Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jak łopatologicznie wytłumaczyć, na czym polega reaktancja?

celnik 30 Gru 2006 20:08 20374 3
  • #1 30 Gru 2006 20:08
    celnik
    Poziom 14  

    witam wszystkich chętnych pomóc

    odrazu zaznacze, ze przed chęcia napisania tutaj postu o pomoc starałem się znalezc informacje w internecie również www.google.pl . Mowie o tym ponieważ niektorzy lubia odsyłac do tej przegladarki, jeżeli faktycznie temat ten jest poruszany gdzies indziej z takim samym wydźwiękiem i naswietleniem tematu prosze podac link.
    A teraz do rzeczy mianowicie nie moge zrozumiec czym jest reaktancja, zacznijmy moze od pojemnosciowej poniewaz mnie najbardziej na ta chwile interesuje. Wiem ze przy przeplywie napięcia przemiennego prąd w kondensatorze wyprzedza napięcie. Chcą to zilustrowac jak wiele zrodel podaje prad to woda a napięcie to cisnienie odnosząc się do instalacji wodociągowej. Co w takim razie dzieje sie przy napięciu przemiennym w kondensatorze kiedy nie ma ciśnienia w nim znajduje się pełno wody? Skąd bierze się rezystancja w kondensatorze przez co?
    Moze mam złe wyobrażenie pradu i napięcia? Przeciez nie mozna wykluczyc jedno kosztem drugiego (chyba)? Co daje napiecie i tak łopatologicznie sie dzieje z ladunkiem oraz tak samo dla prądu.

    Przepraszam ze tak namieszalem ale doszedłem to takich chorych wniosków.

    2 3
  • #2 30 Gru 2006 20:21
    mrrudzin
    Poziom 39  

    Z ilustracją za pomocą wody może być problem.
    Analogia wodociągów i elektryki działa jedynie w przypadku prądu stałego.
    Wtedy kondensator działa jak zbiornik z wodą.

    Jednak w przypadku prądu przemiennego - stanowi on pewną rezystancję (zwaną reaktancją) - zależną od częstotliwości.
    Rektancje w kondensatorze wyznacza się zależnością
    $$X_c = - \frac{j}{\omega \cdot C $$

    gdzie
    w - to częstotliwość (w rad/s).
    C - pojemność w F
    Zauważ że im większa częstotliwość tym mniejsza reaktancja (przy prądzie stałym rezystancja wynosi nieskończoność - co jest prawdą - gdyż kondensator stanowi przerwę w obwodzie).

    W przypadku indukcyjności jest odwrotnie
    $$X_L = j \cdot \omega \cdot L $$
    gdzie
    w - częstotliwość
    L - indukcyjność

    Tutaj - im większa częstotliwość tym większa reaktancja.
    W skrajnym przypadku przy prądzie stałym wynosi ona 0 - co jest prawdą - gdyż cewka stanowi zworę w obwodzie zasilanym prądem stałym.

    Zauważ że:
    - reaktancja pojemnościowa ma inny znak niż indukcyjna
    - 'j' - to część urojona liczby zespolonej - czyli reaktancja to zupełnie coś innego niż rezystancja. DZięki temu "j" prąd wyprzedza napięcie (lub odwrotnie w zależności od tego czy jest to kondensator czy cewka).

    mam nadzieje że troche rozjaśniłem.

    0
  • #3 30 Gru 2006 21:11
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    przede wszystkim należy sobie na wstępie powiedzieć, iż pojęcia:
    - impedancja,
    - reaktancja, i ich odwrotności, czyli;
    - admintacja,
    - susceptancja,
    funkcjonują w obwodach liniowych i stacjonarnych przy wymuszeniu sinusoidalnie zmiennym w stanie ustalonym.
    Dlatego też ten wodociągowy analog, tak dobrze odzwierciedlający podobieństwo zachodzących procesów w instalacji wodociągowej i w obwodzie elektrycznym prądu stałego, nie bardzo dla elementów zachowaczych jakimi są kondensator i induktor, a więc takich w których nie zachodzi zamiana energii na ciepło, ma tu zastosowanie.
    Znacznie lepszym jest tu opis fizyczny zależności zachodzących pomiędzy wartościami chwilowymi napięcia u(t), oraz prądu i(t) na zaciskach idealnego kondensatora elektrycznego o pojemności C, lub idealnej cewki indukcyjnej o indukcyjności L, za pomocą równań różniczkowo-całkowych.
    Mamy więc dla cewki (induktora):
    uL(t) = L•diL(t)/dt, lub;
    iL(t) = (1/L)•uL(t)•dt + iL(0+),
    oraz dla kondensatora:
    iC(t) = C•duC(t)/dt, lub;
    uC(t) = (1/C)•iC(t)•dt + uC(0+).
    W powyższych parach zależności widać podobieństwo w równaniach i ma ono swoją nazwę w elektrotechnice - dualizm.
    Innymi słowy; równanie opisujące np. prąd dla jednego z elementów zachowawczych, są podobne w konstrukcji do równania opisującego napięcie dla drugiego elementu zachowawczego i na odwrót.

    Pamiętając o zapisie wartości chwilowych napięcia oraz prądu:
    - u(t) = Um•sin(ω•t + ψu),
    - i(t) = Im•sin(ω•t + ψi), oraz dokonując wskazanych wyżej w równaniach operacji całkowania, lub różniczkowania (których wyliczenie sobie tu daruję, a podam tylko końcowe zapisy) otrzymujemy znane zależności na przebieg wartości chwilowych napięcia lub prądu dla cewki lub kondensatora:
    - uL(t) = Im•(ω•L)•sin(ω•t + ψi + Π/2),
    - iL(t) = Um/(ω•L)•sin(ω•t + ψu - Π/2),

    - uC(t) = Im•(1/ω•C)•sin(ω•t + ψi - Π/2),
    - iC(t) = Um/(1/(ω•C))•sin(ω•t + ψu + Π/2).
    Wyrażenia:
    ω•L = XL, oraz 1/(ω•C) = XC, noszą nazwę reaktancji, odpowiednio; indukcyjnej (XL) i pojemnościowej (XC).
    Natomiast ich odwrotności:
    1/XL = BL = 1/(ω•L) , oraz: 1/XC = BC = ω•C, noszą nazwę susceptancji, odpowiednio; indukcyjnej (BL) i pojemnościowej (BC).
    Tu również widać dualizm.

    Oczywiście pojęcia impedancji i admitancji (sensu stricto, a nie formalnie) zaczną funcjonować dopiero wtedy, kiedy będziemy mieć w obwodzie element dyssypatywny (stratny) w postaci rezystora (konduktora) o rezystancji R (konduktancji G), ale to już chyba innym razem, ponieważ będzie trzeba pokłonić się również Prawom Kirchhoffa i nie tylko... :D

    Pozdrawiam

    1
  • #4 30 Gru 2006 21:52
    jony
    Specjalista elektronik

    Przepływ prądu w kondensatorze polega na cyklicznym ładowaniu i rozładowaniu.
    Dla prądu zmiennego odbywa się to z częstotliwością prądu zmiennego. I ta pozorna oporność jest właśnie wynikiem tego cyklicznego ładowani i rozładowywania.
    Czym więcej cykli ładuj rozładuj tym prąd będzie większy (kondensat nie zdąży się wtedy nawet naładować). Nie trudno się domyśleć ze reaktancja maleje z częstotliwością.
    Tak samo zwiększenie pojemności przy tej samej częstotliwości tez zmniejsza ten pozorny opór.
    Bo kondensator tez nie zdąży się naładować i cały czas jest pusty i płynie przez niego maksymalny prąd. Podobnie ma się sprawa z przesunięciem fazowym.
    Wynika ono z tego ze jak kondensator jest naładowany to nie płynie przez niego prąd a napięcia jest maksymalne. A gdy kondensator jest pusty to płynnie maksymalny prąd a napięcie na nim jest równe zeru.
    Zresztą poczytaj sobie tu i tam w serii artykułów „Elementy indukcyjne” będzie to wyjaśnione na podstawie modelu hydraulicznego.
    http://www.edw.com.pl/index.php?module=Conten...ndex&func=display&ceid=60&meid=13#K2poznajemy
    http://www.edw.com.pl/pdf/k01/12_08.pdf

    5