Resistenza attiva e reattiva, triangolo di resistenza

Attività e reattività

La resistenza fornita da passaggi e consumatori nei circuiti CC è chiamata resistenza ohmica.

Se un filo è incluso nel circuito CA, si scopre che la sua resistenza sarà leggermente superiore a quella del circuito CC. Ciò è dovuto a un fenomeno chiamato effetto pelle (effetto superficiale).

La sua essenza è la seguente. Quando una corrente alternata scorre attraverso un filo, al suo interno esiste un campo magnetico alternato che attraversa il filo. Le linee di forza magnetiche di questo campo inducono un EMF nel conduttore, tuttavia, non sarà lo stesso in diversi punti della sezione trasversale del conduttore: più verso il centro della sezione trasversale e meno verso la periferia.

Ciò è dovuto al fatto che i punti più vicini al centro sono attraversati da un gran numero di linee di forza. Sotto l'azione di questo EMF, la corrente alternata non sarà distribuita uniformemente sull'intera sezione del conduttore, ma più vicino alla sua superficie.

Ciò equivale a ridurre la sezione utile del conduttore e quindi ad aumentarne la resistenza alla corrente alternata. Ad esempio, un filo di rame lungo 1 km e con un diametro di 4 mm resiste: CC — 1,86 ohm, CA 800 Hz — 1,87 ohm, CA 10.000 Hz — 2,90 ohm.

La resistenza offerta da un conduttore ad una corrente alternata che lo attraversa si chiama resistenza attiva.

Se un consumatore non contiene induttanza e capacità (lampadina a incandescenza, dispositivo di riscaldamento), sarà anche una resistenza CA attiva.

Resistenza attiva - una quantità fisica che caratterizza la resistenza di un circuito elettrico (o della sua area) alla corrente elettrica a causa di trasformazioni irreversibili di energia elettrica in altre forme (principalmente calore). Espresso in ohm.

La resistenza attiva dipende da Frequenza CAaumenta con il suo aumento.

Tuttavia, molti consumatori hanno proprietà induttive e capacitive quando la corrente alternata li attraversa. Questi consumatori includono trasformatori, induttanze, elettromagneti, condensatori, diversi tipi di fili e molti altri.

Quando li attraversi corrente alternata è necessario tenere conto non solo dell'attivo, ma anche della reattività dovuta alla presenza di proprietà induttive e capacitive nel consumatore.

È noto che se la corrente continua che passa attraverso ciascuna bobina viene interrotta e chiusa, contemporaneamente alla variazione della corrente, cambierà anche il flusso magnetico all'interno della bobina, a seguito della quale si verificherà un EMF di autoinduzione dentro.

Lo stesso si osserverà nella bobina inclusa nel circuito CA, con l'unica differenza che il tock cambia continuamente sia in magnitudine che in e in. Pertanto, l'entità del flusso magnetico che penetra nella bobina cambierà e indurrà continuamente EMF di autoinduzione.

Ma la direzione della fem di autoinduzione è sempre tale da opporsi al cambiamento di corrente. Quindi, all'aumentare della corrente nella bobina, la FEM autoindotta tenderà a rallentare l'aumento della corrente, e al diminuire della corrente, al contrario, tenderà a mantenere la corrente di estinzione.

Ne consegue che l'EMF di autoinduzione che si verifica nella bobina (conduttore) inclusa nel circuito di corrente alternata agirà sempre contro la corrente, rallentandone i cambiamenti. In altre parole, l'EMF di autoinduzione può essere considerata come una resistenza aggiuntiva che, insieme alla resistenza attiva della bobina, contrasta la corrente alternata che passa attraverso la bobina.

La resistenza offerta dalla fem ad una corrente alternata per autoinduzione si chiama resistenza induttiva.

La resistenza induttiva sarà maggiore sarà l'induttanza dell'utenza (circuito) e maggiore sarà la frequenza della corrente alternata. Tale resistenza è espressa dalla formula xl = ωL, dove xl è la resistenza induttiva in ohm; L — induttanza in henry (gn); ω — frequenza angolare, dove f — frequenza attuale).

Oltre alla resistenza induttiva, esiste la capacità, dovuta sia alla presenza di capacità nei fili e nelle bobine sia all'inclusione di condensatori nel circuito CA in alcuni casi.All'aumentare della capacità C dell'utenza (circuito) e della frequenza angolare della corrente, la resistenza capacitiva diminuisce.

La resistenza capacitiva è uguale a xc = 1 / ωC, dove xc è la resistenza capacitiva in ohm, ω è la frequenza angolare, C è la capacità del consumatore in farad.

Per saperne di più qui: Reattanza in ingegneria elettrica

Triangolo di resistenza

Considera un circuito il cui elemento attivo resistenza r, induttanza L e capacità C.

Riso. 1. Circuito CA con resistore, induttore e condensatore.

L'impedenza di un tale circuito è z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)

Graficamente, questa espressione può essere rappresentata sotto forma del cosiddetto triangolo di resistenza.

Fico. 2. Triangolo di resistenza

L'ipotenusa del triangolo di resistenza rappresenta la resistenza totale del circuito, le gambe - resistenza attiva e reattiva.

Se una delle resistenze del circuito è (attiva o reattiva), ad esempio, 10 o più volte inferiore all'altra, è possibile trascurare la minore, che può essere facilmente verificata mediante calcolo diretto.