AC 회로의 능동 저항 및 인덕터

유도 저항만 포함하는 AC 회로를 고려(기사 참조) «교류 회로의 인덕터»), 이 회로의 활성 저항이 0이라고 가정했습니다.

실제로 코일 자체의 와이어와 연결 와이어는 작지만 활성 저항을 가지므로 회로는 필연적으로 전류 소스의 에너지를 소비합니다.

따라서 외부 회로의 전체 저항을 결정할 때 반응 저항과 능동 저항을 더할 필요가 있습니다. 그러나 본질적으로 다른 두 저항을 추가하는 것은 불가능합니다.

이 경우 교류에 대한 회로의 임피던스는 기하학적 추가로 구합니다.

직각 삼각형(그림 1 참조)이 구성되며, 한쪽은 유도 저항 값이고 다른 쪽은 활성 저항 값입니다. 원하는 회로 임피던스는 삼각형의 세 번째 변에 의해 결정됩니다.

그림 1. 유도 저항과 능동 저항을 포함하는 회로의 임피던스 결정

회로 임피던스는 라틴 문자 Z로 표시되며 옴 단위로 측정됩니다. 총 저항은 항상 개별적으로 취한 유도 저항과 능동 저항보다 크다는 것을 구조에서 볼 수 있습니다.

총 회로 저항의 대수식은 다음과 같습니다.

여기서 Z — 총 저항, R — 활성 저항, XL — 회로의 유도 저항.

따라서 능동 저항과 유도 저항으로 구성된 교류에 대한 회로의 총 저항은 이 회로의 능동 저항과 유도 저항의 제곱합의 제곱근과 같습니다.

옴의 법칙 그러한 회로는 공식 I = U / Z로 표현되기 때문에 Z는 회로의 총 저항입니다.

이제 회로가 전류와 인덕턴스 사이의 위상 편이와 더불어 상대적으로 큰 활성 저항을 갖는 경우 전압이 어떻게 될지 분석해 보겠습니다. 실제로, 이러한 회로는 예를 들어 가는 와이어(고주파 초크)로 감긴 철심 인덕터를 포함하는 회로일 수 있습니다.

이 경우 전류와 전압 사이의 위상 편이는 더 이상 주기의 1/4(유도 저항만 있는 회로에서와 같이)이 아니라 훨씬 적습니다. 저항이 클수록 위상 편이가 줄어듭니다.

그림 2. R과 L을 포함하는 회로의 전류와 전압

이제 그녀 자신 자기 유도의 EMF 전압에 대해 반주기가 아니라 그 이하로 오프셋되기 때문에 전류원 전압과 역위상이 아닙니다.또한 코일 단자에서 전류원에 의해 생성되는 전압은 자기 유도의 기전력과 같지 않지만 코일 와이어의 활성 저항에서 전압 강하량보다 큽니다. 즉, 코일의 전압은 어쨌든 두 가지 구성 요소로 구성됩니다.

• 틸-자기 유도에서 EMF의 효과의 균형을 맞추는 전압의 반응성 구성 요소,

• tiR-회로의 활성 저항을 극복하는 전압의 활성 구성 요소.

큰 활성 저항을 코일과 직렬로 연결하면 위상 변이가 너무 줄어들어 전류 사인파가 전압 사인파를 거의 따라 잡을 것이며 이들 사이의 위상 차이는 거의 눈에 띄지 않을 것입니다. 용어의 진폭은 용어의 진폭보다 클 것입니다.

마찬가지로 어떤 식으로든 생성기의 주파수를 줄이면 위상 편이를 줄이고 완전히 0으로 줄일 수도 있습니다. 주파수가 감소하면 자기 유도 EMF가 감소하므로 이로 인해 발생하는 회로의 전류와 전압 사이의 위상 편이가 감소합니다.

인덕터를 포함하는 AC 회로의 전원

코일을 포함하는 교류 회로는 전류원의 에너지를 소비하지 않으며 회로에서 발전기와 회로 사이에 에너지 교환 과정이 있습니다.

이제 그러한 계획에 의해 소비되는 전력이 어떻게 될지 분석해 보겠습니다.

AC 회로에서 소비되는 전력은 전류와 전압의 곱과 같지만 전류와 전압이 가변적이므로 전력도 가변적입니다.이 경우 주어진 순간에 해당하는 전압 값에 전류 값을 곱하면 각 순간의 전력 값을 결정할 수 있습니다.

전력 그래프를 얻으려면 서로 다른 시간에 전류와 전압을 정의하는 직선 세그먼트의 값을 곱해야 합니다. 이러한 구성은 그림에 나와 있습니다. 3, 가. 점선 파형 p는 유도 저항만 포함하는 AC 회로에서 전력이 어떻게 변화하는지 보여줍니다.

이 곡선을 구성하는 데 다음과 같은 대수 곱셈 규칙이 사용되었습니다. 양수 값에 음수 값을 곱하면 음수 값을 얻고 두 개의 음수 또는 두 개의 양수 값을 곱하면 양수 값을 얻습니다.

그림 3. 전력 그래프: a — 유도 저항을 포함하는 회로에서 b — 또한 능동 저항

그림 4. R과 L을 포함하는 회로의 전력 플롯

이 경우 전력 곡선은 시간 축 위에 있습니다. 이는 발전기와 회로 사이에 에너지 교환이 없으므로 발전기에서 회로에 공급된 전력이 회로에서 완전히 소비됨을 의미합니다.

무화과에서. 그림 4는 유도 저항과 능동 저항을 모두 포함하는 회로의 전력 플롯을 보여줍니다. 이 경우 회로에서 전류원으로의 역방향 에너지 전달도 발생하지만 단일 유도 저항이 있는 회로보다 훨씬 적습니다.

위의 전력 그래프를 검토한 후 회로에서 전류와 전압 사이의 위상 편이만이 "음의" 전력을 생성한다는 결론을 내립니다.이 경우 회로의 전류와 전압 사이의 위상 편이가 클수록 회로에서 소비하는 전력이 적고 반대로 위상 편이가 작을수록 회로에서 소비하는 전력이 커집니다.

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