Curentul electric din conductori este asociat continuu cu câmpurile magnetice și electrice. Elementele care caracterizează conversia energiei electromagnetice în căldură se numesc rezistențe active (notate R). Reprezentanții tipici ai rezistențelor active sunt rezistențele, lămpile cu incandescență, cuptoarele electrice etc.

Reactanța inductivă. Formula reactanței inductive.

Elemente asociate numai cu disponibilitatea câmp magnetic, se numesc inductanțe. Bobinele, înfășurările și etc. au inductanță. Formula reactanței inductive:

unde L este inductanța.

Capacitate. Formula capacității.

Articole legate de disponibilitate câmp electric, se numesc containere. Condensatorii, liniile lungi de alimentare etc. au capacitate. Formula capacității:

unde C este capacitatea.

Rezistenta totala. Formule de rezistență totală.

consumatori reali energie electrica rezistența poate avea și un sens complex. În prezența rezistențelor active R și inductive L, valoarea rezistenței totale Z se calculează folosind formula:

În mod similar, rezistența totală Z este calculată pentru circuitul R activ și rezistența capacitivă C:

Consumatorii cu rezistențe R active, L inductive și C capacitive au o rezistență totală:

În lanț AC, sub influența unei tensiuni în continuă schimbare, apar modificări ale acestui curent. La rândul lor, aceste modificări determină generarea unui câmp magnetic care crește sau scade periodic. Sub influența sa, o contra-tensiune este indusă în bobină, prevenind schimbările de curent. Astfel, fluxul de curent are loc sub o contraacțiune continuă, numită reactanță inductivă.

Această valoare este direct legată de frecvența tensiunii aplicate (f) și de valoarea inductanței (L). Formula pentru reactanța inductivă va arăta astfel: XL = 2πfL. Dependența proporțională directă, dacă este necesar, permite să se calculeze valoarea frecvenței sau inductanței prin transformarea formulei de bază.

De ce depinde reactanța inductivă?

Sub influența curentului alternativ care trece printr-un conductor, în jurul acestui conductor se formează un câmp magnetic alternativ. Acțiunea acestui câmp duce la inducerea unei forțe electromotoare în direcția opusă în conductor, cunoscută și sub numele de fem de autoinducție. Opoziția sau rezistența EMF la curentul alternativ se numește reactanță inductivă reactivă.

Această valoare depinde de mulți factori. În primul rând, este influențată de valoarea curentului nu numai în propriul conductor, ci și în firele învecinate. Adică, o creștere a rezistenței și a fluxului de scurgere are loc pe măsură ce distanța dintre firele de fază crește. În același timp, impactul firelor adiacente este redus.

Există o reactanță inductivă liniară, care se calculează prin formula: X0 = ω x (4,61g x (Dav/Rpr) + 0,5μ) x 10-4 = X0' + X0'', în care ω este unghiular frecvența, μ - permeabilitatea magnetică, Dav - distanța medie geometrică dintre fazele liniei de alimentare și Rpr - raza firului.

Mărimile X0’ și X0’’ reprezintă două componente ale reactanței inductive liniare. Prima dintre ele, X0’, este o reactanță inductivă externă, care depinde doar de câmpul magnetic extern și de dimensiunea liniei de alimentare. O altă mărime - X0’’ este rezistența internă, în funcție de câmpul magnetic intern și permeabilitatea magnetică μ.

Pe liniile electrice înaltă tensiune de la 330 kV și mai mult, fazele de trecere sunt împărțite în mai multe fire separate. De exemplu, la o tensiune de 330 kV, faza este împărțită în două fire, ceea ce reduce reactanța inductivă cu aproximativ 19%. Se folosesc trei fire la o tensiune de 500 kV - reactanța inductivă poate fi redusă cu 28%. Tensiunea de 750 kV permite separarea fazelor în 4-6 conductori, ceea ce ajută la reducerea rezistenței cu aproximativ 33%.

Reactanța inductivă liniară are o valoare care depinde de raza firului și este complet independentă de secțiunea transversală. Dacă raza conductorului crește, atunci valoarea reactanței inductive liniare va scădea în mod corespunzător. Conductorii aflați în apropiere au o influență semnificativă.

Reactanța inductivă într-un circuit de curent alternativ

Una dintre principalele caracteristici circuite electrice este o rezistență care poate fi activă și reactivă. Reprezentanții tipici ai rezistenței active sunt considerați consumatori obișnuiți - lămpi, lămpi cu incandescență, rezistențe, bobine de încălzire și alte elemente în care electricitate.

Reactanța reactivă include reactanța inductivă și capacitivă, situată în convertoare intermediare de energie electrică - bobine inductive și condensatoare. Acești parametri în obligatoriu luate în considerare la efectuarea diferitelor calcule. De exemplu, pentru a determina rezistența totală a unei secțiuni de circuit, . Adunarea se realizează geometric, adică în mod vectorial, prin construirea unui triunghi dreptunghic. În ea, ambele catete sunt ambele rezistențe, iar ipotenuza este totală. Lungimea fiecărui picior corespunde valorii efective a uneia sau alteia rezistențe.

Ca exemplu, putem lua în considerare natura reactanței inductive în cel mai simplu circuit de curent alternativ. Include o sursă de alimentare cu EMF (E), un rezistor ca componentă activă (R) și o bobină cu inductanță (L). Apariția rezistenței inductive are loc sub influența emf auto-inductivă (Emf) în spirele bobinei. Reactanța inductivă crește în funcție de creșterea inductanței circuitului și a valorii curentului care curge prin circuit.

Astfel, legea lui Ohm pentru un astfel de circuit de curent alternativ va arăta ca formula: E + Esi = I x R. Apoi, folosind aceeași formulă, puteți determina valoarea autoinducției: Esi = -L x Ipr, unde Ipr este derivata curentului cu timpul. Semnul minus înseamnă direcția opusă a lui Esi în raport cu valoarea curentă în schimbare. Deoarece astfel de modificări apar constant în circuitul de curent alternativ, există o opoziție sau rezistență semnificativă din partea lui Esi. La DC această dependență lipsește și toate încercările de a conecta bobina la un astfel de circuit ar duce la un scurtcircuit normal.

Pentru a depăși EMF de auto-inducție, o astfel de diferență de potențial trebuie creată la bornele bobinei de către sursa de alimentare, astfel încât să poată compensa cel puțin minim rezistența Eci (Ucat = -Esi). Deoarece o creștere a curentului alternativ în circuit duce la o creștere a câmpului magnetic, se generează un câmp turbionar, care determină o creștere a curentului opus în inductanță. Ca rezultat, apare o schimbare de fază între curent și tensiune.

Reactanța inductivă a bobinei

Inductorul aparține categoriei componente pasive, folosit în circuite electronice. Este capabil să stocheze electricitate transformându-l într-un câmp magnetic. Aceasta este funcția sa principală. În caracteristicile și proprietățile sale, un inductor seamănă cu un condensator care stochează energie sub formă de câmp electric.

Inductanța, măsurată în Henry, este apariția unui câmp magnetic în jurul unui conductor care poartă curent. La rândul său, este asociată cu forța electromotoare, care contracarează cea aplicată Tensiune ACși curentul din bobină. Această proprietateși există reactanța inductivă, care este în antifază cu reactanța capacitivă a condensatorului. Inductanța bobinei poate fi mărită prin creșterea numărului de spire.

Pentru a afla care este reactanța inductivă a bobinei, trebuie amintit că aceasta, în primul rând, se opune curentului alternativ. După cum arată practica, fiecare bobină inductivă are o anumită rezistență.

Trecerea unui curent sinusoidal alternativ prin bobină duce la apariția unei tensiuni sinusoidale alternative sau EMF. Ca urmare, apare reactanța inductivă, determinată de formula: XL = ωL = 2πFL, în care ω este frecvența unghiulară, F este frecvența în herți, L este inductanța în henry.

Rezistența activă R se numește mărime fizică, egal cu raportul dintre putere și pătratul curentului, care se obține din expresia pentru putere. La frecvențe joase este practic independent de frecvență și coincide cu rezistența electrică a conductorului.

http://www.sip2-kabel.ru/ litkult wire ppsrvm 1 caracteristici. Lasă o bobină să fie conectată la un circuit de curent alternativ. Apoi, atunci când curentul se modifică conform legii, în bobină apare un f.em. autoinductiv. Deoarece rezistenta electrica bobina este egală cu zero, apoi EMF este egal cu minus tensiunea de la capetele bobinei create de un generator extern (??? Ce alt generator???). Prin urmare, o modificare a curentului provoacă o schimbare a tensiunii, dar cu o schimbare de fază . Produsul este amplitudinea oscilațiilor de tensiune, adică. .

. Raportul dintre amplitudinea oscilațiilor tensiunii pe bobină și amplitudinea oscilațiilor curentului se numește reactanță inductivă sarcina de pe plăcile sale este egală cu . Curentul din circuit apare atunci când sarcina se modifică: , similar cu cazul unei bobine, amplitudinea fluctuațiilor curentului este egală cu . Valoarea egală cu raportul dintre amplitudine și puterea curentului se numește reactanță capacitivă .

Un curent alternativ care trece printr-un fir formează un câmp magnetic alternativ în jurul acestuia, care induce o f.e.m. inversă (emf de auto-inducție) în conductor. Rezistența curentului, cauzată de contracararea EMF la auto-inducție, se numește reactanța inductivă.

Mărimea reactanței inductive depinde atât de valoarea curentului din firul propriu, cât și de mărimea curenților din firele vecine. Cu cât firele de fază ale unei linii sunt situate mai departe, cu atât influența firelor învecinate este mai mică - crește fluxul de scurgere și reactanța inductivă.

Valoarea reactanței inductive este influențată de diametrul firului, permeabilitatea magnetică (  ) și frecvența AC. Valoarea reactanței inductive liniare se calculează prin formula:

unde  – frecvența unghiulară;

 – permeabilitatea magnetică;

distanța medie geometrică dintre fazele liniei de transmisie a energiei;

raza firului.

Reactanța inductivă liniară constă din două componente Şi . Magnitudinea numită reactanță inductivă externă. Este cauzată de un câmp magnetic extern și depinde doar de dimensiunile geometrice ale liniei de alimentare. Magnitudinea numită reactanță inductivă internă. Datorită câmpului magnetic intern și depinde numai de  , adică de la curentul care trece prin conductor.

Distanța medie geometrică dintre firele de fază este calculată prin formula:

.

În fig. 1.3 prezintă posibila aranjare a firelor pe suport.

Când firele sunt situate în același plan (Fig. 4.3 a, b), formula de calcul D cf este simplificat:

Dacă firele sunt situate la vârfurile unui triunghi echilateral, atunci D medie = D .

Pentru liniile electrice aeriene cu o tensiune de 6-10 kV, distanța dintre fire este de 1-1,5 m; tensiune 35 kV – 2-4 m; tensiune 110 kV – 4-7 m; tensiune 220 kV – 7-9m.

La f= valoarea 50Hz=2 f= 3,14 1/s. Atunci formula (4.1) se scrie după cum urmează:

Pentru conductori din metale neferoase (cupru, aluminiu)  = 1.

Pe liniile electrice de înaltă tensiune (330 kV și mai sus), se utilizează divizarea fazelor în mai multe fire. La o tensiune de 330 kV, se folosesc de obicei 2 fire pe fază (reactanța inductivă este redusă cu aproximativ 19%). La o tensiune de 500 kV, se folosesc de obicei 3 fire pe fază (reactanța inductivă este redusă cu aproximativ 28%). La o tensiune de 750 kV, se folosesc 4-6 fire pe fază (reactanța inductivă este redusă cu aproximativ 33%).

Valoarea reactanței inductive liniare cu un design cu fază divizată este calculată astfel:

Unde n– numărul de fire într-o fază;

R pr eq – raza echivalentă a firului.

La n= 2, 3

Unde O– pas de despicare (distanta medie geometrica intre fire in faza);

R pr – raza firului.

Dacă într-o fază există un număr mai mare de fire, acestea sunt plasate în jurul unui cerc (vezi Fig. 4.4). În acest caz, raza echivalentă a firului este:

Unde  p – raza de despicare.

Mărimea reactanței inductive liniare depinde de raza firului și practic nu depinde de secțiunea transversală (Fig. 4.5).

ÎN magnitudinea x 0 scade pe măsură ce raza firului crește. Cu cât diametrul mediu al firului este mai mic, cu atât este mai mare x 0, deoarece firele învecinate influențează într-o măsură mai mică, fem-ul de auto-inducție scade. Influența celui de-al doilea circuit pentru liniile electrice cu dublu circuit este mică, deci este neglijată.

Reactanța inductivă a cablului este mult mai mică decât cea a liniilor electrice aeriene din cauza distanțelor mai mici dintre faze. În unele cazuri poate fi neglijat. Să comparăm inductanța inductivă liniară a cablurilor și a liniilor aeriene de diferite tensiuni:

Valoarea reactanței unei secțiuni de rețea este calculată:

X= X 0 l.

Știm că curentul de auto-inducție al bobinei întâlnește curentul în creștere al generatorului. Asta este opoziţia curentului de autoinducţie al bobinei cu curentul crescător al generatorului se numeşte reactanţă inductivă.

O parte din energia de curent alternativ a generatorului este cheltuită pentru depășirea acestei contraacțiuni. Toată această parte a energiei este complet convertită în energia câmpului magnetic al bobinei. Când curentul generatorului scade, câmpul magnetic al bobinei va scădea și el, întrerupând bobina și inducând un curent de auto-inducție în circuit. Acum, curentul de auto-inducție va curge în aceeași direcție cu curentul descrescător al generatorului.

Astfel, toată energia cheltuită de curentul generatorului pentru a depăși contracararea curentului de autoinducție al bobinei este complet returnată în circuit sub formă de energie. curent electric. Prin urmare, reactanța inductivă este reactivă, adică nu provoacă pierderi ireversibile de energie.

Unitatea de reactanță inductivă este Ohm

Reactanța inductivă este notă cu X L.

Litera X- înseamnă reactanța, iar L înseamnă că această reactanță este inductivă.

f - frecvența Hz, L - inductanța bobinei H, X L - reactanța inductivă Ohm

Relația dintre fazele U și I pe X L

Deoarece rezistența activă a bobinei este egală cu zero (rezistența pur inductivă), atunci toată tensiunea aplicată de generator bobinei este folosită pentru a depăși e. d.s. autoinductanța bobinei. Aceasta înseamnă că graficul tensiunii aplicate de generator bobinei este egal ca amplitudine cu graficul lui e. d.s. autoinducția bobinei și se află în antifază cu aceasta.

Tensiunea aplicată de generator la reactanța pur inductivă și curentul care curge de la generator prin reactanța pur inductivă sunt deplasate în fază cu 90 0, adică. adică tensiunea conduce curentul cu 90 0.

Pe lângă reactanța inductivă, o bobină reală are și rezistență activă. Aceste rezistențe ar trebui considerate conectate în serie.

La rezistența activă a bobinei, tensiunea aplicată de generator și curentul care vine de la generator sunt în fază.

Pe o reactanță pur inductivă, tensiunea aplicată de generator și curentul care vine de la generator sunt deplasate în fază cu 90 0. Tensiunea conduce curentul cu 90 0. Tensiunea rezultată aplicată de generator bobinei este determinată de regula paralelogramului.

click pe poza pentru marire

Tensiunea rezultată aplicată de generator bobinei conduce întotdeauna curentul cu un unghi mai mic de 90 0.

Mărimea unghiului φ depinde de valorile rezistenței active și inductive a bobinei.

Despre rezistența bobinei rezultată

Rezistența rezultată a bobinei nu poate fi găsită prin însumarea valorilor rezistențelor sale active și reactive..

Rezistența bobinei rezultată Z este egală cu