Ključna razlika – Otpor u odnosu na reaktanciju
Električne komponente kao što su otpornici, induktori i kondenzatori imaju neku vrstu prepreke struji koja prolazi kroz njih. Dok otpornici reagiraju i na istosmjernu i na izmjeničnu struju, induktori i kondenzatori reagiraju na varijacije struja ili samo na izmjeničnu struju. Ova prepreka struji iz ovih komponenti poznata je kao električna impedancija (Z). Impedancija je složena vrijednost u matematičkoj analizi. Realni dio ovog kompleksnog broja naziva se otpor (R), a samo čisti otpornici imaju otpor. Idealni kondenzatori i induktori doprinose imaginarnom dijelu impedancije koji je poznat kao reaktancija (X). Dakle, ključna razlika između otpora i reaktancije je u tome što je otpor stvarni dio impedancije komponente, dok je reaktancija imaginarni dio impedancije komponente. Kombinacija ove tri komponente u RLC krugovima čini impedanciju na putu struje.
Što je otpor?
Otpor je prepreka s kojom se napon suočava pri provođenju struje kroz vodič. Ako se želi pokrenuti velika struja, napon doveden na krajeve vodiča treba biti visok. To jest, primijenjeni napon (V) trebao bi biti proporcionalan struji (I) koja prolazi kroz vodič, kao što je navedeno u Ohmovom zakonu; konstanta za ovu proporcionalnost je otpor (R) vodiča.
V=I X R
Provodiči imaju isti otpor bez obzira je li struja stalna ili promjenjiva. Za izmjeničnu struju otpor se može izračunati pomoću Ohmovog zakona s trenutnim naponom i strujom. Otpor izmjeren u Ohmima (Ω) ovisi o otporu vodiča (ρ), duljini (l) i površini poprečnog presjeka (A) gdje,
Otpor također ovisi o temperaturi vodiča jer se otpornost mijenja s temperaturom na sljedeći način. gdje se ρ 0 odnosi na otpor specificiran na standardnoj temperaturi T0 koja je obično sobna temperatura, a α je temperaturni koeficijent otpora:
Za uređaj s čistim otporom, potrošnja energije izračunava se umnoškom I2 x R. Budući da su sve te komponente proizvoda stvarne vrijednosti, potrošena snaga otporom će biti prava moć. Stoga je snaga dovedena do idealnog otpora u potpunosti iskorištena.
Što je reaktancija?
Reaktancija je imaginarni pojam u matematičkom kontekstu. Ima isti pojam otpora u električnim krugovima i dijeli istu jedinicu oma (Ω). Reaktancija se javlja samo u induktorima i kondenzatorima tijekom promjene struje. Dakle, reaktancija ovisi o frekvenciji izmjenične struje kroz induktor ili kondenzator.
U slučaju kondenzatora, on akumulira naboje kada se napon primijeni na dva terminala sve dok napon kondenzatora ne odgovara naponu izvora. Ako je primijenjeni napon s izvorom izmjenične struje, akumulirani naboji se vraćaju u izvor pri negativnom ciklusu napona. Što je frekvencija viša, to je manja količina naboja pohranjena u kondenzatoru kratko vrijeme jer se vrijeme punjenja i pražnjenja ne mijenja. Kao rezultat toga, protivljenje kondenzatora protoku struje u krugu bit će manje kada se frekvencija poveća. To jest, reaktancija kondenzatora je obrnuto proporcionalna kutnoj frekvenciji (ω) AC. Stoga je kapacitivna reaktancija definirana kao
C je kapacitivnost kondenzatora, a f je frekvencija u hercima. Međutim, impedancija kondenzatora je negativan broj. Stoga je impedancija kondenzatora Z=– i / 2 π fC. Idealan kondenzator povezan je samo s reaktancijom.
S druge strane, induktor se suprotstavlja promjeni struje kroz njega stvarajući protuelektromotornu silu (emf) preko njega. Ova emf proporcionalna je frekvenciji napajanja izmjeničnom strujom, a njezina opozicija, koja je induktivna reaktancija, proporcionalna je frekvenciji.
Induktivna reaktancija je pozitivna vrijednost. Stoga će impedancija idealne prigušnice biti Z=i2 π fL. Unatoč tome, uvijek treba imati na umu da se svi praktični krugovi također sastoje od otpora, a te komponente se u praktičnim krugovima smatraju impedancijama.
Kao rezultat ovog suprotstavljanja varijacijama struje induktora i kondenzatora, promjena napona na njemu imat će drugačiji uzorak od varijacije struje. To znači da se faza izmjeničnog napona razlikuje od faze izmjenične struje. Zbog induktivne reaktancije, strujna promjena ima odmak od naponske faze, za razliku od kapacitivne reaktancije gdje strujna faza prednjači. U idealnim komponentama, ovo vodstvo i zaostatak ima veličinu od 90 stupnjeva.
Slika 01: Fazni odnosi napona i struje za kondenzator i induktor.
Ova varijacija struje i napona u krugovima izmjenične struje analizira se pomoću fazorskih dijagrama. Zbog razlike u fazama struje i napona, snaga isporučena reaktivnom krugu nije u potpunosti potrošena u krugu. Dio isporučene snage vratit će se izvoru kada je napon pozitivan, a struja negativna (kao što je vrijeme=0 na gornjem dijagramu). U električnim sustavima, za razliku od ϴ stupnjeva između naponske i strujne faze, cos(ϴ) se naziva faktor snage sustava. Ovaj faktor snage kritično je svojstvo za kontrolu u električnim sustavima budući da omogućuje učinkovit rad sustava. Za maksimalnu snagu koju sustav može iskoristiti, faktor snage treba održavati tako da bude ϴ=0 ili gotovo nula. Budući da su većina opterećenja u električnim sustavima obično induktivna opterećenja (poput motora), kondenzatorske baterije se koriste za korekciju faktora snage.
Koja je razlika između otpora i reaktancije?
Otpor u odnosu na reaktanciju |
|
| Otpor je suprotnost konstantnoj ili promjenjivoj struji u vodiču. To je stvarni dio impedancije komponente. | Reaktancija je suprotnost promjenjivoj struji u induktoru ili kondenzatoru. Reaktancija je imaginarni dio impedancije. |
| Ovisnost | |
| Otpor ovisi o dimenzijama vodiča, otporu i temperaturi. Ne mijenja se zbog frekvencije izmjeničnog napona. | Reaktancija ovisi o frekvenciji izmjenične struje. Za induktore je proporcionalna, a za kondenzatore obrnuto proporcionalna frekvenciji. |
| Faza | |
| Faza napona i struje kroz otpornik je ista; odnosno fazna razlika je nula. | Zbog induktivne reaktancije, strujna promjena ima odmak od naponske faze. U kapacitivnoj reaktanciji struja je vodeća. U idealnoj situaciji, fazna razlika je 90 stupnjeva. |
| Snaga | |
| Potrošnja energije zbog otpora je stvarna snaga i proizvod je napona i struje. | Snaga koja se isporučuje reaktivnom uređaju nije u potpunosti potrošena od strane uređaja zbog zaostale ili vodeće struje. |
Sažetak – Otpor u odnosu na reaktanciju
Električne komponente kao što su otpornici, kondenzatori i induktori čine prepreku poznatu kao impedancija za protok struje kroz njih, što je složena vrijednost. Čisti otpornici imaju impedanciju stvarne vrijednosti poznatu kao otpor, dok idealni induktori i idealni kondenzatori imaju impedanciju imaginarne vrijednosti koja se naziva reaktancija. Otpor se javlja i na istosmjernoj i na izmjeničnoj struji, ali reaktancija se javlja samo na promjenjivim strujama, čime se protivi promjeni struje u komponenti. Dok je otpor neovisan o frekvenciji izmjenične struje, reaktancija se mijenja s frekvencijom izmjenične struje. Reaktancija također čini faznu razliku između faze struje i faze napona. Ovo je razlika između otpora i reaktancije.
Preuzmite PDF verziju otpora i reaktancije
Možete preuzeti PDF verziju ovog članka i koristiti ga za izvanmrežne svrhe prema bilješkama o citatima. Ovdje preuzmite PDF verziju Razlika između otpora i reaktancije
