Nøkkelforskjell – motstand vs reaktans
Elektriske komponenter som motstander, induktorer og kondensatorer har en slags hindring for strømmen som går gjennom dem. Mens motstander reagerer på både likestrøm og vekselstrøm, reagerer induktorer og kondensatorer kun på variasjoner av strøm eller vekselstrøm. Denne hindringen for strømmen fra disse komponentene er kjent som elektrisk impedans (Z). Impedans er en kompleks verdi i matematisk analyse. Den reelle delen av dette komplekse tallet kalles motstand (R), og bare rene motstander har en motstand. Ideelle kondensatorer og induktorer bidrar til den imaginære delen av impedansen som er kjent som reaktans (X). Dermed er nøkkelforskjellen mellom motstand og reaktans at motstanden er en reell del av impedansen til en komponent, mens reaktansen er en imaginær del av impedansen til en komponent. En kombinasjon av disse tre komponentene i RLC-kretser gir impedans på strømbanen.
Hva er motstand?
Motstand er hindringen spenningen møter for å drive en strøm gjennom en leder. Hvis det skal drives en stor strøm, bør spenningen som tilføres endene av lederen være høy. Det vil si at den påførte spenningen (V) skal være proporsjonal med strømmen (I) som går gjennom lederen, som angitt av Ohms lov; konstanten for denne proporsjonaliteten er motstanden (R) til lederen.
V=I X R
Ledere har samme motstand uavhengig av om strømmen er konstant eller varierende. For vekselstrøm kan motstand beregnes ved hjelp av Ohms lov med øyeblikkelig spenning og strøm. Motstanden målt i ohm (Ω) avhenger av lederens resistivitet (ρ), lengde (l) og tverrsnittsareal (A) hvor,
Motstand avhenger også av temperaturen på lederen siden resistiviteten endres med temperaturen på følgende måte. der ρ 0 refererer til resistiviteten spesifisert ved standardtemperaturen T0 som vanligvis er romtemperaturen, og α er temperaturkoeffisienten for resistivitet:
For en enhet med ren motstand beregnes strømforbruket av produktet av I2 x R. Siden alle disse komponentene i produktet er reelle verdier, er strømforbruket av motstanden vil være en reell makt. Derfor blir strømmen til en ideell motstand utnyttet fullt ut.
Hva er Reactance?
Reaktans er et tenkt begrep i matematisk sammenheng. Den har samme oppfatning av motstand i elektriske kretser og deler samme enhet ohm (Ω). Reaktans oppstår bare i induktorer og kondensatorer under en strømendring. Derfor avhenger reaktansen av frekvensen til vekselstrømmen gjennom en induktor eller kondensator.
I tilfellet med en kondensator, akkumulerer den ladninger når en spenning påføres de to terminalene inntil kondensatorspenningen matcher kilden. Hvis den påførte spenningen er med en AC-kilde, returneres de akkumulerte ladningene til kilden ved den negative syklusen til spenningen. Ettersom frekvensen blir høyere, desto mindre blir mengden ladninger lagret i kondensatoren i en kort periode siden lade- og utladingstiden ikke endres. Som et resultat vil motstanden fra kondensatoren til strømmen i kretsen være mindre når frekvensen øker. Det vil si at reaktansen til kondensatoren er omvendt proporsjonal med vinkelfrekvensen (ω) til AC. Dermed er den kapasitive reaktansen definert som
C er kapasitansen til kondensatoren og f er frekvensen i Hertz. Imidlertid er impedansen til en kondensator et negativt tall. Derfor er impedansen til en kondensator Z=– i / 2 π fC. En ideell kondensator er bare forbundet med en reaktans.
På den annen side motsetter en induktor en endring av strøm gjennom den ved å skape en motelektromotorisk kraft (emf) over den. Denne emf er proporsjonal med frekvensen til AC-forsyningen, og dens motsetning, som er den induktive reaktansen, er proporsjonal med frekvensen.
Induktiv reaktans er en positiv verdi. Derfor vil impedansen til en ideell induktor være Z=i2 π fL. Likevel bør man alltid merke seg at alle praktiske kretser også består av motstand, og disse komponentene betraktes i praktiske kretser som impedanser.
Som et resultat av denne motstanden mot strømvariasjonen av induktorer og kondensatorer, vil spenningsendringen over den ha et annet mønster enn strømvariasjonen. Dette betyr at fasen til AC-spenningen er forskjellig fra fasen til AC-strømmen. På grunn av den induktive reaktansen har strømendringen et etterslep fra spenningsfasen, i motsetning til kapasitiv reaktans hvor strømfasen er ledende. I ideelle komponenter har denne avledning og etterslep en styrke på 90 grader.
Figur 01: Spennings-strøm faseforhold for en kondensator og en induktor.
Denne variasjonen av strømmen og spenningen i AC-kretser analyseres ved hjelp av fasediagrammer. På grunn av forskjellen mellom fasene av strøm og spenning, blir ikke kraften som leveres til en reaktiv krets fullt ut forbrukt av kretsen. Noe av strømmen som leveres vil bli returnert til kilden når spenningen er positiv, og strømmen er negativ (for eksempel når tiden=0 i diagrammet ovenfor). I elektriske systemer, for en forskjell på ϴ grader mellom spennings- og strømfasene, kalles cos(ϴ) systemets effektfaktor. Denne effektfaktoren er en kritisk egenskap å kontrollere i elektriske systemer siden den gjør at systemet kjører effektivt. For at den maksimale effekten skal kunne utnyttes av systemet, bør effektfaktoren opprettholdes ved å gjøre ϴ=0 eller nesten null. Siden de fleste belastningene i elektriske systemer vanligvis er induktive belastninger (som motorer), brukes kondensatorbanker for effektfaktorkorreksjon.
Hva er forskjellen mellom motstand og reaktans?
Resistance vs Reactance |
|
| Motstand er motstanden til en konstant eller varierende strøm i en leder. Det er den virkelige delen av impedansen til en komponent. | Reaktans er opposisjonen til en variabel strøm i en induktor eller en kondensator. Reaktansen er den imaginære delen av impedansen. |
| Dependency | |
| Motstand avhenger av lederens dimensjoner, resistivitet og temperatur. Den endres ikke på grunn av frekvensen til AC-spenningen. | Reaktans avhenger av frekvensen til vekselstrømmen. For induktorer er den proporsjonal, og for kondensatorer er den omvendt proporsjonal med frekvensen. |
| Phase | |
| Fasen til spenningen og strømmen gjennom en motstand er den samme; det vil si at faseforskjellen er null. | På grunn av den induktive reaktansen har strømendringen et etterslep fra spenningsfasen. I kapasitiv reaktans er strømmen ledende. I en ideell situasjon er faseforskjellen 90 grader. |
| Power | |
| Strømforbruk på grunn av motstand er reell kraft, og det er et produkt av spenning og strøm. | Strøm som leveres til en reaktiv enhet forbrukes ikke fullt ut av enheten på grunn av etterslep eller ledende strøm. |
Summary – Resistance vs Reactance
Elektriske komponenter som motstander, kondensatorer og induktorer gjør en hindring kjent som impedans for at strømmen skal flyte gjennom dem, som er en kompleks verdi. Rene motstander har en impedans med reell verdi kjent som motstand, mens ideelle induktorer og ideelle kondensatorer har en impedans med imaginær verdi k alt reaktans. Motstand oppstår på både likestrøm og vekselstrøm, men reaktans oppstår kun på variable strømmer, og gjør dermed en motstand mot å endre strømmen i komponenten. Mens motstanden er uavhengig av frekvensen til AC, endres reaktansen med frekvensen til AC. Reaktans utgjør også en faseforskjell mellom gjeldende fase og spenningsfase. Dette er forskjellen mellom motstand og reaktans.
Last ned PDF-versjon av Resistance vs Reactance
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitatnotater. Last ned PDF-versjon her Forskjellen mellom motstand og reaktans
