Resistència activa i inductor en circuit de CA

Tenint en compte un circuit de CA que només conté resistència inductiva (vegeu l'article "Inductor en un circuit de corrent altern"), vam suposar que la resistència activa d'aquest circuit és zero.

De fet, tant el cable de la bobina com els cables de connexió tenen una resistència petita però activa, de manera que el circuit consumeix inevitablement l'energia de la font de corrent.

Per tant, a l'hora de determinar la resistència total d'un circuit extern, cal afegir les seves resistències reactives i actives. Però és impossible afegir aquestes dues resistències de naturalesa diferent.

En aquest cas, la impedància del circuit al corrent altern es troba per addició geomètrica.

Es construeix un triangle rectangle (vegeu la figura 1), un costat és el valor de la resistència inductiva i l'altre costat és el valor de la resistència activa. La impedància del circuit desitjada ve determinada pel tercer costat del triangle.

Figura 1. Determinació de la impedància d'un circuit que conté resistència inductiva i activa

La impedància del circuit es denota amb la lletra llatina Z i es mesura en ohms. A partir de la construcció es pot veure que la resistència total és sempre més gran que la resistència inductiva i activa preses per separat.

L'expressió algebraica de la resistència total del circuit és:

on Z - resistència total, R - resistència activa, XL - resistència inductiva del circuit.

Per tant, la resistència total d'un circuit al corrent altern, que consta de resistència activa i inductiva, és igual a l'arrel quadrada de la suma dels quadrats de la resistència activa i inductiva d'aquest circuit.

Llei d'Ohm ja que aquest circuit s'expressa amb la fórmula I = U / Z, on Z és la resistència total del circuit.

Analitzem ara quina serà la tensió si el circuit, a més de i i el desfasament entre el corrent i la inductància, també té una resistència activa relativament gran. A la pràctica, un circuit d'aquest tipus pot ser, per exemple, un circuit que conté un inductor de nucli de ferro enrotllat per un cable prim (asfixia d'alta freqüència).

En aquest cas, el desfasament entre corrent i tensió ja no serà d'un quart de període (com passava en un circuit amb només resistència inductiva), sinó molt menys; i com més gran sigui la resistència, menor serà el canvi de fase.

Figura 2. Corrent i tensió en un circuit que conté R i L.

Ara ella mateixa EMF d'autoinducció no està en antifàsica amb la tensió de la font de corrent, ja que es compensa respecte a la tensió no en mig període, sinó en menys.A més, la tensió creada per la font de corrent als terminals de la bobina no és igual a la fem d'autoinducció, però és més gran que aquesta per la quantitat de caiguda de tensió a la resistència activa del cable de la bobina. En altres paraules, la tensió a la bobina consta de totes maneres de dos components:

• tiL- el component reactiu de la tensió, que equilibra l'efecte de l'EMF de l'autoinducció,

• tiR- el component actiu de la tensió que superarà la resistència activa del circuit.

Si connectem una gran resistència activa en sèrie amb la bobina, el canvi de fase disminuirà tant que l'ona sinusoïdal actual gairebé arribarà al dia amb l'ona sinusoïdal de tensió i la diferència de fases entre elles gairebé no es notarà. En aquest cas, l'amplitud del terme i serà més gran que l'amplitud del terme.

De la mateixa manera, podeu reduir el canvi de fase i fins i tot reduir-lo completament a zero si reduïu la freqüència del generador d'alguna manera. Una disminució de la freqüència donarà lloc a una disminució de la FEM d'autoinducció i, per tant, una disminució del canvi de fase entre el corrent i la tensió del circuit causada per aquest.

Potència d'un circuit de CA que conté un inductor

El circuit de corrent altern que conté la bobina no consumeix l'energia de la font de corrent i que en el circuit hi ha un procés d'intercanvi d'energia entre el generador i el circuit.

Analitzem ara com seran les coses amb l'energia consumida per aquest esquema.

La potència consumida en un circuit de CA és igual al producte de corrent i tensió, però com que el corrent i la tensió són magnituds variables, llavors la potència també serà variable.En aquest cas, podem determinar el valor de potència per a cada moment en el temps si multipliquem el valor actual pel valor de tensió corresponent a un moment determinat.

Per obtenir el gràfic de potències, hem de multiplicar els valors dels segments de línia recta que defineixen el corrent i la tensió en diferents moments. Aquesta construcció es mostra a la fig. 3, a. La forma d'ona discontínua p ens mostra com canvia la potència en un circuit de CA que només conté resistència inductiva.

Per construir aquesta corba es va utilitzar la següent regla de multiplicació algebraica: quan es multiplica un valor positiu per un valor negatiu, s'obté un valor negatiu, i quan es multipliquen dos valors negatius o dos positius, s'obté un valor positiu.

Figura 3. Gràfics de potència: a — en un circuit que conté resistència inductiva, b — també, resistència activa

Figura 4. Gràfic de potències per a un circuit que conté R i L.

La corba de potència en aquest cas es troba per sobre de l'eix del temps. Això vol dir que no hi ha intercanvi d'energia entre el generador i el circuit i, per tant, la potència subministrada pel generador al circuit és completament consumida pel circuit.

A la fig. La figura 4 mostra el diagrama de potència per a un circuit que conté resistència tant inductiva com activa. En aquest cas, també es produeix la transferència inversa d'energia del circuit a la font de corrent, però en molt menor mesura que en un circuit amb una sola resistència inductiva.

Després de revisar els gràfics de potència anteriors, concloem que només el canvi de fase entre el corrent i la tensió del circuit crea potència "negativa".En aquest cas, com més gran sigui el desfasament entre el corrent i la tensió del circuit, menys potència consumirà el circuit i, per contra, com més petit sigui el desfasament, més gran serà la potència consumida pel circuit.

Llegeix també: Què és la ressonància de voltatge