Résistance active et réactive, triangle de résistance
Activité et réactivité
La résistance fournie par les passes et les consommateurs dans les circuits à courant continu est appelée résistance ohmique.
Si un fil est inclus dans le circuit AC, il s'avère que sa résistance sera légèrement supérieure à celle du circuit DC. Cela est dû à un phénomène appelé effet de peau (effet de surface).
Son essence est la suivante. Lorsqu'un courant alternatif traverse un fil, un champ magnétique alternatif existe à l'intérieur de celui-ci, traversant le fil. Les lignes de force magnétiques de ce champ induisent une FEM dans le conducteur, cependant, il n'en sera pas de même en différents points de la section transversale du conducteur : plus vers le centre de la section transversale, et moins vers la périphérie.
Cela est dû au fait que les points les plus proches du centre sont traversés par un grand nombre de lignes de force. Sous l'action de cette FEM, le courant alternatif ne sera pas réparti uniformément sur toute la section du conducteur, mais plus près de sa surface.
Cela revient à réduire la section utile du conducteur et donc à augmenter sa résistance au courant alternatif. Par exemple, un fil de cuivre de 1 km de long et de 4 mm de diamètre résiste à : DC — 1,86 ohms, AC 800 Hz — 1,87 ohms, AC 10 000 Hz — 2,90 ohms.
La résistance offerte par un conducteur à un courant alternatif qui le traverse est appelée résistance active.
Si un consommateur ne contient pas d'inductance et de capacité (ampoule à incandescence, appareil de chauffage), il s'agira également d'une résistance AC active.
Résistance active - une grandeur physique caractérisant la résistance d'un circuit électrique (ou de sa surface) au courant électrique due aux transformations irréversibles de l'énergie électrique en d'autres formes (principalement la chaleur). Exprimé en ohms.
La résistance active dépend de Fréquence CAaugmente avec son augmentation.
Cependant, de nombreux consommateurs ont des propriétés inductives et capacitives lorsqu'un courant alternatif les traverse. Ces consommateurs comprennent des transformateurs, des selfs, électroaimants, condensateurs, différents types de fils et bien d'autres.
En les traversant courant alternatif il est nécessaire de prendre en compte non seulement l'actif, mais également la réactivité due à la présence de propriétés inductives et capacitives dans le consommateur.
On sait que si le courant continu traversant chaque bobine est interrompu et fermé, alors en même temps que le courant change, le flux magnétique à l'intérieur de la bobine changera également, à la suite de quoi une FEM d'auto-induction se produira dedans.
La même chose sera observée dans la bobine incluse dans le circuit alternatif, à la seule différence que le tac change continuellement à la fois en amplitude et en et vers. Par conséquent, l'amplitude du flux magnétique pénétrant dans la bobine changera continuellement et induira CEM d'auto-induction.
Mais la direction de la force électromotrice d'auto-induction est toujours telle qu'elle s'oppose au changement de courant. Ainsi, à mesure que le courant dans la bobine augmente, la FEM auto-induite aura tendance à ralentir l'augmentation du courant, et à mesure que le courant diminue, au contraire, elle aura tendance à maintenir le courant de fuite.
Il s'ensuit que la FEM d'auto-induction se produisant dans la bobine (conducteur) incluse dans le circuit de courant alternatif agira toujours contre le courant, ralentissant ses changements. En d'autres termes, la FEM d'auto-induction peut être considérée comme une résistance supplémentaire qui, avec la résistance active de la bobine, contrecarre le courant alternatif traversant la bobine.
La résistance offerte par la force électromotrice à un courant alternatif par auto-induction est appelée résistance inductive.
La résistance inductive sera d'autant plus grande que l'inductance de l'utilisateur (circuit) est élevée et que la fréquence du courant alternatif est élevée. Cette résistance s'exprime par la formule xl = ωL, où xl est la résistance inductive en ohms ; L - inductance en henry (gn); ω — fréquence angulaire, où f — fréquence actuelle).
En plus de la résistance inductive, il existe une capacité, due à la fois à la présence de capacité dans les fils et les bobines et à l'inclusion de condensateurs dans le circuit CA dans certains cas.Lorsque la capacité C du consommateur (circuit) et la fréquence angulaire du courant augmentent, la résistance capacitive diminue.
La résistance capacitive est égale à xc = 1 / ωC, où xc — résistance capacitive en ohms, ω — fréquence angulaire, C — capacité du consommateur en farads.
En savoir plus ici : Réactance en génie électrique
Triangle de résistance
Considérons un circuit dont la résistance de l'élément actif r, l'inductance L et la capacité C.
Riz. 1. Circuit AC avec résistance, inductance et condensateur.
L'impédance d'un tel circuit est z = √r2+ (хl — xc)2) = √r2 + х2)
Graphiquement, cette expression peut être représentée sous la forme du soi-disant triangle de résistance.
Figue. 2. Triangle de résistance
L'hypoténuse du triangle de résistance représente la résistance totale du circuit, les jambes - résistance active et réactive.
Si l'une des résistances du circuit est (active ou réactive), par exemple, 10 fois ou plus inférieure à l'autre, alors la plus petite peut être négligée, ce qui peut être facilement vérifié par calcul direct.