En av de berømte lovene knyttet til elektrisitet er 'Ohms lov'. Ohms lov gir en empirisk sammenheng som beskriver ledningsevne av forskjellige elektrisk ledende materialer. I henhold til denne loven er strømmen som strømmer i en leder direkte proporsjonal med spenningen over lederen, med motstand som en proporsjonalitetskonstant. Her er strømmenhetene Ampere, spenningsenhetene er gitt i volt og motstandsenhetene er ohm. I fysikk brukes denne loven vanligvis også til å referere til forskjellige generaliseringer av loven, for eksempel i vektorform i elektromagnetikk. Tilsvarende når du arbeider med AC spoler , ohmsloven brukes, der motstand blir referert til som 'induktiv reaktans' i stedet for 'motstand'.
Hva er induktiv reaktans?
Når spenning påføres en induktor, induseres en strøm over induktorkretsen. Denne strømmen genereres imidlertid ikke umiddelbart, men vokser i en rask hastighet bestemt av induktorens selvinduserte verdier. Den induserte strømmen er begrenset av de resistive elementene som er tilstede i induktorspoleviklingene. Her avhenger motstandsmengden av forholdet mellom den påførte spenningen og den induserte strømmen, som nevnt i Ohms lov.
Figuren nedenfor er en induktorkrets som brukes til å beregne den induktive reaktansen.
Induktiv-reaktans
Imidlertid når spolen er koblet til vekselstrømskretsen, oppfører strømmen seg annerledes. Her brukes den sinusformede tilførselen. Derfor oppstår en faseforskjell mellom spenning og strømbølgeform. Nå, når vekselstrømforsyning brukes til induktorspolen, i tillegg til induktansen til spolen, må strømmen også møte motstand fra frekvensen til vekselstrømsbølgen. Denne motstanden som strømmen i induktoren står overfor mens den er tilkoblet i vekselstrømskretsen, kalles 'induktiv motstand'.
Forskjellen mellom induktans og reaktans
Induktans er evnen til et materiale til å indusere en spenning i det når det er en endring i strømmen i det. Symbolet for induktans er “L”. Mens, reaktans er egenskapen til elektriske materialer som motarbeider strømendringen. Enhetene av reaktans er 'Ohms' og det er betegnet med symbolet 'X' for å skille den fra normal motstand.
Reaktans fungerer på samme måte som elektrisk motstand men i motsetning til motstand spres reaktans ikke kraft som varme. Snarere lagrer den energien som en reaktansverdi og returnerer den til kretsen. En ideell induktor har null motstand, mens en ideell motstand har null reaktans.
Induktiv reaktansformel Derivasjon
Induktiv reaktans er begrepet relatert til vekselstrømskretser. Den motarbeider strømmen i vekselstrømskretser. I en induktiv vekselstrømskrets på grunn av faseforskjell, 'LAGS' den påførte spenningsbølgeformen med 90 grader. Dvs hvis spenningsbølgeformen er 0 grader, vil den aktuelle bølgeformen være på -90 grader.
I en induktiv krets er induktoren plassert over vekselstrømforsyningen. Den selvinduserte emf i induktoren øker og synker med økningen og reduksjonen i forsyningsspenningens frekvens. Selvindusert emf er direkte proporsjonalt med strømendringshastigheten i induktorspolen. Den høyeste endringshastigheten oppstår når forsyningsspenningens bølgeform krysser fra den positive halvsyklusen til en negativ halvsyklus eller omvendt.
I en induktiv krets henger strømmen spenningen. Så hvis spenningen er på 0 grader, vil strømmen være på -90 grader med hensyn til spenning. Derfor, når sinusformede bølgeformer vurderes, vil spenningsbølgeform VLkan klassifiseres som en sinusbølge og nåværende bølgeform ILsom en negativ cosinusbølge.
Dermed kan strøm på et punkt defineres som:
JegL= Jegmaks. synd (--t - 900), φω er i radianer og ‘t’ på sekunder
Forholdet mellom spenning og strøm i den induktive kretsen gir verdien av induktiv reaktans XL
Dermed XL= VL/ JEGLohm = ωL = 2πfL ohm
Her er L induktansen, f er frekvensen, og 2πf = ω
Fra denne avledningen kan det sees at den induktive reaktansen er direkte proporsjonal med frekvensen ‘f’ og induktansen ‘L’ til induktoren. Med en økning i spenningsfrekvensen eller induktansen til spolen, øker kretsens totale reaktans. Når frekvensen øker til uendelig, øker den induktive reaktansen også til uendelig som virker som en åpen krets. For en nedgang i frekvens til null, reduseres den induktive reaktansen også til null, og virker som en kortslutning.
Symbol
Induktiv reaktans er motstanden overfor strømmen i induktoren når vekselstrøm tilføres. Enhetene ligner på motstandsenheter. Symbolet for induktiv reaktans er “XL“. Da strømmen ligger 90 grader i forhold til spenningsinduktor, kan det enkelt beregnes ved å ha verdien for en av mengdene. Hvis spenningen er kjent, kan den nåværende bølgeformen utledes ved den negative 90-graders skiftet av spenningsbølgeform.
Eksempel
La oss se på et eksempel for å beregne den induktive reaktansen.
En induktor med induktans 200mH og null motstand er koblet over en 150v spenningsforsyning. Frekvensen på spenningsforsyningen er 60Hz. Beregn den induktive reaktansen og strømmen som strømmer gjennom induktoren
Induktiv reaktans
XL= 2πfL
= 2π × 50 × 0,20
= 76,08 ohm
Strøm
JegL= VL/ XL
= 150 / 76.08
= 1,97 A.
I elektriske og elektroniske kretser brukes begrepet 'reaktans' regelmessig med induktor- og kondensatorkretser. En økning i reaktansverdien i disse kretsene fører til en reduksjon i strømmen over dem. Induktiv reaktans får spenning og strøm til å gå ut av fase. I elektriske kraftsystemer vil dette begrense kraftkapasiteten til vekselstrømsledninger. Selv om strømmen fremdeles strømmer i slike situasjoner, men overføringslinjene blir varme opp, og det vil ikke være effektiv kraftoverføring. Så det er viktig å overvåke den induktive reaktansen til kretsene. Hva er faseforskjellen mellom spenning og strømbølgeformer for induktorkretsen?
