Емкостная и индуктивная нагрузка. влияние различных видов нагрузок на работу неуправляемых выпрямителей активно-индуктивная нагрузка

Влияние частоты переменного тока на отставание тока на индуктивности

Когда переменный ток протекает через индуктивность, ток начинает отставать от напряжения. Это феномен обусловлен физическими законами электромагнетизма и принципом работы индуктивных элементов.

Одним из факторов, влияющих на отставание тока на индуктивности, является частота переменного тока. Чем выше частота, тем меньше отставание тока. Это связано с тем, что при повышении частоты напряжение меняется быстрее, что приводит к ускорению изменения магнитного поля в индуктивности. Следовательно, ток в индуктивности отстает от напряжения на меньший угол, что приводит к снижению фазового сдвига.

На практике это может иметь важные последствия. Например, в системах электропередачи, где используются высокие частоты, отставание тока на индуктивностях может приводить к потерям энергии и ухудшению эффективности работы системы. Поэтому при проектировании таких систем необходимо учитывать влияние частоты на отставание тока и принимать меры для его минимизации.

Таким образом, влияние частоты переменного тока на отставание тока на индуктивностях является важным фактором, который необходимо учитывать при анализе и проектировании электрических систем.

Виды энергии

Ниже представлены основные виды нагрузок, которые используются в повседневной жизни. Они могут быть как в бытовых приборах, как и в различных двигателях или датчиках.

Активная

Для данной работы используется закон Ома, который выполняется в каждую секунду времени и схож с правилом для переменного тока. Такой тип применяется в лампах для освещения или в электроплитах.

Вам это будет интересно Основы электроники для начинающих

Активно емкостная нагрузка формула

Емкостная

Этот вид превращает в течении определенного времени энергию электрического тока в электрополе, а далее превращает ее в электрический ток. А также, здесь сила тока будет опережать напряжение.

В качестве примера может быть конденсатор. К сожалению, встретить полные реактивные нагрузки невозможно ни в одном приборе. Каждый вид не имеет коэффициент полезного действия 100%, потому что существуют потери энергии в воздухе и прочее. Потому чаще всего используется название активно-реактивной работы.

Индуктивная

Данный вид превращает энергию в магнитное поле, а далее меняет ее в электрический ток. Сила тока в этом случае будет отставать от напряжения. Для примера можно взять индуктивную катушку или датчик дросселя на автомобиле.

Функционирование выпрямителей

Токовый резонанс

Это явление происходит при параллельном подключении ёмкости с индуктивностью.

Работает это по следующей схеме: ток большого значения проходит между катушкой и конденсаторным устройством, когда в части цепи без разветвления ток нулевой.

Это обуславливается возросшим сопротивлением при получении частоты резонанса. Проще говоря, в резонансной точке суммарное сопротивление достигает максимума. В результате роста или падения частоты одно сопротивление растёт, второе падает.

Обобщая, можно сказать, что всё происходит по аналогии с вышеупомянутым процессом, причины появления токового резонанса заключаются в следующем:

Частотность питания равна резонансной частоте в контуре.
Проводимость тока переменного значения одинаковы, что у ёмкости, что у индукции.

Влияние индуктивной нагрузки на электрическую сеть

Индуктивная нагрузка – это тип нагрузки, в которой присутствует катушка с индуктивностью. Примерами индуктивных нагрузок могут быть электромагниты, трансформаторы, двигатели переменного тока и др.

Индуктивные нагрузки имеют важное влияние на электрическую сеть, особенно на ее стабильность и энергетическую эффективность. Одним из основных эффектов индуктивной нагрузки является ее реактивное сопротивление

Реактивное сопротивление вызывает сдвиг фаз между напряжением и током, что может привести к различным проблемам в системе электроснабжения. Например, это может привести к перегрузке оборудования и снижению эффективности передачи энергии

Одним из основных эффектов индуктивной нагрузки является ее реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление вызывает сдвиг фаз между напряжением и током, что может привести к различным проблемам в системе электроснабжения. Например, это может привести к перегрузке оборудования и снижению эффективности передачи энергии.

Еще одним важным аспектом влияния индуктивной нагрузки на электрическую сеть является эффект пускового тока. Пусковой ток, который возникает при включении индуктивной нагрузки, может быть значительно выше номинального тока, что может привести к перегрузке силовых источников и рассогласованию в работе других устройств в системе.

Индуктивные нагрузки также могут вызывать межфазные и межгрупповые несимметрии, что провоцирует возникновение высоких токов короткого замыкания и может повредить электрическую аппаратуру.

Для управления и сглаживания влияния индуктивной нагрузки на электрическую сеть используются различные меры. Например, для снижения реактивного сопротивления в системе применяют компенсацию реактивной мощности с помощью конденсаторов. Также используются специальные устройства, такие как автоматические стабилизаторы напряжения, чтобы управлять пусковым током и сгладить колебания напряжения при работе с индуктивными нагрузками.

Учет влияния индуктивной нагрузки на электрическую сеть необходим для обеспечения надежности и эффективности работы системы электроснабжения, а также для предотвращения аварийных ситуаций и повреждения оборудования.

Работа выпрямителя на активно-индуктивную и активно-емкостную нагрузку

Выпрямитель не всегда работает на чисто активную нагрузку, а на самом деле он очень редко работает на нее. В данной статье мы будем рассматривать режимы работы выпрямителя на активно-индуктивную и активно-емкостную нагрузки.

Работа на активно-индуктивную нагрузку

Если нагрузка будет иметь индуктивный характер (), ток будет сглаживаться, его пульсации будут уменьшаться и при mωLH>>RH ток станет идеально сглаженным:

При этом действующее значение тока будет приближаться к среднему, что отразиться на значениях I1 и I2. Если id=Id=const, то

В следствии этого

Из этого делаем вывод, что при работе на индуктивную нагрузку типовая мощность трансформатора уменьшается: так как более сглаженный ток имеет меньшее действующее значение относительно среднего.

Работа на активно-емкостную нагрузку

Если нагрузка имеет емкостной характер (параллельно с Rн соединен конденсатор Сн ), то сглаживаться будет упрощенное напряжение:

В те моменты, когда Ud < U2 ток заряжает конденсатор, а когда Ud > U2 , конденсатор разряжается на Rн. При больших значениях Cн U2 будет превышать Ud очень короткое время, и чтобы пополнить заряд, который конденсатор утратил за более длительное время, когда Ud > U2, нужны большие значения тока:

Они могут повредить диоды, если в кругу заряда конденсатора будет маленькое сопротивление, что характерно для мощных трансформаторов, обмотки которых выполнены толстой проволокой с очень маленьким сопротивлением. Поэтому конденсаторы применять для сглаживания напряжения целесообразно только в выпрямителях малой мощности и с более-менее большим сопротивлением обмоток. В мощных выпрямителях можно сглаживать ток только с помощью последовательно присоединенной индуктивности – дросселя.

Мощность в цепи с емкостью

Произведение тока и напряжения для емкости дает синусоиду, которая состоит из положительных и отрицательных полуволн, значит, средняя за период мощность равна 0.

Физический смысл состоит в том, что емкость за пол периода получает энергию, а затем пол периода возвращает ее в источник. Энергия накапливается в электрическом поле емкости, а затем возвращается в источник. Частота синусоиды мощности вдвое больше частоты тока и напряжения.

Таким образом, на емкости не получается выделение тепла и никакой полезной мощности получить нельзя. Поэтому мощность, которая получается на емкости, называется реактивной и обозначается буквой – Qc.

Метод векторных диаграмм

Мы уже пользуемся векторными диаграммами, по которым наблюдаем соотношения токов и напряжения в цепях переменного тока. Векторная диаграмма это стоячее изображение вращающихся векторов.

В предыдущих рассуждениях, было сказано, что линейно развернутая диаграмма переменного процесса, (в простом случае синусоидального), точно показывает изменение мгновенного значения переменной величины, то есть, происходит все именно так как показывает синусоида и каждая ее точка и есть переменная величина в данный момент. Но оказывается нам интересно не это, нам нужно знать какое значение тока и напряжения и мощности действует в цепи в течение времени, то есть действует длительное время, пока цепь работает.

Анализ синусоид нескольких величин, одновременно действующих в разных фазах, позволяет рассчитать все свойства и режимы работы цепи переменного тока, но гораздо проще это сделать, если отвлечься от синусоид и просто построить соотношение векторов, которые, собственно, и образуют эти синусоиды. Вся информация синусоид заложена в их радиус – векторах. Мы останавливаем эти векторы на рисунке, понимая, что они вращающиеся, но факт их вращения учитываем угловой частотой в расчетных формулах векторной диаграммы.

Итак, векторная диаграмма заменяет линейно развернутую синусоидальную диаграмму, потому, что любая информация, заложенная в синусоиду, есть и в соответствующем ей радиус-векторе.

Если нам приходится рассматривать несколько действующих одновременно синусоидальных процессов, то они изображаются векторной диаграммой, где длина каждого вектора, соответствует действующему значению синусоидальной величины, направление вектора соответствует начальной фазе, синусоидальной величины.

Результирующие значения одновременно действующих напряжений рассчитывается как векторная сумма, где угол между векторами определяется сдвигом фаз между ними.

Расчет цепей переменного тока сводится к расчету треугольников, которые состоят из соответствующих векторов.

Например, можно определить суммарное напряжение, частичные напряжения, и сдвиг фаз между ними.

На основании векторных диаграмм можно построить подобные векторным диаграммам треугольники сопротивлений и треугольники мощностей, решением которых можно определить соотношения сопротивлений, и мощности которые действуют в цепях переменного тока.

Векторная диаграмма напряжений представляет собой векторный треугольник напряжений

Последовательное соединение L R.

Любая катушка наматывается проволокой, а проволока обладает сопротивлением, которое приходится учитывать.

Получается, что реальная цепь, содержащая только L, просто невозможна. В некоторых случаях значением R пренебрегают, и получается, что вроде бы цепь с только L, на самом деле она конечно L R.

Реально, кроме проволоки, в цепи всегда есть и какие – то другие элементы R, поэтому интерес представляют именно цепи L R,

Ток, при последовательном соединении, один и тот же через все сопротивления, а напряжения разные, но общее напряжение не равно просто сумме напряжений на каждом сопротивлении, оно равно векторной сумме, то есть вектор общего напряжения равен сумме векторов напряжений на каждом участке. Для расчетов напряжений надо построить векторную диаграмму.

Векторная диаграмма строится так.

Потери в электрических цепях

Основной причиной потерь в электрических цепях является внутреннее сопротивление проводников. Когда электрический ток проходит через проводник, в нем возникает сопротивление, которое преобразуется в тепловую энергию. Таким образом, часть электрической энергии теряется в виде тепла.

Другой причиной потерь является эффект скин-эффекта. Если электрический ток протекает через проводник с высокой частотой, то он начинает распределяться неравномерно по поперечному сечению проводника. В результате, ток сосредотачивается ближе к поверхности проводника, в то время как внутренние слои остаются неиспользованными. Это приводит к дополнительным потерям энергии и снижению эффективности системы.

Также, потери в электрических цепях могут быть связаны с неправильной установкой и подключением элементов цепи, использованием проводников низкого качества, а также с дефектами и повреждениями в проводниках и элементах цепи.

Причина потери	Следствие
Внутреннее сопротивление проводников	Снижение эффективности системы, потери электрической энергии в виде тепла
Скин-эффект	Дополнительные потери энергии, снижение эффективности системы
Неправильная установка и подключение элементов цепи	Повышенные потери энергии, снижение эффективности системы
Использование проводников низкого качества	Увеличение сопротивления проводников, повышенные потери энергии
Дефекты и повреждения в проводниках и элементах цепи	Снижение эффективности системы, повышенные потери энергии

Индуктивная и ёмкостная нагрузка

Основная часть потребителей электрической энергии — это активно-индуктивная нагрузка, к ней относятся электродвигатели, реле и контакторы, различные соленоиды.

Индуктивная нагрузка — это такая нагрузка ток, в которой отстаёт от напряжения на четверть периода. В индуктивности энергия источника преобразуется в энергию магнитного поля. Рассмотрим подробнее процесс протекания тока в индуктивности.

На графике изображён один период, разделенный на четыре части, конец каждой четверти пронумерован цифрами от 1 до 4. На нём четко видно, что напряжение опережает ток на четверть периода или на 90 градусов. Разберем каждую из четвертей периода:

Энергия источника затрачивается на создание магнитного поля тока через катушку. Напряжение на выводах катушки в первый момент времени максимально, а ток минимален и возрастает. Скорость роста тока замедляется вплоть до нуля к концу первой началу четверти периода. При этом значение силы тока через катушку максимально.
Энергия, накопленная в магнитном поле катушки, будет возвращаться к источнику. При этом в начале второй четверти напряжение на выводах катушки минимально, а сила тока через неё максимальна. В течение второй четверти периода ток в катушке снижается, сначала плавно и ускоряется к концу четверти. К тому же времени напряжение на выводах катушки имеет противоположную полярность относительно начала периода.
В третей четверти периода катушка намагничивается противоположной полярностью (относительно первой четверти периода).
Индуктивность возвращает энергию магнитного поля обратно в сеть.

В течение следующего периода цикл повторится. Так ведет себя чисто индуктивная нагрузка в цепи синусоидального переменного тока. То же самое можно проиллюстрировать с помощью векторной диаграммы

Ёмкостная нагрузка — это такая нагрузка ток, в которой опережает напряжение на четверть периода. Примеры ёмкостной нагрузки: длинные кабельные линии, ЛЭП высокого напряжения, конденсаторные батареи (компенсаторы реактивной мощности), синхронные двигатели.

Рассмотрим график напряжения и тока в цепи с ёмкостью.

Он, как и в предыдущем примере период разделен на 4 четверти:

Энергия источника расходуется на создание электрического поля между пластинами конденсатора и его заряд.
Между обкладками конденсатора накопилась энергия электрического поля и в течение второй четверти периода она возвращается к источнику.
Конденсатор перезаряжается, то есть на его обкладках накапливается заряд противоположной полярности (относительно первой четверти периода).
В последней четверти периода конденсатор вновь отдаёт накопленную энергию электрического поля обратно источнику питания — в электрическую сеть. Этот цикл повторяется в течение каждого периода.

Отобразим это в векторной диаграмме:

Как вы можете видеть, на векторной диаграмме вектор напряжения направлен «вниз», тогда как диаграмме с индуктивной нагрузкой его рисовали «вверх», так графически обозначается куда сдвинута одна величина относительно другой.

Как используется на практике

Если бы вся нагрузка была активной, то у потребителя коэффициент мощности был равен единице. В реальности наличие реактивных составляющих снижает коэффициент мощности.

Зачастую самые многочисленные потребители электрической энергии — это электродвигатели, поэтому у реактивной мощности индуктивный характер. Производства оплачивают не только потребляемую активную мощность, но и реактивную, чтобы снизить расходы на оплату электроэнергии и нагрузку на сеть нужно компенсировать реактивную мощность, другими словами, повысить коэффициент мощности.

Как мы уже знаем, индуктивная нагрузка приводит к тому, что ток отстает от напряжения, а у ёмкостной нагрузки, наоборот, ток опережает напряжение. Это явление используют для компенсации реактивной мощности, а такие устройства называют компенсаторами реактивной мощности (УКРМ), в простейшем виде представляют собой нерегулируемые конденсаторные батареи, которые подключаются к питающему предприятие трансформатору или шинам РУ.

Пусковой ток

При расчете необходимо учитывать и пусковые токи устройства. Например, сопротивление нити накаливания в лампочке в момент включения в 10 раз меньше, чем в рабочем режиме. Следовательно, пусковой ток этой лампочки в 10 раз больше. Через некоторое время она начнет потреблять ту мощность, которая записана в данных этой лампочки. Поэтому, при включении она перегорает за счет больших пусковых токов.

В радиоэлектронной аппаратуре пока не зарядится конденсатор в блоке питания, также образуется пусковой ток.

В нагревательных приборах пусковой ток образуется, пока спираль не нагреется до дежурной температуры.

Индуктивная нагрузка — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Индуктивная нагрузка

При индуктивной нагрузке ( кривая 2) увеличение тока У, сопровождается более резким уменьшением напряжения, это объясняется, главным образом, размагничивающим действием реакции якоря. И, наконец, при емкостном характере нагрузки ( кривая.

При индуктивной нагрузке, что характерно для большинства встречающихся на практике установок, ток отстает по фазе от напряжения. Рассмотрим отключение цепи с индуктивностью при к. Поскольку напряжение между контактами больше напряжения зажигания, сразу возникает дуга. Далее падение напряжения в дуге ид по мере возрастания тока несколько снижается. Вслед за погасанием дуги в момент прохождения тока через нуль ( при напряжении U) сразу же следует ее повторное зажигание, чему способствует большая величина напряжения между контактами в момент 2 — 2, близкая к максимальному значению. Таким образом, бестоковая пауза здесь практически отсутствует. Если не будет достигнуто активное охлаждение плазмы, то сохранение высокой проводимости дугового столба и облегченные условия зажигания приведут к длительному горению дуги.

При индуктивной нагрузке работа инвертора усложняется.

При индуктивной нагрузке током 1 а и напряжении 50 в ( с искрогаше-нием) срок службы контактов из сплава платины с 10 % иридия примерно в два раза больше, чем контактов из чистой платины.

При индуктивной нагрузке необходимо применять искрогаше-ние. Для серебряных контактов при индуктивной нагрузке допустимая нагрузка должна быть уменьшена в два раза.

При индуктивной нагрузке срок службы контактов резко уменьшается, так как увеличивается длительность горения дуги и энергия, выделяемая на контактах. Последняя зависит от величины коммутируемой мощности, постоянной времени цепи и потерь на вихревые токи в коммутируемой магнитной системе.

При индуктивной нагрузке ( двигатели, трансформаторы) по сети не только передается энергия, необходимая для осуществления работы или нагрева у потребителя, но, кроме этого, по сети происходит непрерывный обмен энергией между генератором и магнитными полями в двигателях и трансформаторах. В течение некоторой части одного полупериода изменения тока энергия вырабатывается генератором и запасается в магнитных полях токоприемников, а во время остальной части полупериода накопленный запас энергии возвращается, отдается обратно генератору. Этот обмен энергией увеличивает ток и потери энергии в проводах.

При индуктивной нагрузке генератор переменного тока совершает работу не все время, а только в течение определенной части полупериода изменения его напряжения.

При индуктивной нагрузке ( кривая 2) увеличение тока нагрузки вызывает более резкое уменьшение напряжения, это объясняется главным образом размагничивающим действием реакции якоря.

При индуктивной нагрузке создается продольное размагничивающее поле реакции якоря, уменьшающее поток полюсов.

Страницы: 1 2 3 4 5

Советы по управлению индуктивной нагрузкой

Индуктивная нагрузка представляет собой устройство или систему, которая включает в себя индуктивный элемент, такой как электродвигатель или катушка. Такие нагрузки могут быть сложными в управлении из-за своих особенностей. Вот несколько полезных советов по управлению индуктивной нагрузкой:

Используйте защитные схемы и устройства. Индуктивные нагрузки могут генерировать высокие напряжения и токи при выключении, что может повредить другие компоненты системы. Использование защитных схем, таких как диоды свободного коллектора или дроссели, поможет предотвратить повреждения и сохранить надлежащую работу системы.
Учитывайте электромагнитное влияние. Индуктивные нагрузки могут создавать электромагнитные помехи, которые могут повлиять на работу других электронных устройств. Размещайте индуктивные нагрузки на достаточном расстоянии от чувствительных компонентов и используйте экранирование, чтобы снизить электромагнитное влияние.
Правильно выбирайте элементы управления. Индуктивная нагрузка может требовать специальных элементов управления, таких как тиристоры или реле, чтобы обеспечить надлежащую работу и защиту системы. Убедитесь, что выбранные элементы управления соответствуют потребностям и требованиям индуктивной нагрузки.
Обеспечьте правильное охлаждение. Индуктивные нагрузки могут генерировать тепло во время работы. Плохая вентиляция или недостаточное охлаждение может привести к повреждению нагрузки или снижению ее производительности. Убедитесь, что индуктивная нагрузка имеет достаточное охлаждение или рассмотрите возможность использования дополнительных средств охлаждения, таких как вентиляторы или радиаторы.
Проверьте условия работы. Индуктивные нагрузки могут требовать определенных условий работы, таких как напряжение, частота или ток. Убедитесь, что эти условия соответствуют требованиям нагрузки и системы в целом. Неправильные условия работы могут привести к неполадкам или повреждению нагрузки.

Следуя этим советам, вы сможете эффективно управлять индуктивной нагрузкой и обеспечить стабильную и надежную работу системы.

Реактивные сопротивления

Индуктивность и емкость проявляют себя в электрических цепях как сопротивления.

X_C – реактивное сопротивление емкости

X_L— реактивное сопротивление индуктивности

Формулы сопротивлений позволяют их использовать для расчета задач по закону Ома для участка цепи.

Формула X_C=1/ ωc показывает, что сопротивление емкости зависит от частоты ω. Это означает, что емкость по-разному пропускает ток низкой и высокой частоты.

Емкость пропускает переменный ток тем лучше, чем выше частота.

Емкость вообще не пропускает постоянный ток, и это ее важнейшее свойство. Одно из главных применений емкости (конденсатора) состоит в том, что его ставят в те ветви схем, где запрещено протекание постоянного тока.

Формула X_L= ωL показывает, что сопротивление индуктивности зависит от частоты. Это означает, что индуктивность по-разному пропускает ток низкой и ток высокой частоты.

Индуктивность хуже пропускает переменный ток высокой частоты

Чем больше частота. Тем труднее проходит переменный ток. Катушка индуктивности используется для ограничения переменного тока.

Конденсатор и катушка являются противоположностями.

Конденсатор пропускает переменный ток и не пропускает постоянный

Катушка пропускает постоянный ток и не пропускает переменный

Реальные электрические цепи переменного тока

Такие цепи содержат сопротивление R, индуктивность L, и ёмкость C.

Реальное сопротивление цепи, содержащей одновременно R, L и C, зависит от величины каждого элемента цепи, и от частоты переменного тока, который протекает в этой цепи.

Расчет цепей переменного тока по аналогии с расчетом цепей постоянного тока невозможен, потому, что необходимо учитывать фазовый сдвиг между током и напряжением.

Можно упростить цепи, если какой-то элемент: R, L или C пренебрежительно мал.

Задачи на переменный ток решаются методом векторных диаграмм.

Ток и напряжение являются векторными величинами. Их изображают как вращающиеся радиус -векторы, в этом смысле они отличаются от векторов сил и скоростей в механике, но правила сложения и вычитания векторов аналогичны.

Как работают резистивная, индуктивная и емкостная нагрузки в электронике

Резистивные, индуктивные и емкостные нагрузки являются фундаментальными компонентами электроники и действуют по-разному. В этой статье мы сосредоточимся на понимании того, как работает резистивная нагрузка.

Резистивная нагрузка – это элемент, обладающий определенным электрическим сопротивлением. Это сопротивление противодействует потоку электрического тока, преобразуя электрическую энергию в тепловую. Другими словами, резистивная нагрузка рассеивает энергию в виде тепла.

Когда резистивная нагрузка подключена к электрической цепи, через нее течет электрический ток. Сила этого тока определяется законом Ома, который гласит, что ток равен разности потенциалов, деленной на сопротивление. Следовательно, чем выше сопротивление, тем меньше ток, протекающий через резистивную нагрузку.

Важно отметить, что резистивная нагрузка не накапливает электрическую энергию, поскольку ее единственная функция — рассеивать ее в виде тепла. Это отличает его от индуктивных и емкостных нагрузок, которые способны накапливать энергию в магнитном и электрическом полях соответственно

Резистивная нагрузка используется в самых разных приложениях в электронике. Например, в цепях освещения лампы накаливания представляют собой резистивную нагрузку, преобразующую электрическую энергию в свет и тепло. Они также используются в нагревательных устройствах, таких как электрические плиты, где сопротивление нагревается и излучает тепло в окружающую среду.

Кроме того, резистивные нагрузки используются в цепях регулирования мощности, где требуется регулировать количество рассеиваемой энергии. Например, в схемах управления скоростью электродвигателей резисторы используются для ограничения тока и регулировки скорости вращения.

Где используются индуктивные нагрузки

Где используются индуктивные нагрузки

Индуктивные нагрузки являются важными компонентами многих электронных устройств и систем. В отличие от резистивных и емкостных нагрузок, индуктивные нагрузки обладают способностью хранить энергию в виде магнитного поля. Это связано с наличием в цепи катушки или дросселя.

Одним из наиболее распространенных применений индуктивных нагрузок являются трансформаторы. Эти устройства используют свойство индуктивности катушек для передачи электрической энергии из одной цепи в другую. Трансформаторы широко используются в распределении электроэнергии, поскольку они позволяют повышать или понижать напряжение в цепях.

Другим примером использования индуктивных нагрузок являются электродвигатели. В этих устройствах используются катушки индуктивности для создания вращающегося магнитного поля, которое приводит в движение двигатель. Электродвигатели используются в самых разных областях: от бытовой техники до промышленного оборудования.

Кроме того, в цепях освещения используются индуктивные нагрузки. Например, люминесцентным лампам требуется балласт, который является индуктивным компонентом, чтобы регулировать поток тока и генерировать необходимый свет. Аналогичным образом, для работы газоразрядных и светодиодных ламп также могут потребоваться индуктивные компоненты.

В сфере телекоммуникаций индуктивные нагрузки также играют важную роль. Передающие и приемные антенны используют катушки индуктивности для генерации магнитных полей и улавливания электромагнитных сигналов. Эти сигналы могут использоваться, среди прочего, для передачи данных, мобильной телефонии, радио и телевидения.

Итак, вот оно! Теперь вы являетесь экспертом в области резистивных, индуктивных и емкостных нагрузок. Теперь вы можете поразить друзей своими «электронными» знаниями. Помните, резистивная нагрузка оказывает сопротивление, индуктивная нагрузка побуждает, а емкостная нагрузка экономит вашу энергию, как если бы она была вашей электронной копилкой. Получайте удовольствие, играя с компонентами и экспериментируя с электроникой!

Определяем знак с помощью правил Ленца

Когда магнитное поле пронизывает контур, в нем генерируется э.д.с. электромагнитной индукции, т.е. тратится определенная энергия на создание электрического поля. А после его создания вся эта система противится любым изменениям.

Если создать громадное магнитное поле, пронизывающее проволочный контур, а потом внезапно выключить источник магнитного поля, то можно заметить, что проходящее через контур магнитное поле исчезает не сразу, а постепенно. Почему это происходит? Дело в том, что появившаяся э.д.с. электромагнитной индукции заставляет ток течь таким образом, чтобы он сохранял достигнутое стабильное состояние, т.е. сохранял магнитное поле неизменным.

В этом и состоит суть правила Ленца: э.д.с. электромагнитной индукции будет действовать так, чтобы полученный в результате ток создавал индуцированное магнитное поле, противодействующее изменению потока.

Пусть пронизывающее контур магнитное поле меняется с течением времени, как показано на рис. 19.5. Тогда э.д.с. электромагнитной индукции будет действовать так, чтобы сохранить существующее положение, т.е. будет создавать индуцированное магнитное поле, которое, как показано на рис. 19.5, противодействует увеличению уже имевшегося магнитного поля.

Обратите внимание на направление индукционного тока в контуре. Если направить пальцы правой руки (кроме большого, отставленного в сторону) вдоль витков катушки по ходу движения тока, то большой палец этой руки будет указывать в направлении индуцированного магнитного поля (подробнее о правиле правой и левой руки можно узнать в главе 18)

Именно это поле будет противодействовать увеличению магнитного поля, уже приложенного к катушке.

Попробуйте проверить только что полученные знания с помощью рис. 19.5. Куда направлен ток, если внешний магнитный поток, пронизывающий контур, увеличивается с течением времени?

Итог

Резонансное явление напряжения – вещь достаточно интересная и заслуживает внимания. Резонанс возможен только в индуктивных ёмкостных цепях. В линиях, где активное сопротивление велико, это явление невозможно.

Подведём итог, коротко дав ответы по данной теме:

Где возможно возникновение резонанса?

Ответ: в индуктивных ёмкостных схемах.

При каких условиях?

Ответ: реактивные сопротивления должны быть равны.

Как ликвидировать резонанс?

Ответ: Поменять частоту, добавить активное сопротивление.

Надеемся, теперь вам понятно, что это за явление, условия для его появления и практическое использование.