Hvad er en induktiv reaktans: definition, enhed og formel

En af de berømte love relateret til elektricitet er 'Ohms lov'. Ohms lov giver et empirisk forhold, der beskriver ledningsevne af forskellige elektrisk ledende materialer. Ifølge denne lov er strømmen, der strømmer i en leder, direkte proportional med spændingen over lederen med modstand som en proportionalitetskonstant. Her er strømmenhederne Ampere, spændingsenheder er angivet i volt, og modstandsenheder er Ohm. I fysik bruges denne lov normalt også til at henvise til forskellige generaliseringer af loven, såsom i vektorform i elektromagnetik. Tilsvarende når du arbejder med AC induktorer , ohm lov anvendes, hvor modstand kaldes 'induktiv reaktans' i stedet for 'modstand'.

Hvad er induktiv reaktans?

Når der tilføres spænding til en induktor, induceres en strøm over induktorkredsløbet. Denne strøm genereres dog ikke med det samme, men vokser med en hurtig hastighed bestemt af induktorens selvinducerede værdier. Den inducerede strøm er begrænset af de resistive elementer, der er til stede i induktionsspolens viklinger. Her afhænger modstandsmængden af ​​forholdet mellem den påførte spænding og den inducerede strøm, som nævnt i Ohms lov.

Figuren nedenfor er et induktorkredsløb, der bruges til at beregne den induktive reaktans.

Induktiv-reaktans

Når induktoren er forbundet med AC-kredsløbet, opfører strømmen sig imidlertid forskelligt. Her bruges den sinusformede forsyning. Derfor opstår der en faseforskel mellem spænding og strømbølgeform. Nu, når vekselstrømsforsyning bruges til induktorspolen, skal strømmen foruden spolens induktans også møde modstand fra frekvensen af ​​vekselstrømsbølgeformen. Denne modstand, som strømmen i induktoren står overfor, når den er tilsluttet i AC-kredsløb, kaldes 'Induktiv modstand'.

Forskellen mellem induktans og reaktans

Induktans er materialets evne til at inducere en spænding i det, når der er en ændring i strømmen inden i det. Symbolet for induktans er “L”. Der henviser til, reaktans er ejendommen til elektriske materialer, der modsætter sig ændringen i strømmen. Reaktansenhederne er 'Ohms', og det betegnes med symbolet 'X' for at skelne det fra normal modstand.

Reaktans fungerer på samme måde som elektrisk modstand men i modsætning til modstand spredes reaktans ikke kraft som varme. Det lagrer snarere energien som en reaktansværdi og returnerer den til kredsløbet. En ideel induktor har nul modstand, mens en ideel modstand har nul reaktans.

Induktiv reaktansformelafledning

Induktiv reaktans er udtrykket relateret til AC-kredsløb. Det modsætter strømmen af ​​strøm i AC-kredsløb. I et induktivt AC-kredsløb på grund af faseforskel LAGS den aktuelle bølgeform den anvendte spændingsbølgeform med 90 grader. Dvs. hvis spændingsbølgeformen er 0 grader, vil den aktuelle bølgeform være ved -90 grader.

I et induktivt kredsløb er induktoren placeret over vekselstrømsforsyningen. Den selvinducerede emf i induktoren øges og falder med stigningen og faldet i forsyningsspændingens frekvens. Selvinduceret emf er direkte proportional med strømskiftehastigheden i induktorspolen. Den højeste ændringshastighed opstår, når forsyningsspændingens bølgeform krydser fra den positive halvcyklus til en negativ halvcyklus eller omvendt.

I et induktivt kredsløb halter strømmen spændingen. Så hvis spændingen er på 0 grader, vil strømmen være på -90 grader i forhold til spænding. Derfor, når sinusformede bølgeformer overvejes, spændingsbølgeform V_Lkan klassificeres som en sinusbølge og strømbølgeform I_Lsom en negativ cosinusbølge.

Således kan strøm på et punkt defineres som:

jeg_L= Jeg_maks. synd (ωt - 90⁰), φω er i radianer og 't' i sekunder

Forholdet mellem spænding og strøm i det induktive kredsløb giver værdien af ​​den induktive reaktans X_L

Således X_L= V_L/ Jeg_Lohm = ωL = 2πfL ohm

Her er L induktansen, f er frekvensen og 2πf = ω

Fra denne afledning kan det ses, at den induktive reaktans er direkte proportional med frekvensen 'f' og induktansen 'L' for induktoren. Med en stigning i spændingsfrekvensen eller spolens induktans øges kredsløbets samlede reaktans. Da frekvensen stiger til uendelig, øges den induktive reaktans også til uendelig, der virker som et åbent kredsløb. For en nedgang i frekvens til nul falder den induktive reaktans også til nul, der virker som en kortslutning.

Symbol

Induktiv reaktans er modstanden, som strømmen i induktoren står over for, når der leveres vekselstrøm. Dens enheder svarer til modstandsenheder. Symbolet for induktiv reaktans er “X_L“. Da strømmen halter 90 grader med hensyn til spændingsinduktor, kan det let beregnes ved at have værdien for en af ​​mængderne. Hvis spændingen er kendt, kan den aktuelle bølgeform afledes ved den negative 90-graders forskydning af spændingsbølgeformen.

Eksempel

Lad os se på et eksempel for at beregne den induktive reaktans.

En induktor med induktans 200mH og nul modstand er forbundet over en 150v spændingsforsyning. Frekvensen af ​​spændingsforsyningen er 60Hz. Beregn den induktive reaktans og strømmen, der strømmer gennem induktoren

Induktiv reaktans

x_L= 2πfL

= 2π × 50 × 0,20

= 76,08 ohm

Nuværende

jeg_L= V_L/ X_L

= 150 / 76.08

= 1,97 A.

I elektriske og elektroniske kredsløb bruges udtrykket 'reaktans' regelmæssigt med induktor- og kondensatorkredsløb. En stigning i reaktansværdien i disse kredsløb fører til et fald i strømmen på tværs af dem. Induktiv reaktans får spænding og strøm til at gå ud af fase. I elektriske elsystemer vil dette begrænse vekselstrømstransmissionslinjernes effektkapacitet. Selvom der stadig strømmer strøm i sådanne situationer, men transmissionslinjer bliver varme op, og der vil ikke være nogen effektiv strømoverførsel. Så det er vigtigt at overvåge kredsløbens induktive reaktans. Hvad er faseforskellen mellem spænding og strømbølgeformer for induktorkredsløbet?