Resistência ativa e reativa, triângulo de resistência

Atividade e reatividade

A resistência fornecida por passes e consumidores em circuitos DC é chamada de resistência ôhmica.

Se algum fio estiver incluído no circuito CA, sua resistência será ligeiramente maior do que no circuito CC. Isso se deve a um fenômeno chamado efeito de pele (efeito de superfície).

Sua essência é a seguinte. Quando uma corrente alternada flui através de um fio, um campo magnético alternado existe dentro dela, atravessando o fio. As linhas de força magnética deste campo induzem uma FEM no condutor, porém, não será a mesma em diferentes pontos da seção transversal do condutor: mais para o centro da seção transversal, e menos para a periferia.

Isso se deve ao fato de que os pontos mais próximos do centro são atravessados ​​por um grande número de linhas de força. Sob a ação deste EMF, a corrente alternada não será distribuída uniformemente por toda a seção do condutor, mas mais próxima de sua superfície.

Isso equivale a reduzir a seção transversal útil do condutor e, portanto, aumentar sua resistência à corrente alternada. Por exemplo, um fio de cobre com 1 km de comprimento e 4 mm de diâmetro resiste: CC — 1,86 ohms, CA 800 Hz — 1,87 ohms, CA 10.000 Hz — 2,90 ohms.

A resistência oferecida por um condutor a uma corrente alternada que passa por ele é chamada de resistência ativa.

Se algum consumidor não contiver indutância e capacitância (lâmpada incandescente, dispositivo de aquecimento), também será uma resistência CA ativa.

Resistência ativa - uma quantidade física que caracteriza a resistência de um circuito elétrico (ou sua área) à corrente elétrica devido a transformações irreversíveis de energia elétrica em outras formas (principalmente calor). Expresso em ohms.

A resistência ativa depende frequência ACaumenta com o seu aumento.

No entanto, muitos consumidores têm propriedades indutivas e capacitivas quando a corrente alternada flui através deles. Esses consumidores incluem transformadores, bobinas, eletroímãs, capacitores, diversos tipos de fios e muitos outros.

Ao passar por eles corrente alternada é necessário levar em conta não apenas o ativo, mas também a reatividade devido à presença de propriedades indutivas e capacitivas no consumidor.

Sabe-se que, se a corrente direta que passa por cada bobina for interrompida e fechada, ao mesmo tempo em que a corrente muda, o fluxo magnético dentro da bobina também muda, resultando em uma EMF de auto-indução iniciar.

O mesmo será observado na bobina incluída no circuito AC, com a única diferença que o tock está continuamente mudando tanto em magnitude quanto em e para. Portanto, a magnitude do fluxo magnético que penetra na bobina mudará continuamente e induzirá EMF de auto-indução.

Mas a direção da fem da auto-indução é sempre tal que se opõe à mudança na corrente. Assim, à medida que a corrente na bobina aumenta, o EMF auto-induzido tenderá a desacelerar o aumento da corrente e, ao contrário, à medida que a corrente diminuir, tenderá a manter a corrente de fuga.

Segue-se que a FEM de auto-indução que ocorre na bobina (condutor) incluída no circuito de corrente alternada sempre atuará contra a corrente, retardando suas mudanças. Em outras palavras, o EMF de auto-indução pode ser considerado como uma resistência adicional que, junto com a resistência ativa da bobina, neutraliza a corrente alternada que passa pela bobina.

A resistência oferecida pela fem a uma corrente alternada por auto-indução é chamada de resistência indutiva.

A resistência indutiva será quanto maior for a indutância do usuário (circuito) e quanto maior for a frequência da corrente alternada. Esta resistência é expressa pela fórmula xl = ωL, onde xl é a resistência indutiva em ohms; L — indutância em henry (gn); ω — frequência angular, onde f — frequência atual).

Além da resistência indutiva, existe a capacitância, tanto pela presença de capacitância nos fios e bobinas quanto pela inclusão de capacitores no circuito CA em alguns casos.À medida que a capacitância C do consumidor (circuito) e a frequência angular da corrente aumentam, a resistência capacitiva diminui.

A resistência capacitiva é igual a xc = 1 / ωC, onde xc — resistência capacitiva em ohms, ω — frequência angular, C — capacidade do consumidor em farads.

Leia mais sobre isso aqui: Reatância em engenharia elétrica

triângulo de resistência

Considere um circuito cuja resistência do elemento ativo r, indutância L e capacitância C.

Arroz. 1. Circuito CA com resistor, indutor e capacitor.

A impedância de tal circuito é z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)

Graficamente, essa expressão pode ser representada na forma do chamado triângulo de resistência.

Figo. 2. Triângulo de resistência

A hipotenusa do triângulo de resistência representa a resistência total do circuito, as pernas - resistência ativa e reativa.

Se uma das resistências do circuito for (ativa ou reativa), por exemplo, 10 ou mais vezes menor que a outra, então a menor pode ser desprezada, o que pode ser facilmente verificado por cálculo direto.