Aktyvioji varža ir induktorius kintamosios srovės grandinėje

Atsižvelgiant į kintamosios srovės grandinę, kurioje yra tik indukcinė varža (žr "Induktorius kintamosios srovės grandinėje"), manėme, kad šios grandinės aktyvioji varža yra lygi nuliui.

Tiesą sakant, tiek pats ritės laidas, tiek jungiamieji laidai turi mažą, bet aktyvią varžą, todėl grandinė neišvengiamai sunaudoja srovės šaltinio energiją.

Todėl, nustatant bendrą išorinės grandinės varžą, būtina pridėti jos reaktyviąją ir aktyviąją varžas. Tačiau neįmanoma pridėti šių dviejų pasipriešinimų, kurie skiriasi savo pobūdžiu.

Šiuo atveju grandinės varža kintamajai srovei randama geometriniu pridėjimu.

Sukonstruotas stačiakampis trikampis (žr. 1 pav.), kurio viena pusė yra indukcinės varžos reikšmė, o kita – aktyviosios varžos reikšmė. Norimą grandinės varžą lemia trečioji trikampio kraštinė.

1 pav. Grandinės, turinčios indukcinę ir aktyviąją varžą, varžos nustatymas

Grandinės varža žymima lotyniška raide Z ir matuojama omais. Iš konstrukcijos matyti, kad bendra varža visada yra didesnė už indukcinę ir aktyviąją varžą atskirai.

Bendros grandinės varžos algebrinė išraiška yra tokia:

kur Z — bendra varža, R — aktyvioji varža, XL — indukcinė grandinės varža.

Todėl bendra grandinės varža kintamajai srovei, susidedanti iš aktyviosios ir indukcinės varžos, yra lygi šios grandinės aktyviosios ir indukcinės varžos kvadratų sumos kvadratinei šaknims.

Omo dėsnis nes tokia grandinė išreiškiama formule I = U / Z, kur Z yra bendra grandinės varža.

Dabar paanalizuokime, kokia bus įtampa, jei grandinė, be ir fazių poslinkio tarp srovės ir induktyvumo, taip pat turi gana didelę aktyviąją varžą. Praktiškai tokia grandinė gali būti, pavyzdžiui, grandinė, kurioje yra geležies šerdies induktorius, apvyniotas plonu laidu (aukšto dažnio droseliu).

Šiuo atveju fazės poslinkis tarp srovės ir įtampos nebebus ketvirtadalio periodo (kaip buvo grandinėje su tik indukcine varža), o daug mažiau; ir kuo didesnis pasipriešinimas, tuo mažesnis fazės poslinkis.

2 pav. Srovė ir įtampa grandinėje, kurioje yra R ir L.

Dabar ji pati Saviindukcijos EMF nėra priešfazėje su srovės šaltinio įtampa, nes ji įtampos atžvilgiu pasislenka ne puse periodo, o mažiau.Be to, srovės šaltinio sukuriama įtampa ritės gnybtuose nėra lygi savaiminės indukcijos emf, bet yra didesnė už ją ritės laido aktyviosios varžos įtampos kritimo dydžiu. Kitaip tariant, įtampa ritėje susideda iš dviejų komponentų:

• tiL- reaktyvusis įtampos komponentas, subalansuojantis savaiminės indukcijos EML poveikį,

• tiR- aktyvusis įtampos komponentas, kuris įveiks aktyviąją grandinės varžą.

Jei su rite nuosekliai sujungsime didelę aktyviąją varžą, fazių poslinkis sumažės tiek, kad srovės sinusinė banga beveik pasivys įtampos sinusinę ir fazių skirtumas tarp jų bus vos pastebimas.. Tokiu atveju termino amplitudė ir bus didesnė už termino amplitudę.

Panašiai galite sumažinti fazės poslinkį ir netgi visiškai jį sumažinti iki nulio, jei kokiu nors būdu sumažinsite generatoriaus dažnį. Sumažėjus dažniui, sumažės savaiminės indukcijos EMF ir dėl to sumažės fazės poslinkis tarp srovės ir jo sukeltos įtampos grandinėje.

Kintamosios srovės grandinės, kurioje yra induktorius, galia

Kintamosios srovės grandinė, kurioje yra ritė, nevartoja srovės šaltinio energijos ir kad grandinėje vyksta energijos mainų procesas tarp generatoriaus ir grandinės.

Dabar paanalizuokime, kaip viskas bus su tokios schemos suvartojama galia.

Kintamosios srovės grandinėje suvartojama galia yra lygi srovės ir įtampos sandaugai, tačiau kadangi srovė ir įtampa yra kintami dydžiai, galia taip pat bus kintama.Tokiu atveju galime nustatyti galios reikšmę kiekvienam laiko momentui, jei dabartinę vertę padauginsime iš įtampos vertės, atitinkančios tam tikrą laiko momentą.

Norėdami gauti galios grafiką, turime padauginti tiesių segmentų, apibrėžiančių srovę ir įtampą skirtingu laiku, vertes. Tokia konstrukcija parodyta fig. 3, a. Brūkšninė bangos forma p parodo, kaip keičiasi galia kintamosios srovės grandinėje, kurioje yra tik indukcinė varža.

Sudarant šią kreivę buvo naudojama tokia algebrinės daugybos taisyklė: teigiamą reikšmę padauginus iš neigiamos, gaunama neigiama reikšmė, o padauginus dvi neigiamas arba dvi teigiamas – teigiama.

3 pav. Galios grafikai: a — grandinėje, kurioje yra indukcinė varža, b — taip pat aktyvioji varža

4 pav. Grandinės, kurioje yra R ir L, galios diagrama.

Galios kreivė šiuo atveju yra virš laiko ašies. Tai reiškia, kad tarp generatoriaus ir grandinės nevyksta energijos mainai, todėl generatoriaus grandinei tiekiama galia visiškai sunaudojama grandinėje.

Fig. 4 parodyta grandinės, kurioje yra ir indukcinė, ir aktyvioji varža, galios grafikas. Šiuo atveju taip pat vyksta atvirkštinis energijos perdavimas iš grandinės į srovės šaltinį, tačiau daug mažesniu mastu nei grandinėje su viena indukcine varža.

Peržiūrėję aukščiau pateiktus galios grafikus, darome išvadą, kad tik fazės poslinkis tarp srovės ir įtampos grandinėje sukuria "neigiamą" galią.Šiuo atveju, kuo didesnis fazės poslinkis tarp srovės ir įtampos grandinėje, tuo mažiau energijos sunaudos grandinė, ir atvirkščiai, kuo mažesnis fazės poslinkis, tuo didesnė grandinės suvartojama galia.

Taip pat skaitykite: Kas yra įtampos rezonansas