Vad är en induktiv reaktans: definition, enhet och formel

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem





En av de berömda lagarna relaterade till el är ”Ohms lag”. Ohms lag ger en empirisk relation som beskriver ledningsförmåga av olika elektriskt ledande material. Enligt denna lag är strömmen i en ledare direkt proportionell mot spänningen över ledaren, med motstånd som en proportionalitetskonstant. Här är strömmenheterna ampere, spänningsenheterna anges i volt och motståndsenheterna är ohm. I fysik används denna lag vanligtvis också för att hänvisa till olika generaliseringar av lagen, såsom i vektorform i elektromagnetik. På samma sätt när du arbetar med AC induktorer , används ohm-lag, där motstånd kallas 'induktiv reaktans' istället för 'motstånd'.

Vad är induktiv reaktans?

När spänning appliceras på en induktor induceras en ström över induktorkretsen. Denna ström genereras dock inte omedelbart utan växer i en snabb takt bestämd av induktorns självinducerade värden. Den inducerade strömmen begränsas av de resistiva elementen som finns i induktansspolens lindningar. Här beror mängden motstånd på förhållandet mellan den applicerade spänningen och den inducerade strömmen, som nämns i Ohms lag.




Figuren nedan är en induktorkrets som används för att beräkna den induktiva reaktansen.

Induktiv-reaktans

Induktiv-reaktans



Men när induktorn är ansluten till AC-kretsen beter sig strömflödet annorlunda. Här används den sinusformade tillförseln. Följaktligen uppstår en fasskillnad mellan spänning och strömvågform. Nu när växelströmsförsörjning används för induktorspolen måste strömmen förutom spolens induktans också möta motstånd från frekvensen för växelströmsvågformen. Detta motstånd som strömmen i induktorn står inför när den är ansluten i växelströmskretsen heter 'Induktiv resistans'.

Skillnaden mellan induktans och reaktans

Induktans är förmågan hos ett material att inducera en spänning i det när det sker en förändring i strömflödet i det. Symbolen för induktans är “L”. Med beaktande av att reaktans är egenskapen hos elektriska material som motsätter sig förändringen i strömmen. Enheterna för reaktans är 'Ohms' och det betecknas med symbolen 'X' för att skilja det från normalt motstånd.

Reaktans fungerar på samma sätt som elektrisk resistans men till skillnad från motstånd försvinner inte reaktans kraft som värme. Snarare lagrar den energin som ett reaktansvärde och returnerar den till kretsen. En ideal induktor har nollmotstånd medan ett idealmotstånd har nollreaktans.


Induktiv reaktansformel Derivation

Induktiv reaktans är termen relaterad till växelströmskretsar. Det motsätter strömflödet i växelströmskretsar. I en induktiv växelströmskrets på grund av fasskillnad, 'LAGS' den aktuella spänningsvågformen med 90 grader. Dvs om spänningsvågformen är vid 0 grader, kommer den aktuella vågformen att vara -90 grader.

I en induktiv krets placeras induktorn över växelspänningsförsörjningen. Den självinducerade emk i induktorn ökar och minskar med ökningen och minskningen av matningsspänningens frekvens. Självinducerad emf är direkt proportionell mot strömförändringshastigheten i induktorspolen. Den högsta förändringsgraden inträffar när matningsspänningsvågformen passerar från den positiva halvcykeln till en negativ halvcykel eller vice versa.

I en induktiv krets släpper strömmen spänningen. Så om spänningen är vid 0 grader kommer strömmen att vara -90 grader med avseende på spänning. Följaktligen, när sinusformade vågformer beaktas, spänningsvågform VLkan klassas som en sinusvåg och strömvågform ILsom en negativ kosinusvåg.

Således kan ström vid en punkt definieras som:

JagL= Jagmax. synd (ωt - 900), φω är i radianer och 't' på sekunder

Förhållandet mellan spänning och ström i den induktiva kretsen ger värdet på induktiv reaktans XL

Således XL= VL/ JagLohm = ωL = 2πfL ohm

Här är L induktansen, f är frekvensen och 2πf = ω

Från denna härledning kan man se att den induktiva reaktansen är direkt proportionell mot frekvensen 'f' och induktansen 'L' för induktorn. Med en ökning av antingen spänningsfrekvensen eller induktansen hos spolen ökar kretsens totala reaktans. När frekvensen ökar till oändlighet ökar den induktiva reaktansen också till oändlighet som verkar som en öppen krets. För ett dopp i frekvensen till noll minskar den induktiva reaktansen också till noll och verkar som en kortslutning.

Symbol

Induktiv reaktans är motståndet som strömflödet i induktorn möter när AC-spänning matas. Dess enheter liknar motståndsenheter. Symbolen för induktiv reaktans är ”XL“. Eftersom strömmen släpar 90 grader i förhållande till spänningsinduktorn kan det enkelt beräknas genom att ha värdet för någon av kvantiteterna. Om spänningen är känd kan den nuvarande vågformen härledas genom den negativa 90-gradersförskjutningen av spänningsvågformen.

Exempel

Låt oss titta på ett exempel för att beräkna den induktiva reaktansen.

En induktor med induktans 200mH och nollmotstånd är ansluten över en 150v spänningsförsörjning. Frekvensen för spänningsförsörjningen är 60Hz. Beräkna den induktiva reaktansen och strömmen som strömmar genom induktorn

Induktiv reaktans

XL= 2πfL

= 2π × 50 × 0,20

= 76,08 ohm

Nuvarande

JagL= VL/ XL

= 150 / 76,08

= 1,97 A.

I elektriska och elektroniska kretsar används termen ”reaktans” regelbundet med induktor- och kondensatorkretsar. En ökning av reaktansvärdet i dessa kretsar leder till en minskning av strömmen över dem. Induktiv reaktans gör att spänning och ström går ur fas. I elkraftssystem kommer detta att begränsa kraftkapaciteten hos växelströmsledningar. Även om strömmen fortfarande flyter i sådana situationer, men överföringsledningarna värms upp och det kommer inte att finnas någon effektiv kraftöverföring. Så det är viktigt att övervaka kretsarnas induktiva reaktans. Vad är fasskillnaden mellan spänning och strömvågformer för induktorkretsen?