Induktor:
Cewka indukcyjna to pasywny element obwodu elektrycznego, który przeciwstawia się prądowi. Jest to zwój drutu owinięty wokół materiału magnetycznego. Przyłożone napięcie indukuje prąd w cewce indukcyjnej. Kiedy prąd przepływa przez cewkę indukcyjną, wytwarza pole magnetyczne. Pola magnetyczne się nie zmieniają. Dlatego cewka indukcyjna stara się zapobiec zmianie przepływającego przez nią prądu.
Reakcja:
Reaktancja jest definiowana jako przeciwieństwo przepływu prądu w obwód elektryczny. Jest oznaczony przez ?.
Reakcja indukcyjna XL:
Reaktancja indukcyjna to reaktancja oferowana przez cewkę indukcyjną: im większa reaktancja, tym mniejszy prąd.
W obwodzie prądu stałego reaktancja indukcyjna wynosiłaby zero (zwarcie), przy wysokich częstotliwościach cewka indukcyjna ma nieskończoną reaktancję (obwód otwarty).
Jednostki reaktancji indukcyjnej | Jednostka SI reaktancji indukcyjnej
Reaktancja indukcyjna działa jako przeciwieństwo przepływu prądu w obwodzie. Tak więc jednostka SI reaktancji indukcyjnej jest taka sama jak oporności, czyli omów.
Symbol reaktancji indukcyjnej
Reaktancja indukcyjna jest oznaczona przez ?L or XL.
Wyprowadzenie reaktancji indukcyjnej
Załóżmy, że mamy następujący obwód elektryczny o indukcyjności L podłączony do źródła napięcia przemiennego. To źródło wytwarza prąd przemienny, który płynie wewnątrz cewki indukcyjnej, jeśli przełącznik jest zamknięty. Tak więc prąd elektryczny w obwodzie w dowolnym momencie jest podany przez,
ja=jaOCosωt
Gdzie ja0= wartość szczytowa prądu
ω= częstotliwość kątowa
Teraz, jeśli zastosujemy drugie prawo Kirchhoffa lub prawo pętli Kirchhoffa w tym obwodzie, otrzymamy:
Tak więc napięcie na cewce indukcyjnej V jest równe indukcyjności pomnożonej przez pochodną prądu elektrycznego I względem czasu.
Jeśli cos(ωt+90°)= 1, to V=V0= LI0ω (napięcie szczytowe)
Wiemy z prawa Ohma,
Wewnątrz rezystora,
V0=I0R
gdzie R= rezystancja
V0=I0\\XL
Ponieważ reaktancja indukcyjna jest podobna do rezystancji, możemy otrzymać analogiczne równanie-
gdzie ?L=reaktancja indukcyjna
Porównując V0 z poprzedniego równania, można wywnioskować, że
XL = ωL = 2πfL
gdzie f=częstotliwość
Formuła reaktancji indukcyjnej
Reaktancja indukcyjna cewki wynosi,
?L=ωL lub ?L=2?fL
Gdzie ω jest częstotliwością kątową, f jest częstotliwością przyłożonego napięcia, a L jest indukcyjnością cewki.
Wyprowadzenie reaktancji indukcyjnej
Reaktancja indukcyjna szeregowo
W powyższym obwodzie trzy indukcyjności L1, L2 i ja3 są połączone szeregowo. Dlatego jeśli zastosujemy prawo Kirchhoffa,
Biorąc pod uwagę wartość szczytową, możemy powiedzieć, że
Vo = Ioω(L1 + L.2+ L.3)
Zatem całkowita indukcyjność L=L1+L2+L3
Dlatego reaktancja indukcyjna w połączeniu szeregowym, ?L=ω(L1+L2+L3+…..Ln)
Reaktancja indukcyjna równolegle
W powyższym obwodzie trzy indukcyjności L1, L2 i ja3, są połączone równolegle. Jeśli całkowita indukcyjność wynosi L, zgodnie z prawem Kirchhoffa możemy powiedzieć:
Więc,
Dlatego reaktancja indukcyjna w połączeniu równoległym,
Indukcyjność i reaktancja indukcyjna
Magnetyzm i elektryczność współistnieją w obwodach elektrycznych. Jeśli przewodnik zostanie umieszczony w stale zmieniającym się polu magnetycznym, w przewodniku powstaje siła. Nazywa się to siłą elektromotoryczną lub EMF. Nazywa się zdolność do wytworzenia napięcia w celu zmiany przepływu prądu indukcyjność.
EMF pomaga w przepływie prądu w obwodzie. Podczas gdy prąd przepływa przez cewkę indukcyjną, próbuje przeciwstawić się prądowi. Ta reakcja jest znana jako Reaktywność indukcyjna.
Jaka jest różnica między indukcyjnością a reaktancją indukcyjną?
Indukcyjność
- Indukcyjność:
- Jednostką indukcyjności jest Henry lub H.
- Wymiar indukcyjności to [ML2T-2A-2]
- Nie zależy od częstotliwości.
- Im większa indukcyjność, tym większa będzie indukowana siła elektromotoryczna i prąd.
Reaktywność indukcyjna
- Reaktancja indukcyjna XL=ωL.
- Jednostką reaktancji indukcyjnej jest om lub Ω.
- Wymiar reaktancji indukcyjnej to [ML2T-3I-2].
- To zależy od częstotliwości.
- Im większa reaktancja indukcyjna, tym mniejszy będzie prąd.
Reaktancja indukcyjna w obwodzie DC
W obwodzie prądu stałego częstotliwość zasilania jest równa zeru. Stąd ?L jest również zerem. W stanie ustalonym cewka indukcyjna zachowywałaby się jak zwarcie.
Związek między indukcyjnością a reaktancją
Reactance ? składa się z dwóch składników-
- Reaktancja indukcyjna lub ?L
- Reaktancja pojemnościowa lub ?C
W związku z tym
Wzór na całkowitą reaktancję indukcyjną
Różnica między indukcyjnością a reaktancją
Indukcyjność:
- Jednostką indukcyjności jest Henry lub H.
- Wymiar indukcyjności to [ML2T-2A-2]
- Nie zależy od częstotliwości.
- Indukcyjność jest wprost proporcjonalna do prądu.
Reaktywność indukcyjna
- Reactance
- Jednostką reaktancji jest om lub Ω
- Wymiar reaktancji indukcyjnej to [ML2T-3I-2]
- Zależy to od częstotliwości.
- Reaktancja jest odwrotnie proporcjonalna do prądu.
Odwrotnością reaktancji indukcyjnej jest susceptancja
Wielkość odwrotna do reaktancji indukcyjnej jest znana jako susceptancja indukcyjna. Jest oznaczony przez BL.
Susceptancja indukcyjna jest podobna do przewodności G, która jest odwrotnością oporu.
Więc jednostka BL to także siemen lub S.
Fizycznie indukcyjna susceptancja reprezentuje zdolność czysto indukcyjnego obwodu elektrycznego do umożliwienia przepływu przez niego prądu.
Reakcja i susceptancja
Reaktancja mierzy reakcję obwodu na zmianę prądu w czasie, podczas gdy susceptancja mierzy podatność obwodu na przewodzenie zmiennego prądu.
Porównanie rezystancji, reaktancji, pojemności, indukcyjności i impedancji
| parametry | Odporność | Reactance | Pojemność | Indukcyjność | Impedancja |
| Definicja | Miara niedrożności spowodowanej przez przewodnik w kierunku prądu jest znana jako opór. | Charakterystykę cewki indukcyjnej i kondensatora, która przeciwdziała każdej zmianie prądu, nazywa się reaktancją. | Zdolność przewodnika do przechowywania ładunku elektrycznego nazywana jest pojemnością. | Właściwość przewodnika do generowania pola elektromagnetycznego z powodu zmiany prądu jest znana jako indukcyjność. | Impedancja to cała opozycja w obwodzie elektrycznym spowodowana przez cewkę indukcyjną, kondensator i rezystor. |
| symbol | Opór jest reprezentowany przez R | Reakcja jest reprezentowana przez ? | Pojemność jest reprezentowana przez C | Indukcyjność jest reprezentowana przez L | Impedancja jest reprezentowana przez Z |
| Jednostka | Om | Om | Farad | Henz | Om |
| Wyrażenie ogólne | Rezystancja w obwodzie o napięciu v i natężeniu prądu i wynosi R = V/I | Reaktancja w obwodzie o częstotliwości kątowej źródła napięcia ω wynosi X= ωL + 1/ωC | Pojemność równoległego kondensatora płytowego o średniej przenikalności elektrycznej ϵ, powierzchni okładki A i odległości d między okładkami wynosi C=ϵA/d | Indukcyjność cewki z indukowanym napięciem V wynosi L=V/dI/dT | Całkowita impedancja obwodu może być zapisana jako Z=ZR+ZC+ZL |
Reaktancja pojemnościowa
Podobnie jak reaktancja indukcyjna, reaktancja pojemnościowa to impedancja wywoływana przez kondensator. Jest oznaczony przez Xc. Po przyłożeniu napięcia stałego w obwodzie RC kondensator zaczyna się ładować. Następnie płynie prąd, który blokuje wewnętrzna impedancja kondensatora.
Reaktancja pojemnościowa
Jaka jest różnica między reaktancją indukcyjną a reaktancją pojemnościową?
Reaktancja pojemnościowa a reaktancja indukcyjna
| Reaktancja pojemnościowa | Reaktywność indukcyjna |
| Reaktancja kondensatora | Reaktancja cewki indukcyjnej |
| Jest oznaczony przez XC | Jest oznaczony przez XL |
| XC =1/ωC | XL =ωL |
| Gdy do kondensatora przyłożone jest sinusoidalne napięcie przemienne, prąd przewodzi napięcie o kąt fazowy 90° | Gdy sinusoidalne napięcie przemienne jest przyłożone do cewki indukcyjnej, prąd jest opóźniony względem napięcia o kąt fazowy 90° |
| Jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości. | Jest wprost proporcjonalny do częstotliwości |
| W zasilaniu DC kondensator zachowuje się jak obwód otwarty. | W przypadku zasilania prądem stałym cewka zachowuje się jak zwarcie. |
| Przy wysokiej częstotliwości kondensator działa jak zwarcie. | Przy wysokiej częstotliwości cewka indukcyjna działa jak obwód otwarty. |
Obwód AC w kombinacji serii LR
W powyższym obwodzie są dwa elementy - rezystor R i cewka L. Niech napięcie na rezystorze to Vr, a napięcie na cewce indukcyjnej to VL.
Wykres wskazowy pokazuje, że całkowite napięcie V, napięcie rezystora Vr i napięcie indukcyjne VL tworzy trójkąt prostokątny.
Stosując twierdzenie Pitagorasa otrzymujemy:
V2=Vr2+VL2
gdzie φ=kąt fazowy
Jak znaleźć reaktancję indukcyjną? | Ważne formuły
XL = 2πfL
Moc P=VrmsIrmszakupyφ
Oblicz reaktancję indukcyjną | Przykład obliczenia reaktancji indukcyjnej
Znajdź napięcie prądu przemiennego wymagane do przepływu prądu 20 mA przez cewkę indukcyjną 100 mH. Częstotliwość zasilania wynosi 500 Hz.
Dane: i= 20 mA f=400 Hz L=100mH
Ponieważ szereg jest czysto indukcyjny, impedancja w obwodzie, Z=XL
Wiemy, XL=ωL=2?fL=2 x 3.14 x 400 x 0.1=251.2 omów
Dlatego napięcie zasilania V=iXL= 02 x 251.2 = 5.024 woltów
Oblicz XL cewki indukcyjnej 5 mH po przyłożeniu napięcia AC 50 Hz. Znajdź również Irms przy każdej częstotliwości, gdy Vrms wynosi 125 woltów.
XL=2?fL=2 x 3.14 x 50 x 5 x 001 = 1.57 oma
Oblicz reaktancję indukcyjną za pomocą napięcia i prądu
Rezystancja 20 omów, indukcyjność 200 mH i pojemność 100 µF są połączone szeregowo przez sieć 220 V, 50 Hz. Określ XL, XC i prąd płynący przez obwód.
Wiemy, V=220 woltów R=20 omów L=0.2 H f=50 Hz
XL=2?fL=2 x 3.14 x 50 x 0.2=62.8 om
=1/(2 x 3.14 x 50 x 0.0001)=31.8 oma
Dlatego całkowita impedancja,
= (20)2+(62.8-31.8)2=36.8 ohm
Więc aktualne
Rezystancja-Reakcja-Impedancja: Badanie porównawcze
| Odporność | Reactance | Impedancja |
| Przeciwstawia się przepływowi elektronów | Sprzeciwia się zmianie prądu | Połączenie reaktancji i rezystancji |
| R = V / I | X=XL + XC | Z=(r2 + XL2)1/2 |
| Mierzone w omach | Mierzone w omach | Mierzone w omach |
| Nie zależy od częstotliwości | Zależy od częstotliwości | Zależy od częstotliwości |
Reaktancja upływu w silniku indukcyjnym
Reaktancja upływu to impedancja wywołana przez cewkę upływu w silniku indukcyjnym. W silniku indukcyjnym powstaje wirujące pole magnetyczne z powodu przyłożonej mocy trójfazowej. Większość linii strumienia magnetycznego generowanych przez uzwojenie stojana przechodzi przez wirnik. Chociaż bardzo niewiele linii strumienia zamyka się w szczelinie powietrznej i nie przyczynia się do siły pola magnetycznego. Jest to strumień wycieku.
Z powodu tego strumienia upływu w uzwojeniu indukowana jest indukcyjność własna. Jest to znane jako reaktancja wycieku.
Reaktancja podprzejściowa silnika indukcyjnego
W przypadku zwarcia strumień magnetyczny generowany w uzwojeniu tłumika zmniejsza reaktancję w stanie ustalonym. Jest znany jako reaktancja podprzejściowa. Termin „sub-przejściowy” sugeruje, że ilość działa nawet szybciej niż „przejściowa”.
Najczęściej zadawane pytania
Do czego jest proporcjonalna reaktancja indukcyjna?
Reaktancja indukcyjna jest wprost proporcjonalna do częstotliwości.
Co to jest reaktancja indukcyjna i jak wpływa na obwód prądu przemiennego?
W przeciwieństwie do DC, w Obwód prądu przemiennegoprąd zmienia się w czasie.
Co się dzieje, gdy reaktancja pojemnościowa jest większa niż reaktancja indukcyjna?
Jeśli XC jest więcej niż XL, wtedy ogólna reaktancja jest pojemnościowa.
Co to jest indukcja?
Zmiana pola magnetycznego powoduje napięcie i prąd w obwodzie. Zjawisko to jest znane jako indukcja.
Co robi indukcyjność w obwodzie?
Indukcyjność przeciwstawia się zmianie prądu płynącego przez obwód.
Jaka jest indukcyjność cewki?
Połączenia indukcyjność cewki pochodzi z pola magnetycznego z powodu zmiennego prądu.
Dlaczego L jest używany do indukcyjności?
Zgodnie z inicjałami powinienem był być używany do reprezentowania indukcyjności. Ale ponieważ I jest już używany do prądu, L jest używane do indukcyjności na cześć naukowca Henryka Lenza za niezwykły wkład w dziedzinie elektromagnetyzmu.
Czy indukcyjność własna może być ujemna?
Indukcyjność własna jest wielkością czysto geometryczną i zależy od obwodów zewnętrznych. Dlatego nie może być ujemna. Znak minus w prawie Lenza wskazuje na przeciwstawny charakter pola elektromagnetycznego.
Czy silniki mają indukcyjność?
Powrót EMF jest kluczowym czynnikiem w silnikach. Zarówno silniki AC, jak i DC wykorzystują źródło niskiego napięcia AC do pomiaru indukcyjności.
Jaka jest jednostka indukcyjności?
Jednostką indukcyjności w układzie SI jest wolt-sekunda na amper lub Henry.
Dlaczego cewka indukcyjna blokuje AC i pozwala na DC?
Cewka indukcyjna wytwarza pole elektromagnetyczne, gdy przepływa przez nią prąd. W AC EMF jest bardzo wysokie, gdy częstotliwość jest zwiększona. Dlatego opozycja jest również znacząca. Ale w przypadku zasilania prądem stałym nie ma pola elektromagnetycznego, a co za tym idzie, nie ma opozycji. Mówi się więc, że cewka indukcyjna blokuje prąd przemienny i przepuszcza prąd stały.
Czy cewka pozwala na prąd stały?
Cewka indukcyjna pozwala na prąd stały, ponieważ w obwodzie nie ma przeciwnej siły.
Aby uzyskać więcej informacji na temat teorii obwodów kliknij tutaj
Cześć… Jestem Kaushikee Banerjee, ukończyłem studia magisterskie z elektroniki i komunikacji. Jestem entuzjastą elektroniki i obecnie zajmuję się dziedziną elektroniki i komunikacji. Moją pasją jest poznawanie najnowocześniejszych technologii. Jestem entuzjastycznym uczniem i majstruję przy elektronice typu open source.
