Aktiivne ja reaktiivne takistus, takistuse kolmnurk
Aktiivsus ja reaktsioonivõime
Läbipääsude ja tarbijate poolt alalisvooluahelates pakutavat takistust nimetatakse oomiliseks takistuseks.
Kui vahelduvvooluahelasse on lisatud mõni juhe, siis selgub, et selle takistus on veidi suurem kui alalisvooluahelas. See on tingitud nähtusest, mida nimetatakse nahaefektiks (pinnaefekt).
Selle olemus on järgmine. Kui vahelduvvool voolab läbi juhtme, eksisteerib selle sees vahelduv magnetväli, mis ületab juhtme. Selle välja magnetilised jõujooned indutseerivad juhis EMF-i, kuid see ei ole juhi ristlõike erinevates punktides sama: rohkem ristlõike keskpunkti ja vähem perifeeria suunas.
See on tingitud asjaolust, et keskpunktile lähemal asuvaid punkte läbib suur hulk jõujooni. Selle EMF-i toimel ei jaotata vahelduvvool ühtlaselt kogu juhi sektsioonile, vaid selle pinnale lähemale.
See on samaväärne juhi kasuliku ristlõike vähendamisega ja seega selle vahelduvvoolu takistuse suurendamisega. Näiteks 1 km pikkune ja 4 mm läbimõõduga vasktraat peab vastu: DC — 1,86 oomi, AC 800 Hz — 1,87 oomi, AC 10 000 Hz — 2,90 oomi.
Juhti pakutavat takistust seda läbivale vahelduvvoolule nimetatakse aktiivtakistuseks.
Kui mõni tarbija ei sisalda induktiivsust ja mahtuvust (hõõglamp, kütteseade), siis on see ka aktiivne vahelduvvoolu takistus.
Aktiivtakistus - füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektriahela (või selle pindala) takistust elektrivoolule, mis on tingitud elektrienergia pöördumatust muundumisest muudeks vormideks (peamiselt soojuseks). Väljendatuna oomides.
Aktiivne takistus sõltub Vahelduvvoolu sagedussuureneb koos selle suurenemisega.
Paljudel tarbijatel on aga induktiivsed ja mahtuvuslikud omadused, kui neid läbib vahelduvvool. Nende tarbijate hulka kuuluvad trafod, drosselid, elektromagnetid, kondensaatorid, erinevat tüüpi juhtmed ja paljud teised.
Nendest läbi minnes vahelduvvoolu on vaja arvesse võtta mitte ainult aktiivset, vaid ka reaktiivsust, mis on tingitud tarbija induktiivsete ja mahtuvuslike omaduste olemasolust.
On teada, et kui iga pooli läbiv alalisvool katkestatakse ja suletakse, siis samaaegselt voolu muutumisega muutub ka mähise sees olev magnetvoog, mille tulemusena tekib iseinduktsiooni EMF. selles.
Sama kehtib ka vahelduvvooluahelasse kuuluva mähise puhul, ainsa erinevusega, et tock muutub pidevalt nii suurusjärgus kui ka sisse- ja suunas. Seetõttu muutub mähisesse tungiva magnetvoo suurus pidevalt ja indutseerub Eneseinduktsiooni EMF.
Kuid eneseinduktsiooni emf-i suund on alati selline, et see on vastu voolu muutumisele. Seega, kui voolutugevus mähises suureneb, kipub iseindutseeritud EMF voolu suurenemist aeglustama ja voolu vähenedes kipub see vastupidi säilitama kaduvat voolu.
Sellest järeldub, et vahelduvvooluahelasse kuuluvas mähises (juhis) esinev iseinduktsiooni EMF toimib alati voolu vastu, aeglustades selle muutusi. Teisisõnu, iseinduktsiooni EMF-i võib pidada lisatakistuseks, mis koos mähise aktiivtakistusega neutraliseerib mähist läbivat vahelduvvoolu.
EMF-i poolt iseinduktsiooni teel vahelduvvoolule pakutavat takistust nimetatakse induktiivseks takistuseks.
Induktiivne takistus on seda suurem, mida suurem on kasutaja (vooluahela) induktiivsus ja seda suurem on vahelduvvoolu sagedus. Seda takistust väljendatakse valemiga xl = ωL, kus xl on induktiivne takistus oomides; L — induktiivsus henrys (gn); ω — nurksagedus, kus f — voolusagedus).
Lisaks induktiivsele takistusele on mahtuvus, mis on tingitud nii juhtmete ja mähiste mahtuvuse olemasolust kui ka kondensaatorite kaasamisest vahelduvvooluahelasse teatud juhtudel.Tarbija (ahela) mahtuvuse C ja voolu nurksageduse suurenedes mahtuvuslik takistus väheneb.
Mahtuvuslik takistus on võrdne xc = 1 / ωC, kus xc - mahtuvuslik takistus oomides, ω - nurksagedus, C - tarbija võimsus faradides.
Loe selle kohta lähemalt siit: Reaktiivsus elektrotehnikas
Vastupidavuse kolmnurk
Vaatleme vooluringi, mille aktiivelemendi takistus r, induktiivsus L ja mahtuvus C.
Riis. 1. Vahelduvvooluahel takisti, induktiivpooli ja kondensaatoriga.
Sellise vooluahela takistus on z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)
Graafiliselt saab seda väljendit kujutada nn takistuskolmnurga kujul.
Joonis fig. 2. Takistuse kolmnurk
Takistuse kolmnurga hüpotenuus tähistab ahela kogutakistust, jalad - aktiivset ja reaktiivset takistust.
Kui üks ahela takistustest on (aktiivne või reaktiivne) näiteks 10 või enam korda väiksem kui teine, siis võib väiksema tähelepanuta jätta, mida saab hõlpsasti otsearvutuse teel kontrollida.