W poprzednim fragmencie omówiliśmy związek między rezystancją R, indukcyjnością L i pojemnością C, w niniejszym tekście przedstawimy więcej informacji na ten temat.
Jeśli chodzi o to, dlaczego cewki indukcyjne i kondensatory generują reaktancję indukcyjną i pojemnościową w obwodach prądu przemiennego, to istota tego leży w zmianach napięcia i prądu, które powodują zmiany energii.
W przypadku cewki indukcyjnej, wraz ze zmianą prądu, zmienia się również jej pole magnetyczne (energia). Wszyscy wiemy, że w indukcji elektromagnetycznej indukowane pole magnetyczne zawsze utrudnia zmianę pierwotnego pola magnetycznego, więc wraz ze wzrostem częstotliwości efekt tej przeszkody staje się bardziej widoczny, czyli wzrost indukcyjności.
Zmiana napięcia kondensatora powoduje również odpowiednią zmianę ładunku na płytce elektrody. Oczywiście, im szybsza zmiana napięcia, tym szybszy i intensywniejszy jest ruch ładunku na płytce elektrody. Ruch ładunku to w rzeczywistości natężenie prądu. Mówiąc prościej, im szybsza zmiana napięcia, tym większy prąd przepływa przez kondensator. Oznacza to, że sam kondensator ma mniejszy wpływ blokujący na prąd, a tym samym maleje reaktancja pojemnościowa.
Podsumowując, indukcyjność cewki indukcyjnej jest wprost proporcjonalna do częstotliwości, natomiast pojemność kondensatora jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości.
Jakie są różnice pomiędzy mocą i rezystancją cewek indukcyjnych i kondensatorów?
Rezystory zużywają energię zarówno w obwodach prądu stałego, jak i przemiennego, a zmiany napięcia i prądu są zawsze zsynchronizowane. Na przykład, poniższy rysunek przedstawia krzywe napięcia, prądu i mocy rezystorów w obwodach prądu przemiennego. Z wykresu wynika, że moc rezystora zawsze była większa lub równa zeru i nie będzie mniejsza od zera, co oznacza, że rezystor pochłania energię elektryczną.
W obwodach prądu przemiennego moc pobierana przez rezystory nazywana jest mocą średnią lub mocą czynną, oznaczaną wielką literą P. Tak zwana moc czynna reprezentuje jedynie charakterystykę zużycia energii przez dany element. Jeśli dany element pobiera energię, zużycie energii jest reprezentowane przez moc czynną P, co wskazuje wielkość (lub tempo) zużycia energii.
Kondensatory i cewki indukcyjne nie zużywają energii, a jedynie ją magazynują i uwalniają. Wśród nich cewki indukcyjne absorbują energię elektryczną w postaci wzbudzonych pól magnetycznych, które absorbują i przekształcają energię elektryczną w energię pola magnetycznego, a następnie uwalniają energię pola magnetycznego w energię elektryczną, powtarzając to w sposób ciągły. Podobnie kondensatory absorbują energię elektryczną i przekształcają ją w energię pola elektrycznego, jednocześnie uwalniając energię pola elektrycznego i przekształcając ją w energię elektryczną.
Indukcyjność i pojemność, czyli proces pochłaniania i uwalniania energii elektrycznej, nie zużywają energii i z pewnością nie można ich przedstawić za pomocą mocy czynnej. Na tej podstawie fizycy zdefiniowali nową nazwę – moc bierna, oznaczaną literami Q i Q.
Czas publikacji: 21-11-2023