Ključna razlika – otpor u odnosu na reaktanciju
Električne komponente kao što su otpornici, induktori i kondenzatori imaju neku vrstu prepreke za struju koja prolazi kroz njih. Dok otpornici reaguju i na jednosmernu i naizmeničnu struju, induktori i kondenzatori reaguju samo na varijacije struja ili naizmenične struje. Ova prepreka struji iz ovih komponenti poznata je kao električna impedancija (Z). Impedansa je kompleksna vrijednost u matematičkoj analizi. Pravi dio ovog kompleksnog broja naziva se otpor (R), a samo čisti otpornici imaju otpor. Idealni kondenzatori i induktori doprinose imaginarnom dijelu impedanse koji je poznat kao reaktancija (X). Dakle, ključna razlika između otpora i reaktanse je u tome što je otpor stvarni dio impedanse komponente, dok je reaktancija imaginarni dio impedanse komponente. Kombinacija ove tri komponente u RLC kolima stvara impedanciju na strujnom putu.
Šta je otpor?
Otpor je prepreka sa kojom se napon suočava pri provođenju struje kroz provodnik. Ako treba pokrenuti veliku struju, napon primijenjen na krajeve vodiča trebao bi biti visok. To jest, primijenjeni napon (V) treba da bude proporcionalan struji (I) koja prolazi kroz provodnik, kao što je navedeno po Ohmovom zakonu; konstanta za ovu proporcionalnost je otpor (R) provodnika.
V=I X R
Provodniki imaju isti otpor bez obzira da li je struja konstantna ili promjenjiva. Za naizmjeničnu struju, otpor se može izračunati korištenjem Ohmovog zakona s trenutnim naponom i strujom. Otpor izmjeren u omima (Ω) ovisi o otpornosti vodiča (ρ), dužini (l) i površini poprečnog presjeka (A) gdje je
Otpor takođe zavisi od temperature provodnika jer se otpornost menja sa temperaturom na sledeći način. gdje se ρ 0 odnosi na otpornost specificiranu na standardnoj temperaturi T0 koja je obično sobna temperatura, a α je temperaturni koeficijent otpornosti:
Za uređaj sa čistim otporom, potrošnja energije se izračunava umnoškom I2 x R. Pošto su sve te komponente proizvoda stvarne vrijednosti, potrošena snaga otporom će biti prava moć. Stoga je snaga koja se dovodi do idealnog otpora u potpunosti iskorištena.
Šta je reaktansa?
Reaktansa je imaginarni termin u matematičkom kontekstu. Ima isti pojam otpora u električnim kolima i dijeli istu jedinicu Ohma (Ω). Reaktancija se javlja samo u induktorima i kondenzatorima prilikom promjene struje. Dakle, reaktancija zavisi od frekvencije naizmjenične struje kroz induktor ili kondenzator.
U slučaju kondenzatora, on akumulira naboje kada se napon stavi na dva terminala sve dok napon kondenzatora ne odgovara izvoru. Ako je primijenjen napon sa AC izvorom, akumulirani naboji se vraćaju izvoru u negativnom ciklusu napona. Kako frekvencija raste, to je manja količina naboja koja se čuva u kondenzatoru u kratkom vremenskom periodu jer se vrijeme punjenja i pražnjenja ne mijenja. Kao rezultat toga, suprotnost kondenzatora strujnom toku u krugu bit će manja kada se frekvencija poveća. To jest, reaktancija kondenzatora je obrnuto proporcionalna ugaonoj frekvenciji (ω) AC. Dakle, kapacitivna reaktancija je definirana kao
C je kapacitivnost kondenzatora, a f je frekvencija u hercima. Međutim, impedansa kondenzatora je negativan broj. Dakle, impedansa kondenzatora je Z=– i / 2 π fC. Idealan kondenzator je povezan samo s reaktancijom.
S druge strane, induktor se suprotstavlja promjeni struje kroz njega stvarajući kontra elektromotornu silu (emf) preko njega. Ovaj emf je proporcionalan frekvenciji AC napajanja i njegova opozicija, a to je induktivna reaktansa, proporcionalna je frekvenciji.
Induktivna reaktansa je pozitivna vrijednost. Prema tome, impedansa idealnog induktora će biti Z=i2 π fL. Ipak, uvijek treba imati na umu da se sva praktična kola sastoje i od otpora, a ove komponente se u praktičnim kolima smatraju impedansama.
Kao rezultat ove opozicije varijaciji struje od strane induktora i kondenzatora, promjena napona na njoj će imati drugačiji obrazac od varijacije struje. To znači da se faza naizmjeničnog napona razlikuje od faze naizmjenične struje. Zbog induktivne reaktanse, promjena struje ima zaostajanje u odnosu na fazu napona, za razliku od kapacitivne reaktanse gdje je trenutna faza vodeća. U idealnim komponentama, ovo vođstvo i zaostajanje imaju veličinu od 90 stepeni.
Slika 01: Fazni odnosi napona i struje za kondenzator i induktor.
Ova varijacija struje i napona u AC krugovima se analiziraju pomoću fazorskih dijagrama. Zbog razlike u fazama struje i napona, struja koja se isporučuje reaktivnom kolu ne troši se u potpunosti u krugu. Dio isporučene snage će se vratiti izvoru kada je napon pozitivan, a struja negativna (kao na primjer gdje je vrijeme=0 u gornjem dijagramu). U električnim sistemima, za razliku od ϴ stepeni između faze napona i struje, cos(ϴ) se naziva faktor snage sistema. Ovaj faktor snage je kritična osobina za kontrolu u električnim sistemima jer omogućava da sistem radi efikasno. Da bi sistem iskoristio maksimalnu snagu, faktor snage treba održavati tako što će ϴ=0 ili skoro nula. Budući da je većina opterećenja u električnim sistemima obično induktivna opterećenja (poput motora), kondenzatorske banke se koriste za korekciju faktora snage.
Koja je razlika između otpora i reaktanse?
otpor vs reaktansa |
|
| Otpor je opozicija konstantnoj ili promjenljivoj struji u provodniku. To je stvarni dio impedanse komponente. | Reaktansa je opozicija promjenljivoj struji u induktoru ili kondenzatoru. Reaktanca je imaginarni dio impedanse. |
| Zavisnost | |
| Otpor zavisi od dimenzija provodnika, otpornosti i temperature. Ne mijenja se zbog frekvencije izmjeničnog napona. | Reaktansa zavisi od frekvencije naizmenične struje. Za induktore je proporcionalan, a za kondenzatore obrnuto proporcionalan frekvenciji. |
| Faza | |
| Faza napona i struje kroz otpornik je ista; odnosno, fazna razlika je nula. | Usled induktivne reaktanse, promena struje ima zaostajanje u odnosu na fazu napona. U kapacitivnoj reaktansi, struja je vodeća. U idealnoj situaciji, fazna razlika je 90 stepeni. |
| Power | |
| Potrošnja energije zbog otpora je stvarna snaga i ona je proizvod napona i struje. | Snaga koju dovodi reaktivni uređaj ne troši u potpunosti od strane uređaja zbog zaostajanja ili vodeće struje. |
Sažetak – Otpor vs Reaktansa
Električne komponente kao što su otpornici, kondenzatori i induktori čine prepreku poznatu kao impedanciju za struju koja prolazi kroz njih, što je kompleksna vrijednost. Čisti otpornici imaju realnu vrijednost impedancije poznatu kao otpor, dok idealni induktori i idealni kondenzatori imaju zamišljenu impedanciju koja se naziva reaktanca. Otpor se javlja i na jednosmernoj i naizmeničnoj struji, ali reaktanca se javlja samo na promenljivim strujama, čime se stvara opozicija promeni struje u komponenti. Dok je otpor nezavisan od frekvencije naizmenične struje, reaktancija se menja sa frekvencijom naizmenične struje. Reaktancija također čini faznu razliku između trenutne faze i faze napona. Ovo je razlika između otpora i reaktanse.
Preuzmite PDF verziju otpora vs reaktanse
Možete preuzeti PDF verziju ovog članka i koristiti ga za vanmrežne svrhe prema napomenama o citatima. Molimo preuzmite PDF verziju ovdje Razlika između otpora i reaktanse
