулевой частоте. Более того, она представляет короткое замыкание для постоянного тока. По мере увеличения частоты ее реактивное сопротивление повышается.
Конденсатор имеет бесконечное реактивное сопротивление при нулевой частоте. Он является разомкнутой цепью для постоянного тока. При повышении частоты реактивное сопротивление понижается.
Строго говоря, обсуждая реактивные сопротивления катушек и конденсаторов, нельзя не обратить внимание на некоторые особенности. Так, например, процессы заряда и разряда конденсатора, сопровождающие накопление и расход электрической энергии в нем, не могут происходить мгновенно. Соответственно и напряжение падающее на конденсаторе не может изменяться скачком, а меняется плавно. Таким образом, конденсатора оказывает сопротивление изменению напряжения. При протекании через конденсатор синусоидального тока, напряжение на конденсаторе всегда будет отставать по фазе от тока. Аналогичным образом, катушка индуктивности оказывает сопротивление изменению тока, что связано с накоплением и расходом энергии магнитного поля, запасаемого в витках катушки (это поле всегда порождает ЭДС самоиндукции, направленную встречно протекающему току). Ток в индуктивной цепи всегда меняется плавно, а не скачком, а также всегда отстает по фазе от напряжения.
Таким образом, в катушке и конденсаторе всегда имеется фазовый сдвиг между падающими на них напряжениями и протекающим током, к тому же этот фазовый сдвиг противоположного знака. В связи с этим и реактивные сопротивления катушки и конденсатора имеют разный характер. Поскольку эти сопротивления вызывают фазовый сдвиг между током и напряжением, причем в противоположную сторону, то действие последовательно включенных катушки и конденсатора будут компенсировать друг друга. В следствие этого, суммирование реактивных сопротивлений катушек и конденсаторов при расчетах, должно вестись с разными знаками. Индуктивные сопротивления берут при этом со знаком «+», а емкостные — со знаком «—». Индуктивный характер реактивного сопротивления считается положительным, а емкостной — отрицательным. В связи с этим, графики зависимости реактивных сопротивлений катушки и конденсатора от частоты более корректно рисовать так, как показано на рис. 1.б. Здесь приведены графики реактивных сопротивлений, а также график модуля емкостного сопротивления. Также очевидно, что график модуля индуктивного сопротивления будет совпадать с графиком самого сопротивления, поскольку оба они положительны.

Оставить комментарий

Вы можете использовать следующие теги HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

(обязательно)

(обязательно)

What is 2 + 4 ?
Please leave these two fields as-is:
IMPORTANT! To be able to proceed, you need to solve the following simple math (so we know that you are a human) :-)
© 2011 hifisound.com.ua При использовании материалов с данного сайта, обязательна ссылка на сайт HI-FI sound и первоисточник Поддержка предоставлена компанией www.hifiaudio.com.ua