Сопротивление потерь
В катушках индуктивности помимо основного эффекта взаимодействия тока и магнитного поля наблюдаются паразитные эффекты, вследствие которых импеданс катушки не является чисто реактивным. Наличие паразитных эффектов ведёт к появлению потерь в катушке, оцениваемых сопротивлением потерь 
. Потери складываются из потерь в проводах, диэлектрике, сердечнике и экране:
Потери в проводах
Потери в проводах вызваны тремя причинами:
· Провода обмотки обладают омическим (активным) сопротивлением.
· Сопротивление провода обмотки возрастает с ростом частоты, что обусловлено скин-эффектом. Суть эффекта состоит в вытеснении тока в поверхностные слои провода. Как следствие, уменьшается полезное сечение проводника и растет сопротивление.
Потери в диэлектрике]
Потери в диэлектрике (изоляции проводов и каркасе катушки) можно отнести к двум категориям:
· Потери от диэлектрика межвиткового конденсатора (межвитковые утечки и прочие потери, характерные для диэлектриков конденсаторов).
· Потери, обусловленные магнитными свойствами диэлектрика (эти потери аналогичны потерям в сердечнике).
В общем случае можно заметить, что для современных катушек общего применения потери в диэлектрике чаще всего пренебрежимо малы.
Дата добавления: 2016-11-29; просмотров: 2032;
Похожие статьи:
сопротивление потерь — это… Что такое сопротивление потерь?
- сопротивление потерь
- series resistance
Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.
- сопротивление постоянному току
- сопротивление почвы
Смотреть что такое «сопротивление потерь» в других словарях:
сопротивление потерь
обратное сопротивление потерь переключательного диода — rобр RR Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном обратном напряжении. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы Обобщающие термины сверхвысокочастотные диоды … Справочник технического переводчика
прямое сопротивление потерь переключательного диода — rпр RF Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном прямом токе. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы Обобщающие термины сверхвысокочастотные диоды … Справочник технического переводчика
Обратное сопротивление потерь переключательного диода — 118. Обратное сопротивление потерь переключательного диода rобр Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном обратном напряжении Источник: ГОСТ 25529 82: Диоды… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Прямое сопротивление потерь переключательного диода
последовательное сопротивление потерь диода — rп, rs Суммарное эквивалентное активное сопротивление кристалла, контактных соединений и выводов диода. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы EN total series equivalent resistance DE Serienwiderstand der Diode FR résistance série… … Справочник технического переводчика
Последовательное сопротивление потерь диода
эквивалентное активное сопротивление потерь — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN loss resistance equivalent … Справочник технического переводчика
сопротивление — 3.93 сопротивление (resistance): Способность конструкции или части конструкции противостоять действию нагрузок. Источник: ГОСТ Р 54382 2011: Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Сопротивление ограничительного диода при высоком значении СВЧ мощности — 120. Сопротивление ограничительного диода при высоком значении СВЧ мощности rвыс Сопротивление потерь ограничительного диода, измеряемое при значениях СВЧ мощности, больших мощности ограничения, при которых сопротивление диода не изменяется… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Сопротивление ограничительного диода при низком значении СВЧ мощности
Книги
- Аэрогазодинамика реактивных сопел. Том 3. Внешнее сопротивление и потери эффективной тяги сопел, Лаврухин Геннадий Николаевич, Иванькин Михаил Анатольевич, Талызин Вадим Алексеевич. Третий, заключительный том`Аэрогазодинамики реактивных сопел` посвящен обобщению результатов исследований наиболее сложного вопроса в области аэрогазодинамикивыходных устройств — внешнего… Подробнее Купить за 3436 грн (только Украина)
- Аэрогазодинамика реактивных сопел. Том 3. Внешнее сопротивление и потери эффективной тяги сопел, Лаврухин Геннадий Николаевич, Иванькин Михаил Анатольевич, Талызин Вадим Алексеевич. Третий, заключительный том «Аэрогазодинамики реактивных сопел» посвящен обобщению результатов исследований наиболее сложного вопроса в области аэрогазодинамики выходных устройств — внешнего… Подробнее Купить за 3194 руб
- Аэрогазодинамика реактивных сопел в 3 томах Том III Внешнее сопротивление и потери эффективной тяги сопел, Лаврухин Г., Иванькин М., Талызин В.. Третий том «Аэрогазодинамики реактивных сопел» посвящен обобщению результатов исследований наиболее сложного вопроса в области аэрогазодинамики выходных устройств — внешнего сопротивления и… Подробнее Купить за 2808 руб
Последовательный колебательный контур | Резонанс напряжений
Обозначение на схеме
Последовательный колебательный контур – это цепь, состоящая их катушки индуктивности и конденсатора, которые соединяются последовательно. На схемах идеальный последовательный колебательный контур обозначается вот так:
Реальный колебательный контур имеет сопротивление потерь катушки и конденсатора. Это суммарное суммарное сопротивление потерь обозначается буквой R. В результате, реальный последовательный колебательный контур будет иметь такой вид:
R – это суммарное сопротивление потерь катушки и конденсатора
L – собственно сама индуктивность катушки
С – собственно сама емкость конденсатора
Колебательный контур и генератор частоты
Давайте проведем классический эксперимент, который есть в каждом учебнике по электронике. Для этого соберем вот такую схему:
Генератор у нас будет выдавать синус.
Для того, чтобы снять осциллограмму силы тока через последовательный колебательный контур, мы подключим в схему шунтовый резистор с малым сопротивлением в 0,5 Ом и с него уже будем снимать напряжение. То есть в данном случае мы шунт используем для наблюдения силы тока в цепи.
А вот и сама схема в реальности:
Слева-направо: шунтовый резистор, катушка индуктивности и конденсатор. Как вы уже поняли, сопротивление R – это суммарное сопротивление потерь катушки и конденсатора, так как нет идеальных радиоэлементов. Оно “прячется” внутри катушки и конденсатора, поэтому в реальной схеме отдельным радиоэлементом мы его не увидим.
Теперь нам осталось подцепить эту схему к генератору частоты и осциллографу, и прогнать по некоторым частотам, снимая осциллограмму с шунта Uш , а также снимая осциллограмму с самого генератора UГЕН.
С шунта мы будем снимать напряжение, которое у нас отображает поведение силы тока в цепи, а с генератора собственно сам сигнал генератора. Давайте прогоним нашу схемку по некоторым частотам и глянем что есть что.
Влияние частоты на сопротивление колебательного контура
Итак, погнали. В схеме я взял конденсатор на 1мкФ и катушку индуктивности на 1 мГн. На генераторе настраиваю синус размахом в 4 Вольта. Вспоминаем правило: если в цепи соединение радиоэлементов идет последовательно друг за другом, значит, через них течет одинаковая сила тока.
Красная осциллограмма – это напряжение с генератора частоты, а желтая осциллограмма – отображение силы тока через напряжение на шунтовом резисторе.
Частота 200 Герц с копейками:
Как мы видим, при такой частоте ток в этой цепи есть, но очень слабый
Добавляем частоту. 600 Герц с копейками
Здесь мы уже отчетливо видим, что сила тока возросла, а также видим, что осциллограмма силы тока опережает напряжение. Попахивает реактивным сопротивлением конденсатора.
Добавляем частоту. 2 Килогерца
Сила тока стала еще больше.
3 Килогерца
Сила тока увеличилась. Заметьте также, что сдвиг фаз стал уменьшаться.
4,25 Килогерц
Осциллограммы почти уже сливаются в одну. Сдвиг фаз между напряжением и силой тока становится почти незаметным.
И вот на какой-то частоте у нас сила тока стала максимальной, а сдвиг фаз стал равен нулю. Запомните этот момент. Для нас он будет очень важен.
Ну а давайте далее будем увеличивать частоту. Смотрим, что получается в итоге.
Еще совсем недавно ток опережал напряжение, а сейчас уже стал запаздывать после того, как выровнялся с ним по фазе. Так как ток уже отстает от напряжения, здесь уже попахивает реактивным сопротивлением катушки индуктивности.
Увеличиваем частоту еще больше
Сила тока начинает падать, а сдвиг фаз увеличивается.
22 Килогерца
74 Килогерца
Как вы видите, с увеличением частоты, сдвиг приближается к 90 градусов, а сила тока становится все меньше и меньше.
Резонанс
Давайте подробнее рассмотрим тот самый момент, когда сдвиг фаз был равен нулю и сила тока, проходящая через последовательный колебательный, контур была максимальна:
Это явление носит название резонанса.
Не будем углубляться в теорию высшей математики и комплексных чисел. Дело в том, что в этот самый момент реактивное сопротивление катушки и конденсатора становятся равными, но противоположными по знаку. Поэтому, эти реактивные сопротивления как-бы вычитаются друг из друга, что в сумме дает ноль, и в цепи остается только активная составляющая сопротивления, то есть то самое паразитное сопротивление катушки и конденсатора, или иначе, сопротивление потерь R.
Как вы помните, если у нас сопротивление становится малым, а в данном случае сопротивления потерь катушки и конденсатора очень маленькие, то в цепи начинает течь большая сила тока согласно закону Ома: I=U/R. Если генератор мощный, то напряжение на нем не меняется, а сопротивление становится пренебрежимо малым и вуаля! Ток растет как грибы после дождя, что мы и увидели, посмотрев на желтую осциллограмму при резонансе.
Формула Томсона
Если при резонансе у нас реактивное сопротивление катушки равняется реактивному сопротивлению конденсатора XL=XC , то можно уравнять их реактивные сопротивления и уже отсюда вычислить частоту, на которой произошел резонанс. Итак, реактивное сопротивление катушки у нас выражается формулой:
Реактивное сопротивление конденсатора вычисляется по формуле:
Приравниваем обе части и вычисляем отсюда F:
В данном случае мы получили формулу резонансной частоты. Это формула по другому называется формулой Томсона, как вы поняли, в честь ученого, который ее вывел.
Давайте по формуле Томсона посчитаем резонансную частоту нашего последовательного колебательного контура. Для этого я буду использовать свой RLC-транзисторметр.
Замеряем индуктивность катушки:
И замеряем нашу емкость:
Высчитываем по формуле нашу резонансную частоту:
У меня получилось 5, 09 Килогерц.
С помощью регулировки частоты и осциллографа я поймал резонанс на частоте 4,78 Килогерц (написано в нижнем левом углу)
Спишем погрешность в 200 с копейками Герц на погрешность измерений приборов. Как вы видите, формула Томпсона работает.
Резонанс напряжений
Давайте возьмем другие параметры катушки и конденсатора и посмотрим, что у нас происходит на самих радиоэлементах. Нам ведь надо досконально все выяснить ;-). Беру катушку индуктивности с индуктивностью в 22 микрогенри:
и конденсатор в 1000 пФ
Итак, чтобы поймать резонанс, я не буду в схему добавлять резистор. Поступлю более хитрее.
Так как мой генератор частоты китайский и маломощный, то при резонансе у нас в цепи остается только активное сопротивление потерь R. В сумме получается все равно маленькое значение сопротивления, поэтому ток при резонансе достигает максимальных значений. В результате этого, на внутреннем сопротивлении генератора частоты падает приличное напряжение и выдаваемая амплитуда частоты генератора падает. Я буду ловить минимальное значение этой амплитуды. Следовательно это и будет резонанс колебательного контура. Перегружать генератор – это не есть хорошо, но что не сделаешь ради науки!
Ну что же, приступим ;-). Давайте сначала посчитаем резонансную частоту по формуле Томсона. Для этого я открываю онлайн калькулятор на просторах интернета и быстренько высчитываю эту частоту. У меня получилось 1,073 Мегагерц.
Ловлю резонанс на генераторе частоты по его минимальным значениям амплитуды. Получилось как-то вот так:
Размах амплитуды 4 Вольта
Хотя на генераторе частоты размах более 17 Вольт! Вот так вот сильно просело напряжение. И как видите, резонансная частота получилась чуток другая, чем расчетная: 1,109 Мегагерц.
Теперь небольшой прикол 😉
Вот этот сигнал мы подаем на наш последовательный колебательный контур:
Как видите, мой генератор не в силах выдать большую силу тока в колебательный контур на резонансной частоте, поэтому сигнал получился даже чуть искаженным на пиках.
Ну а теперь самое интересное. Давайте замеряем падение напряжения на конденсаторе и катушке на резонансной частоте. То есть это будет выглядеть вот так:
Смотрим напряжение на конденсаторе:
Размах амплитуды 20 Вольт (5х4)! Откуда? Ведь подавали мы на колебательный контур синус с частотой в 2 Вольта!
Ладно, может с осциллографом что-то произошло?. Давайте замеряем напряжение на катушке:
Народ! Халява!!! Подали 2 Вольта с генератора, а получили 20 Вольт и на катушке и на конденсаторе! Выигрыш энергии в 10 раз! Успевай только снимать энергию или с конденсатора или с катушки!
Ну ладно раз такое дело… беру лампочку от мопеда на 12 Вольт и цепляю ее к конденсатору или катушке. Лампочке ведь вроде как по-барабану на какой частоте работать и какой ток кушать. Выставляю амплитуду, чтобы на катушке или конденсаторе было где то Вольт 20 так как среднеквадратичное напряжение будет где-то Вольт 14, и цепляю поочередно к ним лампочку:
Как видите – полный ноль. Лампочка гореть не собирается, так что побрейтесь фанаты халявной энергии). Вы ведь не забыли, что мощность определяется произведением силы тока на напряжение? Напряжения вроде как-бы хватает, а вот силы тока – увы! Поэтому последовательный колебательный контур носит также название узкополосного (резонансного) усилителя напряжения, а не мощности!
Давайте обобщим, что у нас получилось в этих опытах.
При резонансе напряжение на катушке и на конденсаторе оказались намного больше, чем то, которое мы подавали на колебательный контур. В данном случае у нас получилось в 10 раз больше. Почему же напряжение на катушке при резонансе равняется напряжению на конденсаторе. Это легко объясняется. Так как в последовательном колебательном контуре катушка и кондер идут друг за другом, следовательно, в цепи протекает одна и та же сила тока.
При резонансе реактивное сопротивление катушки равняется реактивному сопротивлению конденсатора. Получаем по правилу шунта, что на катушке у нас падает напряжение UL = IXL , а на конденсаторе UC = IXC . А так как при резонансе у нас XL = XC , то получаем что UL = UC , ток ведь в цепи один и тот же ;-). Поэтому резонанс в последовательном колебательном контуре называют также резонансом напряжений, так как напряжение на катушке на резонансной частоте равняется напряжению на конденсаторе.
Добротность
Ну раз уж мы начали задвигать тему колебательных контуров, поэтому мы не можем обойти стороной такой параметр, как добротность колебательного контура. Так как мы уже провели некоторые опыты, то нам будет проще определить добротность, исходя из амплитуды напряжений. Добротность обозначается буквой Q и вычисляется по первой простой формуле:
Давайте посчитаем добротность в нашем случае.
Так как цена деления одного квадратика по вертикали 2 Вольта, следовательно, амплитуда сигнала генератора частоты 2 Вольта.
А это то, что мы имеем на зажимах конденсатора или катушки. Здесь цена деления одного квадратика по вертикали 5 Вольт. Считаем квадратики и умножаем. 5х4=20 Вольт.
Считаем по формуле добротности:
Q=20/2=10. В принципе немного и не мало. Пойдет. Вот так вот на практике можно найти добротность.
Есть также вторая формула для вычисления добротности.
где
R – сопротивление потерь в контуре, Ом
L – индуктивность, Генри
С – емкость, Фарад
Зная добротность, можно легко найти сопротивление потерь R последовательного колебательного контура.
Также хочу добавить пару слов о добротности. Добротность контура – это качественный показатель колебательного контура. В основном его стараются всегда увеличить различными всевозможными способами. Если взглянуть на формулу выше, то можно понять, для того, чтобы увеличить добротность, нам надо как-то уменьшить сопротивление потерь колебательного контура. Львиная доля потерь относится к катушке индуктивности, так как она уже конструктивно имеет большие потери. Она намотана из провода и в большинстве случаев имеет сердечник. На высоких частотах в проводе начинает проявляться скин-эффект, который еще больше вносит потери в контур.
Резюме
Последовательный колебательный контур состоит из катушки индуктивности и конденсатора, соединенных последовательно.
Катушка и конденсатор имеют паразитные омические потери, так как не являются идеальными радиоэлементами. Сумма этих потерь называется сопротивлением потерь R последовательного колебательного контура.
На какой-то частоте реактивное сопротивление катушки становится равным реактивному сопротивлению конденсатора и в цепи последовательного колебательного контура наступает такое явление, как резонанс.
При резонансе реактивные сопротивления катушки и конденсатора хоть и равны по модулю, но противоположны по знаку, поэтому они вычитается и в сумме дают ноль. В цепи остается только активное сопротивление потерь R.
При резонансе сила тока в цепи становится максимальной, так как сопротивление потерь катушки и конденсатора R в сумме дают малое значение.
При резонансе напряжение на катушке равняется напряжению на конденсаторе и превышает напряжение на генераторе.
Коэффициент, показывающий во сколько раз напряжение на катушке либо на конденсаторе превышает напряжение на генераторе, называется добротностью Q последовательного колебательного контура и показывает качественную оценку колебательного контура. В основном стараются сделать Q как можно больше.
На низких частотах колебательный контур имеет емкостную составляющую тока до резонанса, а после резонанса – индуктивную составляющую тока.
Активное и реактивное сопротивление | Практическая электроника
В этой статье мы поведем речь о таких параметрах, как активное и реактивное сопротивление.
Активное сопротивление
И начнем мы статью не с реактивного сопротивления, как ни странно, а с простого и всеми нами любимого радиоэлемента – резистора, который, как говорят, обладает активным сопротивлением. Еще иногда его называют омическим. Как нам говорит вики-словарь, “активный – это деятельный, энергичный, проявляющий инициативу”. Активист готов всегда рвать и метать даже ночью. Он готов ПОЛНОСТЬЮ выложиться и потратить всю энергию во благо общества.
То же самое можно сказать и про другие нагрузки, обладающие активным сопротивлением. Это могут быть различные нагревательные элементы, типа тэнов, а также лампы накаливания.
Как смотреть силу тока в цепи через осциллограф
Чем же резистор отличается от катушки индуктивности и конденсатора? Понятное дело, что выполняемыми функциями, но этим все не ограничивается. Итак, давайте рассмотрим самую простую схемку во всей электронике:
На схеме мы видим генератор частоты и резистор.
Давайте визуально посмотрим, что у нас творится в этой схеме. Для этого, как я уже сказал, нам понадобится генератор частоты
А также цифровой осциллограф:
С помощью него мы будем смотреть напряжение и силу тока .
Что?
Силу тока?
Но ведь осциллограф предназначен для того, чтобы рассматривать форму сигнала напряжения? Как же мы будем рассматривать форму сигнала силы тока? А все оказывается просто). Для этого достаточно вспомнить правило шунта.
Кто не помнит – напомню. Имеем обыкновенный резистор:
Что будет, если через него прогнать электрический ток?
На концах резистора у нас будет падение напряжения. То есть, если замерить с помощью мультиметра напряжение на его концах, мультиметр покажет какое-то значение в Вольтах
И теперь главный вопрос: от чего зависит падение напряжения на резисторе? В дело опять же вступает закон Ома для участка цепи: I=U/R. Отсюда U=IR. Мы видим зависимость от номинала самого резистора и от силы тока, текущей в данный момент в цепи. Слышите? От СИЛЫ ТОКА! Так почему бы нам не воспользоваться таким замечательным свойством и не глянуть силу тока через падение напряжения на самом резисторе? Ведь номинал резистора у нас постоянный и почти не изменяется с изменением силы тока 😉
В данном опыте нам не обязательно знать номинал силы тока в цепи. Мы будем просто смотреть, от чего зависит сила тока и изменяется ли вообще?
Поэтому, наша схема примет вот такой вид:
В этом случае шунтом будет являться резистор сопротивлением в 0,5 Ом. Почему именно 0,5 Ом? Да потому что он не будет сильно греться, так как обладает маленьким сопротивлением, а также его номинал вполне достаточен, чтобы снять с него напряжение.
Осталось снять напряжение с генератора, а также со шунта с помощью осциллографа. Если вы не забыли, со шунта мы снимаем осциллограмму силы тока в цепи. Красная осциллограмма – это напряжение с генератора Uген , а желтая осциллограмма – это напряжение с шунта Uш , в нашем случае – сила тока. Смотрим, что у нас получилось:
Частота 28 Герц:
Частота 285 Герц:
Частота 30 Килогерц:
Как вы видите, с ростом частоты сила тока у нас осталась такой же.
Давайте побалуемся формой сигнала:
Как мы видим, сила тока полностью повторяет форму сигнала напряжения.
Итак, какие можно сделать выводы?
1) Сила тока через активное (омическое) сопротивление имеет такую же форму, как и форма напряжения.
2) Сила тока и напряжение на активном сопротивлении совпадают по фазе, то есть куда напряжение, туда и ток. Они двигаются синфазно, то есть одновременно.
3) С ростом частоты ничего не меняется (если только на очень высоких частотах).
Конденсатор в цепи переменного тока
Ну а теперь давайте вместо резистора поставим конденсатор.
Смотрим осциллограммы:
Как вы видите, конденсатор обладает сопротивлением, так как сила тока в цепи значительно уменьшилась. Но обратите внимание, что произошел сдвиг желтой осциллограммы, то бишь осциллограммы силы тока.
Вспоминаем алгебру старшие классы. Итак, полный период T – это 2П
Теперь давайте прикинем, какой сдвиг фаз у нас получился на графике:
Где-то примерно П/2 или 90 градусов.
Почему так произошло? Во всем виновато физическое свойство конденсатора. В самые первые доли секунд, конденсатор ведет себя как проводник с очень малым сопротивлением, поэтому сила тока в этот момент будет максимальна. В этом можно легко убедиться, если резко подать на конденсатор напряжение и в начальный момент времени посмотреть, что происходит с силой тока
Красная осциллограмма – это напряжение, которое мы подаем на конденсатор, а желтая – это сила тока в цепи конденсатора. По мере заряда конденсатора сила тока падает и достигает нуля при полном заряде конденсатора.
К чему приведет дальнейшее увеличение частоты? Давайте посмотрим:
50 Герц.
100 Герц
200 Герц
Как вы видите, с увеличением частоты, у нас сила тока в цепи с конденсатором возрастает.
Реактивное сопротивление конденсатора
Как мы увидели с прошлого опыта, с увеличением частоты растет сила тока! Кстати, у резистора не росла. То есть получается в данном случае из закона Ома, что сопротивление конденсатора зависит от частоты! Да, все так оно и есть. Но называется оно не просто сопротивлением, а реактивным сопротивлением и вычисляется по формуле:
где
Хс – реактивное сопротивление конденсатора, Ом
П – постоянная и приблизительно равна 3,14
F – частота, Гц
С – емкость конденсатора, Фарад
Катушка индуктивности в цепи переменного тока
Ну а теперь давайте возьмем катушку индуктивности вместо конденсатора:
Проводим все аналогичные операции, как и с конденсатором. Смотрим на осциллограммы в цепи с катушкой индуктивности:
Если помните, вот такую осциллограмму мы получили в схеме с конденсатором:
Видите разницу? На катушке индуктивности ток отстает от напряжения на 90 градусов, на П/2, или, как еще говорят, на четверть периода (весь период у нас 2П или 360 градусов).
Так-так-так…. Давайте соберемся с мыслями. То есть в цепи с переменным синусоидальным током, ток на конденсаторе опережает напряжение на 90 градусов, а на катушке индуктивности ток отстает от напряжения тоже на 90 градусов? Да, все верно.
Почему на катушке ток отстает от напряжения?
Не будем углубляться в различные физические процессы и формулы, просто сочтем за данность, что сила тока не может резко возрастать на катушке индуктивности. Для этого проведем простой опыт. Так же как и на конденсатор, мы резко подадим напряжение на катушку индуктивности, и посмотрим, что случилось с силой тока.
Как вы видите, при резкой подаче напряжения на катушку, сила тока не стремится также резко возрастать, а возрастает постепенно, если быть точнее, по экспоненте.
Давайте вспомним, как это было у конденсатора:
Все с точностью наоборот! Можно даже сказать, что катушка – это полная противоположность конденсатору 😉
Ну и напоследок давайте еще побалуемся частотой:
240 Килогерц
34 Килогерца
17 Килогерц
10 Килогерц
Вывод?
С уменьшением частоты сила тока через катушку увеличивается.
Реактивное сопротивление катушки индуктивности
Из опыта выше мы можем сделать вывод, что сопротивление катушки зависит от частоты и вычисляется по формуле
где
ХL – реактивное сопротивление катушки, Ом
П – постоянная и приблизительно равна 3,14
F – частота, Гц
L – индуктивность, Генри
Почему не сгорает первичная обмотка трансформатора
Ну и теперь главный вопрос, который часто задают в личке: “Почему когда я меряю первичную обмотку трансформатора, у меня выдает от 10 Ом и больше в зависимости от трансформатора. На трансформаторных сварочных аппаратах вообще пару Ом! Ведь первичная обмотка трансформатора цепляется к 220 Вольтам! Почему не сгорает обмотка, ведь сопротивление обмотки всего то десятки или сотни Ом, и может случится короткое замыкание!
А ведь и вправду, мощность равна как напряжение помноженное на ток P=IU. То есть через пару секунд от первичной обмотки трансформатора должен остаться уголек.
Дело все в том, что парные обмотки трансформатора представляют из себя катушку индуктивности с какой-то индуктивностью. Получается, что реальное сопротивление обмотки будет выражаться через формулу
поставьте сюда индуктивность, которая в трансформаторах составляет от единицы Генри и получим что-то типа от 300 и более Ом. Но это еще цветочки, ягодки впереди;-)
Для дальнейшего объяснения этого явления нам потребуется наша осциллограмма с катушки индуктивности:
Итак, давайте выделим на ней один период и разделим его на 4 части, то есть по 90 градусов каждая или П/2.
Мощность в цепи с реактивными радиоэлементами
Давайте начнем с такого понятия, как мощность. Если не забыли, мощность – это сила тока помноженное на напряжение, то есть P=IU. Итак, в первую четвертинку периода t1 у нас напряжение принимает положительные значения и сила тока тоже положительное. Плюс на плюс дает плюс. В эту четверть периода энергия поступает из источника в реактивное сопротивление.
Теперь давайте рассмотрим отрезок времени t2. Здесь ток со знаком “плюс”, а напряжение со знаком “минус”. В итоге плюс на минус дает минус. Получается мощность со знаком “минус”. А разве так бывает? Еще как бывает! В этот промежуток времени реактивный радиоэлемент отдает запасенную энергию обратно в источник напряжения. Для лучшего понимания давайте рассмотрим простой житейский пример.
Представим себе кузнеца за работой:
Не знаю, какое было у вас детство, но я когда был салабоном, брал свинец с аккумуляторов и плющил его в металлические пластинки. И что думаете? Свинец нагревался. Не так, чтобы прям обжигал, а был тепленький на ощупь. То есть моя энергия удара превращалась в тепло, можно даже сказать, в полезную энергию.
А что если взять пружину от стоек ВАЗа и ударять по ней?
С пружиной не станет НИ-ЧЕ-ГО! Она ведь не свинец. Но… заметьте вот такую вещь: как только мы начинаем “плющить” пружину кувалдой, у нас она начинает сжиматься. И вот она сжалась до упора и… выстрелила вверх, подхватив с собой тяжелую кувалду, которая только что пыталась ее расплющить. То есть в данном случае энергия вернулась обратно в источник энергии, то есть обратно к кузнецу. Он вроде как и пытался расплющить пружину, но пружина вернула энергию обратно своим разжатием. То есть кузнецу не надо уже было подымать тяжелый молот, так как за него это уже сделала пружина.
Разжатие пружины и возврат ею энергии обратно – это и есть отрицательная мощность. В этом случае энергия возвращается обратно в источник. Хорошо ли это или плохо – это уже другая история для полноценной статьи.
В третий промежуток времени t3 и ток и напряжение у нас со знаком “минус”. Минус на минус – это плюс. То есть реактивный элемент снова поглощает энергию, ну а на t4, снова ее отдает, так как плюс на минус дает минус.
В результате за весь период у нас суммарное потребление энергии равно чему?
Правильно, нулю!
Так что же это получается тогда? На катушке и конденсаторе не будет выделяться никакой энергии? Получается так. Поэтому в схемах они чаще всего холодные, хотя могут быть и слегка теплыми, так как реальные параметры катушки и конденсатора выглядят совсем по другому.
Эквивалентная схема реальной катушки индуктивности выглядит вот так:
где
RL – это сопротивление потерь. Это могут быть потери в проводах, так как любой провод обладает сопротивлением. Это могут быть потери в диэлектрике, потери в сердечнике и потери на вихревые токи. Как видите, раз есть сопротивление, значит на нем может выделяться мощность, то есть тепло.
L – собственно сама индуктивность катушки
С – межвитковая емкость.
А вот и эквивалентная схема реального конденсатора:
где
r – сопротивление диэлектрика и корпуса между обкладками
С – собственно сама емкость конденсатора
ESR – эквивалентное последовательное сопротивление
ESI (ESL) – эквивалентная последовательная индуктивность
Здесь мы тоже видим такие параметры, как r и ESR, которые на высоких частотах будут еще лучше себя проявлять, благодаря скин-эффекту. Ну и, соответственно, на них будет выделяться мощность, что приведет к небольшому малозаметному нагреву.
Резюме
Резистор обладает активным (омическим) сопротивлением. Катушка индуктивности и конденсатор обладают реактивным сопротивлением.
В цепи переменного тока на конденсаторе ток опережает напряжение на 90 градусов, а на катушке ток отстает от напряжения на 90 градусов.
Сопротивление катушки вычисляется по формуле
Сопротивление конденсатора вычисляется по формуле:
В цепи переменного тока на идеальном реактивном сопротивлении не выделяется мощность.
Реальные катушка и конденсатор имеют в своем составе паразитные параметры, которые имеют некоторое сопротивление. Поэтому реальные катушка и конденсатор не обладают чисто реактивным сопротивлением.
сопротивление потерь — это… Что такое сопротивление потерь?
- сопротивление потерь
loss resistance
Англо-русский словарь технических терминов. 2005.
- сопротивление постоянному току
- сопротивление продольному изгибу
Смотреть что такое «сопротивление потерь» в других словарях:
сопротивление потерь — nuostolių varža statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. loss resistance vok. Verlustwiderstand, m rus. сопротивление потерь, n pranc. résistance de pertes, f … Fizikos terminų žodynas
обратное сопротивление потерь переключательного диода — rобр RR Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном обратном напряжении. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы Обобщающие термины сверхвысокочастотные диоды … Справочник технического переводчика
прямое сопротивление потерь переключательного диода — rпр RF Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном прямом токе. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы Обобщающие термины сверхвысокочастотные диоды … Справочник технического переводчика
Обратное сопротивление потерь переключательного диода — 118. Обратное сопротивление потерь переключательного диода rобр Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном обратном напряжении Источник: ГОСТ 25529 82: Диоды… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Прямое сопротивление потерь переключательного диода — 117. Прямое сопротивление потерь переключательного диода rпр Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном прямом токе Источник: ГОСТ 25529 82: Диоды полупроводниковые.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
последовательное сопротивление потерь диода — rп, rs Суммарное эквивалентное активное сопротивление кристалла, контактных соединений и выводов диода. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы EN total series equivalent resistance DE Serienwiderstand der Diode FR résistance série… … Справочник технического переводчика
Последовательное сопротивление потерь диода — 20. Последовательное сопротивление потерь диода D. Serienwiderstand der Diode E. Total series equivalent resistance F. Résistance série totale équivalente rп Суммарное эквивалентное активное сопротивление кристалла, контактных соединений и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
эквивалентное активное сопротивление потерь — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN loss resistance equivalent … Справочник технического переводчика
сопротивление — 3.93 сопротивление (resistance): Способность конструкции или части конструкции противостоять действию нагрузок. Источник: ГОСТ Р 54382 2011: Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Сопротивление ограничительного диода при высоком значении СВЧ мощности — 120. Сопротивление ограничительного диода при высоком значении СВЧ мощности rвыс Сопротивление потерь ограничительного диода, измеряемое при значениях СВЧ мощности, больших мощности ограничения, при которых сопротивление диода не изменяется… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Сопротивление ограничительного диода при низком значении СВЧ мощности — 119. Сопротивление ограничительного диода при низком значении СВЧ мощности rниз Сопротивление потерь ограничительного диода, измеряемое при малых значениях СВЧ мощности, на начальном участке ограничительной характеристики, при которых… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Книги
- Аэрогазодинамика реактивных сопел. Том 3. Внешнее сопротивление и потери эффективной тяги сопел, Лаврухин Геннадий Николаевич, Иванькин Михаил Анатольевич, Талызин Вадим Алексеевич. Третий, заключительный том`Аэрогазодинамики реактивных сопел` посвящен обобщению результатов исследований наиболее сложного вопроса в области аэрогазодинамикивыходных устройств — внешнего… Подробнее Купить за 3436 грн (только Украина)
- Аэрогазодинамика реактивных сопел. Том 3. Внешнее сопротивление и потери эффективной тяги сопел, Лаврухин Геннадий Николаевич, Иванькин Михаил Анатольевич, Талызин Вадим Алексеевич. Третий, заключительный том «Аэрогазодинамики реактивных сопел» посвящен обобщению результатов исследований наиболее сложного вопроса в области аэрогазодинамики выходных устройств — внешнего… Подробнее Купить за 3194 руб
- Аэрогазодинамика реактивных сопел в 3 томах Том III Внешнее сопротивление и потери эффективной тяги сопел, Лаврухин Г., Иванькин М., Талызин В.. Третий том «Аэрогазодинамики реактивных сопел» посвящен обобщению результатов исследований наиболее сложного вопроса в области аэрогазодинамики выходных устройств — внешнего сопротивления и… Подробнее Купить за 2808 руб
Последовательное сопротивление потерь диода — это… Что такое Последовательное сопротивление потерь диода?
- Последовательное сопротивление потерь диода
20. Последовательное сопротивление потерь диода
D. Serienwiderstand der Diode
E. Total series equivalent resistance
F. Résistance série totale équivalente
rп
Суммарное эквивалентное активное сопротивление кристалла, контактных соединений и выводов диода
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
- Последовательное соединение участков электрической цепи
- Последовательное сопротивление фотодиода
Смотреть что такое «Последовательное сопротивление потерь диода» в других словарях:
последовательное сопротивление потерь диода — rп, rs Суммарное эквивалентное активное сопротивление кристалла, контактных соединений и выводов диода. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы EN total series equivalent resistance DE Serienwiderstand der Diode FR résistance série… … Справочник технического переводчика
обратное сопротивление потерь переключательного диода — rобр RR Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном обратном напряжении. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы Обобщающие термины сверхвысокочастотные диоды … Справочник технического переводчика
прямое сопротивление потерь переключательного диода — rпр RF Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном прямом токе. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы Обобщающие термины сверхвысокочастотные диоды … Справочник технического переводчика
Обратное сопротивление потерь переключательного диода — 118. Обратное сопротивление потерь переключательного диода rобр Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном обратном напряжении Источник: ГОСТ 25529 82: Диоды… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Прямое сопротивление потерь переключательного диода — 117. Прямое сопротивление потерь переключательного диода rпр Последовательное сопротивление потерь переключательного диода, включенного в линию передачи, при заданном постоянном прямом токе Источник: ГОСТ 25529 82: Диоды полупроводниковые.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
постоянная времени СВЧ диода — τ Произведение емкости перехода на последовательное сопротивление потерь СВЧ диода. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы Обобщающие термины сверхвысокочастотные диоды … Справочник технического переводчика
предельная частота умножительного диода — fпред fc Значение частоты, на которой добротность умножительного диода равна единице. Примечание Предельная частота определяется по формуле , где Cпер емкость перехода; rп последовательное сопротивление потерь. [ГОСТ 25529 82] Тематики… … Справочник технического переводчика
Постоянная времени СВЧ диода — 124. Постоянная времени СВЧ диода τ Произведение емкости перехода на последовательное сопротивление потерь СВЧ диода Источник: ГОСТ 25529 82: Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Предельная частота умножительного диода — 127. Предельная частота умножительного диода fпред Значение частоты, на которой добротность умножительного диода равна единице. Примечание. Предельная частота определяется по формуле где Cпер емкость перехода; rп последовательное сопротивление… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 25529-82: Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров — Терминология ГОСТ 25529 82: Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров оригинал документа: 87. Временная нестабильность напряжения стабилизации стабилитрона D. Zeitliche Instabilitat der Z Spannung der Z… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Потери напора на местные сопротивления
Местные
потери напора обусловливаются преодолением
местных сопротивлений, создаваемых
фасонными частями, арматурой и прочим
оборудованием трубопроводных сетей.
Местные сопротивления вызывают изменение
величины или направления скорости
движения жидкости на отдельных участках
трубопровода, что связано с появлением
дополнительных потерь напора. Движение
в трубопроводе при наличии местных
сопротивлений является неравномерным.
Потери напора в местных сопротивлениях 
(местные
потери напора) вычисляют по формуле
Вейсбаха:
(3.22)
где 
— средняя скорость в сечении, как
правило, расположенном ниже по течению
за данным сопротивлением;
— безразмерный
коэффициент местного сопротивления.
Для определения потерь давления 
формула
(3.29) преобразуется к виду:
(3.23)
Значения
коэффициентов местных сопротивлений
зависят от конфигурации местного
сопротивления и режима потока, подходящего
к сопротивлению; этот режим определяется
коэффициентом гидравлического трения 
подходящего
потока, т.е. числом Рейнольдса и
относительной шероховатостью.
Внезапное расширение трубопровода
Рисунок 3.6 ─ Внезапное расширение трубопровода
Потери напора при внезапном расширении трубопровода находят по формуле Борда:
(3.24)
где 
и
— средние скорости течения соответственно
до и после расширения.
Таким образом, потеря напора при внезапном расширении трубопровода равна скоростному напору от потерянной скорости.
Коэффициент местного сопротивления в формуле Вейсбаха (3.29) определяется выражениями:
(3.25)
(3.26)
где 
и
— площади сечений трубопровода
соответственно до и после расширения.
Внезапное сужение трубопровода
Рисунок 3.7 ─ Внезапное сужение трубопровода
Коэффициент местного сопротивления при внезапном сужении
(3.27)
где 
—
коэффициент сжатия струи, представляющий
собой отношение площади сечения сжатой
струи в узком трубопроводе
к площади сечения узкой трубы
(рисунок
3.9):
(3.28)
Коэффициент
сжатия струи 
зависит от степени сжатия потока
(3.29)
и может быть найден по формуле А.Д. Альтшуля:
(3.30)
Значения 
подсчитанные по формуле (3.30), приведены
в табл. 3.1
Таблица 3.1 ─ Коэффициент сжатия струи
| 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1 |
| 0,609 | 0,613 | 0,618 | 0,623 | 0,631 | 0,642 | 0,656 | 0,678 | 0,714 | 0,785 | 1 |
Диафрагма на трубопроводе
Рисунок 3.8 ─ Диафрагма на трубе постоянного сечения
Коэффициент местного сопротивления диафрагмы, расположенной внутри трубы постоянного сечения (отнесенный к сечению трубопровода) (рисунок 3.8) равен
(3.31)
где 
— отношение площади отверстия диафрагмы
к площади сечения трубы
.
Рисунок 3.9 ─ Диафрагма на трубопроводе в месте изменения
диаметра
Коэффициент местного сопротивления (отнесенный к сечению узкого трубопровода) для диафрагмы, расположенной на выходе в трубопровод другого диаметра (рисунок 3.9), равен
(3.32)
где 
