Формула сопротивления реактивного – Что такое реактивное сопротивление 🚩 активные и реактивные сопротивления кабелей 🚩 Естественные науки

Формула активного сопротивления в цепи переменного тока

Сопротивление в цепи переменного тока принимает разные формы, что связано с тем, что в ней существует как явление необратимой трансформации энергетического ресурса, так и перетекание его от одного компонента к другому. Чтобы произвести правильный выбор радиодеталей и определить, к каким классам они должны принадлежать и какими характеристиками обладать, электротехник должен знать, как проявляет себя такая физическая величина, как сопротивление.

Резисторы – элементы, обладающие значительным активным противодействием

Резисторы – элементы, обладающие значительным активным противодействием

Что такое активное сопротивление

Активное нагрузочное сопротивление – это та его форма, которая наблюдается при безвозвратной трансформации электрической энергии в другие ее виды, например, тепловую (как в электроплите), световую или механического движения. На элементе, имеющем активное сопротивление, падает цепное напряжение, притом, чем больше падение, тем больше  значение резистивности. Кроме того, когда по такому компоненту идет ток, происходят безвозвратные потери мощности. В качестве иллюстрации можно упомянуть выделение тепла на резисторе. Таким противодействием обладают также проводники и конфигурации из них, в том числе кабели, которыми компоненты цепи соединяют друг с другом, и обмотки электрических моторов.

Важно! У той детали, которая имеет только активную компоненту резистивности, фазы тока и напряжения будут совпадать.

Определение значения осуществляется посредством формулы:

R=U/I.

Напряжение на детали делится на проходящий через нее электроток. На результат влияют различные характеристики провода: материал, конфигурация, геометрические параметры, температура.

Цепь с резисторным компонентом

Цепь с резисторным компонентом

Реактивное сопротивление

Эта разновидность описывает не привязанное к расходу электроэнергии соотношение между напряженностью и током на индуктивных элементах или деталях, обладающих емкостью. Существует это явление только в цепях переменного тока. Реактивная компонента может иметь и отрицательное значение: это наблюдается в случае, если так обгоняет напряжение. В катушках индуктивности наличие такого явления обусловлено электродвижущей силой самоиндукции, возвращающей энергию магнитного поля в электроцепь. Присутствует реактивная компонента и у конденсатора. При накоплении заряда он потребляет энергию извне, потом возвращает ее в электроцепь. В схемах элементы с наличием такого эффекта могут соединяться как исключительно друг с другом, так и с резисторами.

Важно! У активной компоненты величина падения напряжения во всех случаях имеет противоположное направление. У реактивной – она может быть направлена как в одну сторону с током, так и в противоположную. В последнем случае возникает препятствие изменению электротока.

Цепь включает детали с реактивной компонентой

Цепь включает детали с реактивной компонентой

Активное и реактивное сопротивление

Реактивная составляющая встречается в двух формах: емкостной (она присуща конденсаторным устройством) и индуктивной (свойственна трансформаторам, катушкам и обмоткам). Для определения отношения между напряжением и токовой силой требуется знать показатели всех видов оказываемого проводником сопротивления.

Когда конденсатор подсоединен в электроцепь, за временной период до смены полярности он успевает набрать только некоторый процент заряда. Частота тока прямо пропорциональна величине заряда, набираемой элементом. Реактивный эффект на конденсаторном элементе наблюдается из-за того, что у него есть емкость. Когда частота возрастает, емкостное противодействие падает. Благодаря этому эффекту, данные детали хорошо подходят для использования в роли шунта с меняющейся величиной.

У катушки при увеличении токовой частоты растет и индуктивное противодействие. Помимо частоты, на значение также сильно влияет обмоточная индуктивность.

Важно! Бывает, что результирующая реактивная составляющая в цепи с несколькими обмотками и конденсаторами оказывается равной нулю. В таком случае фазы напряжения и электротока совпадают. Если между ними есть хоть какая-то разница фаз в ту или другую сторону, реактивная компонента будет отличной от нуля.

В реальности детали электрической цепи имеют как активную, так и обе реактивных составляющих. Но в ряде случаев одной или двумя из них принято пренебрегать из-за очень малых показателей, незначительно влияющих на общую ситуацию в сети. К примеру, обычно принимают, что конденсатор (если пренебречь энергетическими потерями) имеет исключительно емкостное противодействие. У лампочек накаливания, в свою очередь, принимается во внимание только активная компонента. У обмоточных элементов выделяются активная и индуктивная составляющие.

Треугольник сопротивлений

Для электроцепи, по которой проходит переменный ток, общий показатель резистивности принято определять как корень из суммы квадратов активного и реактивного показателей. Графически это проще всего представить в форме прямоугольного треугольника. Катеты такой фигуры являют собой резистивность активной нагрузки и суммарный реактивный показатель цепи, а гипотенуза – общее значение цепного противодействия.

Треугольник сопротивлений

Треугольник сопротивлений

Характеристики потерь

При подсчете мощностного значения на компоненте цепи всегда принимаются во внимание потери, возникающие в сопротивлениях. Мощностные потери, характерные для активных сопротивлений, связаны с характеристиками проводниковых компонентов и качествами изоляционного покрытия. Реактивные потери в сети связаны с индуктивными противодействиями проводов, а также особенностями задействованных емкостных и катушечных элементов.

Чтобы суметь правильно рассчитать требуемые характеристики элементов сети, нужно знать, на какие составляющие делится сопротивление. Активная компонента связана с необратимым переходом энергии из одной формы в другую.

Видео

Реактивное сопротивление Википедия

В электрических и электронных системах реактивное сопротивление (также реактанс) — это сопротивление элемента схемы, вызванное

изменением тока или напряжения из-за индуктивности или ёмкости этого элемента. Понятие реактивного сопротивления аналогично электрическому сопротивлению, но оно несколько отличается в деталях.

В векторном анализе реактивное сопротивление используется для вычисления амплитудных и фазовых изменений синусоидального переменного тока, проходящего через элемент цепи. Обозначается символом X{\displaystyle \scriptstyle {X}}. Идеальный резистор имеет нулевое реактивное сопротивление, тогда как идеальные катушки индуктивности и конденсаторы имеют нулевое сопротивление — то есть, реагируют на ток только по наличию реактивного сопротивления. Величина реактивного сопротивления индуктора увеличивается пропорционально увеличению частоты, в то время как величина реактивного сопротивления конденсатора уменьшается пропорционально увеличению частоты.

Ёмкостное сопротивление[ | ]

Конденсатор состоит из двух проводников, разделённых изолятором, также известным как диэлектрик.

Ёмкостное сопротивление — это сопротивление изменению напряжения на элементе. Ёмкостное сопротивление XC{\displaystyle \scriptstyle {X_{C}}} обратно пропорционально частоте сигнала f{\displaystyle \scriptstyle {f}} (или угловой частоты ω) и ёмкости C{\displaystyle \scriptstyle {C}}[1].

В литературе существует два варианта определения реактивного сопротивления для конденсатора. Одним из них является использование единого понятия реактивного сопротивления в качестве мнимой части полного сопротивления, и, в этом случае, реактивное сопротивление конденсатора является отрицательным числом[1][2][3]:

XC=−1ωC=−12πfC{\displaystyle X_{C}=-{\frac {1}{\omega C}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}}.

Другой выбор состоит в том, чтобы определить ёмкостное сопротивление как положительное число

[4][5][6],

Индуктивное сопротивление | Формулы и расчеты онлайн

Индуктивное сопротивление

Индуктивность L в электрической цепи вызывает запаздывание тока (см Самоиндукция). Вследствие этого ток достигает максимального значения Im позже напряжения. Если R = 0, приложенное напряжение противоположно индуцированному напряжению:

\[ u = L \frac{di}{dt} = \frac{d}{dt}(LI_{m} \sin(ωt)) \]

отсюда

\[ u = ωLI_{m} \cos(ωt) \]

или

\[ u = ωLI_{m} \sin(ωt + \frac{π}{2}) \]

Индуктивное сопротивление - графики тока и напряжения

Индуктивное сопротивление — графики тока и напряжения

Индуктивное сопротивление - векторная диаграмма

Между напряжением и током возникает разность фаз (сдвиг фаз) равная +π/2.

B цепи переменного тока, содержащей только индуктивность, напряжение опережает ток на π/2 (или Т/4).

Из написанного выше равенства следует, что амплитуда напряжения Um = ωLIm. Сопоставляя это выражение с законом Ома Um = RIm, мы видим, что величина ωL играет роль сопротивления.

Цепь переменного тока, содержащая индуктивность L, обладает сопротивлением переменному току; оно называется индуктивным сопротивлением XL.

Единица СИ индуктивного сопротивления: [XL] = Ом.

Если

XL
индуктивное сопротивление цепи переменного тока,
Ом
Lиндуктивность цепи,Генри
ω = 2πfкруговая частота переменного тока,Радиан/Секунда

то имеем

\[ X_{L} = ωL \]

При наличии в цепи только индуктивного сопротивления сила тока определяется выражением

\[ I = \frac{U}{ωL} \]

Вычислить, найти индуктивное сопротивление

В помощь студенту

Индуктивное сопротивление
стр. 686

Что такое реактивное сопротивление 🚩 активные и реактивные сопротивления кабелей 🚩 Естественные науки

Реактивным сопротивлением называется величина типа сопротивления, которая показывает соотношение тока и напряжения на реактивной (индуктивной, емкостной) нагрузке, не связанное с количеством потребляемой электрической энергии. Реактивное сопротивление характерно лишь для цепей переменного тока. Обозначается величина символом X, а ее единицей измерения является ом.

В отличие от активного сопротивления реактивное может быть как с положительным, так и отрицательным знаком, который соответствует тому знаку, которым сопровождается сдвиг фазы между напряжением и током. Если ток отстает от напряжения, он положителен, а если опережает, то отрицателен.

Реактивное сопротивление может быть двух видов: индуктивного и емкостного. Первый из них характерен для соленоидов, трансформаторов, обмотки электродвигателя или генератора), а второй — для конденсаторов. Для определения соотношения между током и напряжением необходимо знать величину не только реактивного, но и активного сопротивления, оказываемого проводником переменному току, проходящему на нему. Первое из них дает лишь ограниченные физические данные об электрической цепи или электрическом устройстве.

Реактивное сопротивление создается за счет потери реактивной мощности – силы, затрачиваемой на создание магнитного поля в электрической цепи. Уменьшение реактивной мощности, вызывающее реактивное сопротивление, достигается за счет подключения к трансформатору устройства с активным сопротивлением.

Например, конденсатор, подключаемый к цепи переменного тока, успевает накапливать лишь ограниченный заряд перед изменением знака разности потенциалов на противоположный. Таким образом, ток не успевает упасть до нулевой отметки так, как в цепи постоянного тока. При низкой частоте в конденсаторе будет аккумулироваться меньший заряд, отчего конденсатор меньше противодействует внешнему току. Это создает реактивное сопротивление.

Бывают случаи, когда цепь имеет реактивные элементы, однако результирующее реактивное сопротивление в ней равно нулю Нулевая величина реактивного сопротивления подразумевает совпадение тока и напряжения по фазе, но если реактивное сопротивление больше или меньше нуля, между напряжением и током возникает разность фаз. Например, в RLC-цепи резонанс происходит в том случае, если реактивные импедансы ZL и ZC взаимоуничтожаются. При этом импеданс имеет равную нулю фазу.

Реактивное сопротивление

Реактивное сопротивление – это сопротивление прохождению переменного электрического тока в электрической цепи, обусловленное наличием в ней индуктивности или конденсатора.

Дело в том, что для постоянного тока индуктивность является обычным проводником и поэтому сопротивление его прохождению в цепи ничтожно мало. Конденсатор при тех же условиях для постоянного тока является диэлектриком – его электрическое сопротивление бесконечно велико.

Если же мы имеем дело с переменным током, то в этом случае сопротивление его прохождению по цепи индуктивности  или конденсатора зависит от множества факторов: частоты самого тока, емкости конденсатора или индуктивности катушки.

Очень часто конденсатор и индуктивность из-за наличия в них реактивного сопротивления называют реактивными элементами или реактивными электронными компонентами.

Чем обусловлено реактивное сопротивление

В катушке

При протекании переменного электрического тока через катушку, он создает в ее витках магнитное поле, а оно в свою очередь обуславливает создание электродвижущей силы. Эта ЭДС направлена против внешнего тока, поэтому препятствует ему, то есть создает сопротивление. Как правило, реактивное сопротивление индуктивности называют еще индуктивным.

В конденсаторе

При протекании переменного тока через цепь конденсатора происходят процессы накопления и отдачи электрического заряда, связанные с действием в цепи электрического поля. Его действие также противоположно по направлению к внешнему току и поэтому создает для него сопротивление. Это сопротивление еще называют емкостным.

Интересно

Реактивное сопротивление катушки с увеличением ее индуктивности (количества витков) будет увеличиваться. В конденсаторе же рост емкости (увеличение площади электродов) приводит к прямо противоположному эффекту – уменьшению реактивного сопротивления.

< Предыдущая   Следующая >

Реактивное сопротивление (психология) — Википедия

Реактивное сопротивление — мотивационное состояние, возникающее в ситуации, когда какое-либо внешнее условие (другой человек, предложение, или правило) ограничивает свободу или создает угрозу ограничения проявлений индивида. Главная задача такого поведения — восстановление утраченной или ограниченной свободы.

Реактивное сопротивление возникает, когда на человека оказывается сильное давление с целью изменить его поведение, точку зрения, отношение к чему-либо. Обязательным условием для возникновения данного состояния является осознание факта оказываемого воздействия. Результатом обычно становится выбор индивидом запретного или ограниченного варианта, а также повышение его устойчивости к убеждениям.

Данный феномен иногда используется некоторыми специалистами (в сфере рекламы, политики, психологии) для разного рода манипуляций.

В качестве примера можно привести человека, регулярно и сознательно нарушающего общественный порядок с целью оказывать сопротивление власти, которая запрещает этот тип действий на законодательном уровне. Причём этому человеку не важны выгоды, которые такое поведение может ему принести, а также он не задумывается о личных ресурсах, которые он должен будет затратить на это дело.

Сам термин «реактивное сопротивление» был заимствован из физики.

Теория психологического реактивного сопротивления была разработана Джеком Бремом для объяснения реакции людей на уменьшение степени личного контроля над ситуацией. Согласно этой теории, главное стремление человека — восстановление этого контроля. Всякий раз, когда что-то ограничивает выбор или лишает человека возможности выбрать, возникает потребность сохранения свободы. Это заставляет человека желать запрещенный объект или недоступную возможность действия значительно сильнее чем прежде.

В теории Дж. Брема выделяется четыре основных понятия:

  • ощущение свободы;
  • угроза свободе;
  • реактивное сопротивление;
  • восстановление свободы.

Свобода рассматривается не как абстрактное понятие, а как внутреннее ощущение множества возможностей, которые связаны с реальным поведением, действиями, эмоциями и отношениями. Поведение считается свободным, если человек реализует его в настоящем или ожидает, что он сможет реализовать его в будущем. Любое событие, которое затрудняет осуществление человеческой свободы, представляет собой угрозу по отношению к ней.

Личная свобода выбирать, когда и каким образом управлять своим поведением, а также осведомлённость о степени собственной свободы влияют на возникновение психологической реактивности. Ситуация угрозы или действительное уменьшение поведенческих свобод воспринимаются человеком как некоторый сигнал к действию, вызов. Страх потерять свободу может привести человека к тому, что он попытается эту свободу вернуть через преодоление ограничений и активное противодействие влиянию, которое на него оказывается.

Выявлены несколько закономерностей, которые связаны со свободным поведением и реактивностью:

  1. Если определённая поведенческая свобода находится под угрозой нарушения или нарушена, то чем значимее эта свобода для человека, тем сильнее будет реактивное сопротивление.
  2. Уровень реактивного сопротивления связан не только с важностью свободного поведения, которое подвергается угрозе нарушения или уже нарушена, а еще и со степенью важности других свобод, которые имеются у индивида в то же самое время.
  3. Когда имеется несколько свобод, которые не были нарушены, то чем больше равномерность распределения нарушения или угрозы нарушения, тем больше будет общий уровень реактивного сопротивления.
  4. Когда важная свобода человека находится под угрозой нарушения, то чем сильнее эта угроза, тем выше будет уровень реактивного сопротивления.
  5. Когда человек теряет одну из своих свобод, то он считает, что и остальные его свободы находятся под угрозой прямо сейчас или позже.
  6. Одни поведенческие свободы могут быть нарушены или оказаться под угрозой нарушения тем, что будут угнетены или запрещены другие поведенческие свободы. Именно поэтому угнетение или запрещение свобод одного человека приводят к угрозе уничтожения поведенческих свобод другого человека.

При этом важно упомянуть, что феноменология реактивности не предполагает, что человек может знать о существовании данного явления. Когда люди осведомлены о том, что у них возникло реактивное сопротивление, то они могут проявлять большую самостоятельность в формировании дальнейшего поведения. Другими словами, если человек чувствует, что он имеет возможность делать то, что хочет, то у него не возникает необходимости делать что-то нежелательное для себя, опровергающее чужое мнение, правило или действие.

Ключевые исследования, направленные на изучение данного феномена, приведены ниже.

Первый эксперимент был проведен Хаммоком и Бремом (1966). Ими исследовался вклад гендерных различий в данный феномен. В результате их исследования было показано, что мужчины больше всего хотели получить именно ту вещь, которая была для них недоступна. В то же время у женщин не было обнаружено данного феномена в поведении, несмотря на то, что их лишили свободы выбора, этот эффект совсем на них не действовал.

В 1981 году Бремом было проведено исследование реактивности и привлекательности недоступных объектов у детей. Исследовались половозрастные особенности проявлений этого феномена. Исследование показало, как дети реагируют на эту ситуацию недоступности объекта, и что у детей также имеются мысли типа «у соседа трава зеленее». Также была показана способность детей смиряться с недоступностью объекта в случае, если ребёнок обесценивает недоступные для него вещи. Эта работа доказывает, что в случае, когда дети не имеют желаемого, они испытывают сильные эмоциональные переживания, так как знают о существовании объекта, который они не могут получить в свое распоряжение.

Хейлман (1976) провела эксперимент, в котором прохожему на улице предлагалось подписать некую петицию, при этом во время процедуры подписания испытуемые сталкивались с разными по степени препятствиями в этом процессе. Результат оказался следующим: чем более интенсивными были попытки препятствовать индивидам в подписании петиции, тем с большей вероятностью они склонялись к тому, чтобы её подписать.

Миллер с коллегами в 2007 провели исследование, в котором изучалось влияние формулировки сообщения на восприятие информации. Сообщение, которое предъявлялось испытуемым, было посвящено заботе о своём здоровье. Было показано, что если это сообщение оканчивалось фразой, направленной на восстановление свободы, смысл которой заключался в праве каждого выбирать, следовать ли в дальнейшем этим советам и как проживать собственную жизнь, то реактивное сопротивление у читателей уменьшалось. Также было обнаружено, что конкретные сообщения, которые были сформулированы с использованием наименьшего количества контролирующих слов, запоминались и воспринимались гораздо лучше абстрактных.

  1. Brehm, J. W. (1966). A theory of psychological reactance. Academic Press.
  2. Brehm, S. S., & Brehm, J. W. (1981). Psychological Reactance: A Theory of Freedom and Control. Academic Press.
  3. Miller, C. H., Lane, L. T., Deatrick, L. M., Young, A. M., & Potts, K. A. (2007). Psychological reactance and promotional health messages: The effects of controlling language, lexical concreteness, and the restoration of freedom. Human Communication Research, 33, 219—240.
  4. Аронсон Э. Общественное животное. Введение в социальную психологию. изд. 7.; пер. с англ. — М.: Аспект Пресс, 1998. — 517 с
  5. Майерс Д. Социальная психология. изд 7.; пер с англ. — СПб.: Питер, 1997. — 688 с.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о