Pk-vtk.ru

Электро освещение
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Активное и реактивное сопротивление. Треугольник сопротивлений

При необратимом изменении электроэнергии компонента цепи в другие типы энергии, сопротивление элемента является активным. При осуществлении обменного процесса электроэнергией между компонентом цепи и источником, то сопротивление реактивное.

В электрической плите электроэнергия необратимо преобразуется в тепло, вследствие этого электроплита имеет активное сопротивление, так же как и элементы, преобразующие электричество в свет, механическое движение и т.д.

В индуктивной обмотке переменный ток образует магнитное поле. Под воздействием переменного тока в обмотке образуется ЭДС самоиндукции, которая направлена навстречу току при его увеличении, и по ходу тока при его уменьшении. Поэтому, ЭДС оказывает противоположное действие изменению тока, создавая индуктивное сопротивление катушки.

С помощью ЭДС самоиндукции осуществляется возвращение энергии магнитного поля обмотки в электрическую цепь. В итоге обмотка индуктивности и источник питания производят обмен энергией. Это можно сравнить с маятником, который при колебаниях преобразует потенциальную и кинетическую энергию. Отсюда следует, что сопротивление индуктивной катушки имеет реактивное сопротивление.

Самоиндукция не образуется в цепи постоянного тока, и индуктивное сопротивление отсутствует. В цепи емкости и источника переменного тока изменяется заряд, значит между емкостью и источником тока протекает переменный ток. При полном заряде конденсатора его энергия наибольшая.

В цепи напряжение емкости создает противодействие течению тока своим сопротивлением, и называется реактивным. Между конденсатором и источником происходит обмен энергией.

После полной зарядки емкости постоянным током напряжение его поля выравнивает напряжение источника, поэтому ток равен нулю.

Конденсатор и катушка в цепи переменного тока работают некоторое время в качестве потребителя энергии, когда накапливают заряд. И также работают в качестве генератора при возвращении энергии обратно в цепь.

Если сказать простыми словами, то активное и реактивное сопротивление – это противодействие току снижения напряжения на элементе схемы. Величина снижения напряжения на активном сопротивлении имеет всегда встречное направление, а на реактивной составляющей – попутно току или навстречу, создавая сопротивление изменению тока.

Настоящие элементы цепи на практике имеют все три вида сопротивления сразу. Но иногда можно пренебречь некоторыми из них ввиду незначительных величин. Например, емкость имеет только емкостное сопротивление (при пренебрежении потерь энергии), лампы освещения имеют только активное (омическое) сопротивление, а обмотки трансформатора и электромотора – индуктивное и активное.

Активное сопротивление

В цепи действия напряжения и тока, создает противодействие, снижения напряжения на активном сопротивлении. Падение напряжения, созданное током и оказывающее противодействие ему, пропорционально активному сопротивлению.

Aktivnoe i reaktivnoe soprotivlenie R

При протекании тока по компонентам с активным сопротивлением, снижение мощности становится необратимым. Можно рассмотреть резистор, на котором выделяется тепло. Выделенное тепло не превращается обратно в электроэнергию. Активное сопротивление, также может иметь линия передачи электроэнергии, соединительные кабели, проводники, катушки трансформаторов, обмотки электромотора и т.д.

Отличительным признаком элементов цепи, которые обладают только активной составляющей сопротивления, является совпадение напряжения и тока по фазе. Это сопротивление вычисляется по формуле:

Читайте так же:
Схема подключения двух проходных выключателей с двумя лампочками

R = U/I, где R – сопротивление элемента, U – напряжение на нем, I – сила тока, протекающего через элемент цепи.

На активное сопротивление влияют свойства и параметры проводника: температура, поперечное сечение, материал, длина.

Реактивное сопротивление

Aktivnoe i reaktivnoe soprotivlenie C - L

Тип сопротивления, определяющий соотношение напряжения и тока на емкостной и индуктивной нагрузке, не обусловленное количеством израсходованной электроэнергии, называется реактивным сопротивлением. Оно имеет место только при переменном токе, и может иметь отрицательное и положительное значение, в зависимости от направления сдвига фаз тока и напряжения. При отставании тока от напряжения величина реактивной составляющей сопротивления имеет положительное значение, а если отстает напряжение от тока, то реактивное сопротивление имеет знак минус.

Активное и реактивное сопротивление, свойства и разновидности

Рассмотрим два вида этого сопротивления: емкостное и индуктивное. Для трансформаторов, соленоидов, обмоток генераторов и моторов характерно индуктивное сопротивление. Емкостный вид сопротивления имеют конденсаторы. Чтобы определить соотношение напряжения и тока, нужно знать значение обоих видов сопротивления, которое оказывает проводник.

Реактивное сопротивление образуется при помощи снижения реактивной мощности, затраченной на образование магнитного поля в цепи. Снижение реактивной мощности создается путем подключения к трансформатору прибора с активным сопротивлением.

Конденсатор, подключенный в цепь, успевает накопить только ограниченную часть заряда перед изменением полярности напряжения на противоположный. Поэтому ток не снижается до нуля, так как при постоянном токе. Чем ниже частота тока, тем меньше заряда накопит конденсатор, и будет меньше создавать противодействие току, что образует реактивное сопротивление.

Иногда цепь имеет реактивные компоненты, но в результате реактивная составляющая равна нулю. Это подразумевает равенство фазного напряжения и тока. В случае отличия от нуля реактивного сопротивления, между током и напряжением образуется разность фаз.

Катушка имеет индуктивное сопротивлением в схеме цепи переменного тока. В идеальном виде ее активное сопротивление не учитывают. Индуктивное сопротивление образуется с помощью ЭДС самоиндукции. При повышении частоты тока возрастает и индуктивное сопротивление.

На индуктивное сопротивление катушки оказывает влияние индуктивность обмотки и частота в сети.

Конденсатор образует реактивное сопротивление из-за наличия емкости. При возрастании частоты в сети его емкостное противодействие (сопротивление) снижается. Это дает возможность активно его применять в электронной промышленности в виде шунта с изменяемой величиной.

Треугольник сопротивлений

Схема цепи, подключенной к переменному току, имеет полное сопротивление, которое можно определить в виде суммы квадратов реактивного и активного сопротивлений.

Formula

Если изобразить это выражение в виде графика, то получится треугольник сопротивлений. Он образуется, если рассчитать последовательную цепь всех трех видов сопротивлений.

Aktivnoe i reaktivnoe soprotivlenie treugolnik

По этому треугольному графику можно увидеть, что катеты представляют собой активное и реактивное сопротивление, а гипотенуза является полным сопротивлением.

Течение тока через спираль лампы

Одно из практичных и наиболее массовых областей применения электротока – это электрическое освещение. Простейшая форма электрической ламы – это маленькая металлическая спираль внутри прозрачного стеклянного «пузыря», которая загорается ярким белым светом («накаляется») от тепловой энергии, возникающей при протекании через нее электрического тока. Как и батарея, она имеет две электропроводящие контактные точки: одна для входа тока, а другая – для его выхода.

Читайте так же:
Схема подключения одной лампы тремя выключателями

Если подключить лампочку к источнику напряжения, то цепь с нею будет выглядеть примерно так:

5 - 1 lamp glowing.png

Протекая по тонкой металлической спирали лампочки, электроток встречает больше сопротивления, чем если бы протекал по толстому проводу. Это сопротивление электротоку зависит от типа материала, его площади сечения и температуры. Технически оно так и называется – «сопротивление». (Можно сказать, что проводники имеют низкое сопротивление, а диэлектрики – высокое). Это сопротивление служит ограничителем для течения тока по цепи, тогда как в примере с «цепью короткого замыкания» есть лишь провод, соединяющий один контакт источника напряжения (батареи) с другим, а сопротивление сведено к минимуму.

Когда электроток встречает сопротивление, генерируется «трение». Как и в случае с механическим трением, трение, генерируемое течением тока под действием сопротивления, проявляется в виде тепла. Концентрированное сопротивление в спирали лампы приводит к тому, что в этой спирали рассеивается относительно большое количество тепловой энергии. Ее хватает на то, чтобы спираль стала ярко белой, генерируя свет, в то время как провода между лампой и батареей (в которых гораздо меньше сопротивления) почти не нагреваются, хотя и проводят то же количество электротока.

Как и в случае с цепью короткого замыкания, если непрерывность цепи нарушена в какой-либо точке, электроток перестает течь по всей цепи. Если к цепи подключена лампочка, то это значит, что она перестанет гореть:

5 - 2 lamp not glowing.png

Опять же, в данном случае напряжение батареи проявится на концах разрыва в ожидании того, что кто-нибудь сделает между ними «мостик», чтобы снова запустить течение тока по цепи. Это состояние известно как «разомкнутая цепь» – при нем нарушение непрерывности цепи не дает току перемещаться по этой цепи.

То есть, чтобы сделать цепь разомкнутой, в ней лишь нужно сделать небольшой разрыв. Но если разрыв заделать и восстановить непрерывность цепи, мы получим состояние «замкнутой цепи».

Можно представить себе электрическую цепь, в которой к клеммам батарейки через провод последовательно присоединены резистор и электрическая лампочка. Если замкнуть провода, лампочка загорится. Можно использовать вольтметр или мультиметр в соответствующем режиме работы, с помощью которых измеряется разность потенциалов между двумя точками цепи.

Измерив напряжение между клеммами и сравнив его с тем, которое имеется на проводах подсоединённых к лампочке, можно увидеть, что последнее меньше. Это связано с падением напряжения на впаянной в цепь радиодетали. Последняя оказывает противодействие электрическому току, затрудняя его прохождение.

Читайте так же:
Как выбрать лампу энергосберегающую для выключателей с подсветкой

Активным сопротивлением обладает каждая деталь, через которую проходит ток. У металлических проводов оно очень маленькое. Чтобы узнать величину сопротивления радиодетали, нужно изучить обозначение на ее корпусе. Если из рассматриваемой электроцепи убрать резистор, то сила тока, проходящего через лампочку, увеличится.

Формула для расчета активного сопротивления соответствует закону Ома:

  • R — величина активного сопротивления между двумя точками в цепи;
  • U — напряжение или разность потенциалов между ними;
  • I — сила тока на рассматриваемом участке цепи.

Для расчета активного сопротивления проводника формула будет другая:

Расчет активного сопротивления проводника

где K-коэффициент поверхностного эффекта, который равен 1,

  • l — длина проводника,
  • s — площадь поперечного сечения,
  • p — “ро” удельное сопротивление.

Сопротивление принято измерять в Омах. Оно существенно зависит от формы и размеров объекта, через который протекает ток: сечения, длины, материала, а также от температуры. Действие активного сопротивления уменьшает энергию электрического тока, превращая её в другие формы (преимущественно в тепловую).

Один из видов омметров

Учимся измерять тестером силу тока

При необходимости узнать силу тока надо взять тот же мультиметр и запомнить одно важное правило: ампераж измеряется щупами, соединенными последовательно с нагрузкой, а во всех остальных измерениях щупы подключают параллельно исследуемому объекту.

Схемы измерения мультиметром

Чтобы научиться дома измерять силу тока мультиметром, можно провести маленький опыт. Надо создать цепь из источника питания, нагрузки и тестера. Для таких испытаний оптимально применение зарядного устройства с дисплеем индикации. Оно дает постоянный ток, поэтому ручку тестера ставят в соответствующую позицию. На зарядном устройстве выставляют напряжение 12 вольт. К нему последовательно подключают мультиметр, электромоторчик от детской игрушки и смотрят показания на обоих дисплеях. Например, тестер показывает значение 0,18. Такие же амперы высвечиваются на табло зарядного устройства.

Если по сети протекает переменный ток, измерение ампеража происходит точно так. Единственное отличие в позиции мультиметра. Переключатель прибора надо установить на диапазон измерения переменного тока.

Иногда у людей возникает вопрос, какой ампераж в розетке или аккумуляторе? С технической точки зрения, вопрос неправильный. В источнике питания можно измерить напряжение, но никак не силу тока. Как уже выяснили, для определения ампеража надо создать цепь. Хотя для справки, в розетку больше 16 А не может поступать. На такую силу тока она и рассчитана.

Как правильно измерять переходное сопротивление

Есть определенные правила, описывающие правильное измерение Rn для устройств коммутации. К ним относятся автоматические выключатели, всевозможные разъединители и шины.

Методов измерений насчитывается несколько:

  • метод, когда отсчет производится прямо и непосредственно;
  • с использованием мультиметра (можно также пользоваться амперметром или вольтметром);
  • способ измерения нестабильного статического поведения сопротивления перехода.

Обратите внимание! Первый пункт предполагает использование приборов для непосредственного расчета с погрешностью менее 10 %. Чаще им пользуются для измерения Rn контактного соединения. Перед замером контакты не очищают. Их соединяют с выводами приборов. При этом перемещать приборы и размыкать контакты противопоказано.

Читайте так же:
Ток лампы без накал

Формула для нестабильного статического СП

При втором способе определяется величина падения напряжения при фиксированном значении тока на переходе, который тестируется. Погрешность любого прибора в измерительной системе подобного рода не более 3 %. Изначально значение сопротивления подбирается в несколько раз больше, чем предполагаемое. Расчет выполняется по формуле: Rп = UPV2/IPA, где UPV2 — цифра, которую показал вольтметр PV2 в В; IPA — ток, измеренный амперметром PA в Ам.

Статическая нестабильность сопротивления перехода определяется исходя из среднеквадратичного изменения Rn, определяемого в ходе многократного измерения. Погрешность таких замеров +/- 10 %.

Список приборов для измерения СП

Профи Помогите Запустить Проектор Без Лампы

#41 Пользователь офлайнPhenoMen

  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 1 519
  • Регистрация: 15 Апрель 12
  • Откуда: Львов

Просмотр сообщенияСерж (26 Август 2013 — 03:21) писал:

Конденсатор возможно (конкретно на проекторе я етого не пробовал) может заменить лампу в том случае когда в проекторе родная лампа питается переменным током (по конденсатору будет протекать ток смещения ибо конденсатор имеет реактивное сопротивление в цепи переменного тока, численно равное Xc=1/wC) и когда емкость конденсатора подобрана верно. Ибо если емкость будет не правильно подобрана- через конденсатор будет течь слишком сильный/слабый ток и контроллер ето поймет как "что то не так с лампой" и примет соответствующие "меры" .

А когда родная лампа в проекторе питается постоянным — то в первый момент (миллисекунды после включения или микросекунды, в зависимости от емкости конденсатора) у конденсатора будет сопротивление, сравнимое с КЗ, а дальше, в процессе заряда, оно будет быстро расти, достигнув через несколько десятков или сотен миллисекунд мегаОмных значений, то есть "мозг" контроллера лампы поймет ето как "неисправная лампа" или "отсутствие лампы". То есть смысла в конденсаторе при постоянном токе ровно 0. В таком случае разве что можно попробовать поставить активное сопротивление (обычную лампу накаливания с нужным сопротивлением) вместо лампы. Но будут большие потери электроэнергии на обогрев комнаты и если контроллер лампы попадет слишком "умный" (отличит вольт-амперную х-ку МГЛ-лампы от лампы накаливания), то и такой фокус может не прокатить

А у вас каким током питается лампа, Серж: переменным или постоянным?

Просмотр сообщенияConcepteco (26 Август 2013 — 01:10) писал:

Сообщение отредактировал PhenoMen: 26 Август 2013 — 08:58

#42 Пользователь офлайнСерж

  • Создатель темы
  • Активный участник
  • PipPipPip
  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 49
  • Регистрация: 24 Апрель 13
  • Откуда: Tosno

#43 Пользователь офлайнPhenoMen

  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 1 519
  • Регистрация: 15 Апрель 12
  • Откуда: Львов

Просмотр сообщенияСерж (27 Август 2013 — 02:39) писал:

Сообщение отредактировал PhenoMen: 27 Август 2013 — 12:37

#44 Пользователь офлайнGorn

  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 591
  • Регистрация: 10 Декабрь 10
  • Откуда: Светловодск
Читайте так же:
Выключатель с регулировкой света для светодиодных ламп

Сообщение отредактировал Gorn: 27 Август 2013 — 20:11

#45 Пользователь офлайнСерж

  • Создатель темы
  • Активный участник
  • PipPipPip
  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 49
  • Регистрация: 24 Апрель 13
  • Откуда: Tosno

Прикрепленные изображения

#46 Пользователь офлайнPhenoMen

  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 1 519
  • Регистрация: 15 Апрель 12
  • Откуда: Львов

Просмотр сообщенияСерж (28 Август 2013 — 04:16) писал:

Просмотр сообщенияСерж (28 Август 2013 — 04:16) писал:

Сообщение отредактировал PhenoMen: 28 Август 2013 — 09:27

#47 Пользователь офлайнСерж

  • Создатель темы
  • Активный участник
  • PipPipPip
  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 49
  • Регистрация: 24 Апрель 13
  • Откуда: Tosno

Сообщение отредактировал Серж: 29 Август 2013 — 04:38

#48 Пользователь офлайнСерж

  • Создатель темы
  • Активный участник
  • PipPipPip
  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 49
  • Регистрация: 24 Апрель 13
  • Откуда: Tosno

Сообщение отредактировал Серж: 29 Август 2013 — 04:40

#49 Пользователь офлайнСерж

  • Создатель темы
  • Активный участник
  • PipPipPip
  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 49
  • Регистрация: 24 Апрель 13
  • Откуда: Tosno

#50 Пользователь офлайнСерж

  • Создатель темы
  • Активный участник
  • PipPipPip
  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 49
  • Регистрация: 24 Апрель 13
  • Откуда: Tosno

#51 Пользователь офлайнPhenoMen

  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 1 519
  • Регистрация: 15 Апрель 12
  • Откуда: Львов

Просмотр сообщенияСерж (29 Август 2013 — 04:56) писал:

Видео посмотреть сейчас не могу ибо пишу с телефона.
1-вы пробовали извлечь (не отключая) родную лампу из шахты проектора для проверки отсутствия других блокировок проектора так как я вам описал в сообщ. 46? Без етого нет 100% гарантии отсутствия дополнительных блокировок включения проектора по свету. И смысла проводить опыты с лампами нет.
2- измерьте напряжение и ток на родной лампе проектора после выхода ее в рабочий режим (5-8мин после включения). Ето надо сделать для подбора точной мощности ламп накаливания. Чтоб 1 раз проверить и все понять.

пришел домой. посмотрел видео. Отчетливо видно что он быстрее отрубает когда мощность ламп маленькая (явно видно что с одной самое короткое время свчения, с 2 дольше а с 3-мя наибольшее время горения).
Надо бы точно измерить напряжение на родной лампе и ток. чтобы подключить именно нужную мощность накаливания. Только измерения снимать надо на вышедшей в рабочей режим лампе и ни в коем случае не измерять напряжение на лампе в момент включения- импульс спалит вольтметр да и опастно ето для жизни!(если будете щупы в руках держать)

Сообщение отредактировал PhenoMen: 29 Август 2013 — 17:18

#52 Пользователь офлайнСерж

  • Создатель темы
  • Активный участник
  • PipPipPip
  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 49
  • Регистрация: 24 Апрель 13
  • Откуда: Tosno

#53 Пользователь офлайнodissey

  • Группа: Постояные пользователи —>
  • Сообщений: 19
  • Регистрация: 11 Апрель 13
  • Откуда: Одесса

#54 Пользователь офлайнСерж

  • Создатель темы
  • Активный участник
  • PipPipPip
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector