Βασική διαφορά – Αντίσταση έναντι Αντίδρασης
Ηλεκτρικά εξαρτήματα όπως αντιστάσεις, επαγωγείς και πυκνωτές έχουν κάποιου είδους εμπόδιο για το ρεύμα που διέρχεται από αυτά. Ενώ οι αντιστάσεις αντιδρούν τόσο στο συνεχές όσο και στο εναλλασσόμενο ρεύμα, οι επαγωγείς και οι πυκνωτές ανταποκρίνονται μόνο σε διακυμάνσεις των ρευμάτων ή σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Αυτό το εμπόδιο στο ρεύμα από αυτά τα εξαρτήματα είναι γνωστό ως ηλεκτρική αντίσταση (Z). Η σύνθετη αντίσταση είναι μια σύνθετη τιμή στη μαθηματική ανάλυση. Το πραγματικό μέρος αυτού του μιγαδικού αριθμού ονομάζεται αντίσταση (R) και μόνο οι καθαροί αντιστάτες έχουν αντίσταση. Οι ιδανικοί πυκνωτές και επαγωγείς συμβάλλουν στο φανταστικό τμήμα της σύνθετης αντίστασης που είναι γνωστό ως αντίδραση (X). Έτσι, η βασική διαφορά μεταξύ αντίστασης και αντίδρασης είναι ότι η αντίσταση είναι ένα πραγματικό μέρος της σύνθετης αντίστασης ενός εξαρτήματος ενώ η αντίδραση είναι ένα φανταστικό μέρος της σύνθετης αντίστασης ενός εξαρτήματος. Ένας συνδυασμός αυτών των τριών στοιχείων σε κυκλώματα RLC δημιουργεί αντίσταση στην τρέχουσα διαδρομή.
Τι είναι η Αντίσταση;
Η αντίσταση είναι το εμπόδιο που αντιμετωπίζει η τάση στην κίνηση ενός ρεύματος μέσω ενός αγωγού. Εάν πρόκειται να διοχετευθεί μεγάλο ρεύμα, η τάση που εφαρμόζεται στα άκρα του αγωγού πρέπει να είναι υψηλή. Δηλαδή, η εφαρμοζόμενη τάση (V) θα πρέπει να είναι ανάλογη με το ρεύμα (I) που διέρχεται από τον αγωγό, όπως ορίζεται από το νόμο του Ohm. η σταθερά για αυτή την αναλογικότητα είναι η αντίσταση (R) του αγωγού.
V=I X R
Οι αγωγοί έχουν την ίδια αντίσταση ανεξάρτητα από το αν το ρεύμα είναι σταθερό ή μεταβαλλόμενο. Για εναλλασσόμενο ρεύμα, η αντίσταση μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm με στιγμιαία τάση και ρεύμα. Η αντίσταση που μετράται σε Ohms (Ω) εξαρτάται από την ειδική αντίσταση του αγωγού (ρ), το μήκος (l) και την περιοχή διατομής (A) όπου,
Η αντίσταση εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία του αγωγού αφού η ειδική αντίσταση αλλάζει με τη θερμοκρασία με τον ακόλουθο τρόπο. όπου το ρ 0 αναφέρεται στην ειδική αντίσταση που καθορίζεται στην τυπική θερμοκρασία T0 που είναι συνήθως η θερμοκρασία δωματίου, και α είναι ο συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης:
Για μια συσκευή με καθαρή αντίσταση, η κατανάλωση ενέργειας υπολογίζεται με το γινόμενο του I2 x R. Δεδομένου ότι όλα αυτά τα στοιχεία του προϊόντος είναι πραγματικές τιμές, η ισχύς που καταναλώνεται από την αντίσταση θα είναι μια πραγματική δύναμη. Επομένως, η ισχύς που παρέχεται σε μια ιδανική αντίσταση χρησιμοποιείται πλήρως.
Τι είναι η αντίδραση;
Η αντιδραστικότητα είναι ένας φανταστικός όρος στο μαθηματικό πλαίσιο. Έχει την ίδια έννοια αντίστασης στα ηλεκτρικά κυκλώματα και μοιράζεται την ίδια μονάδα Ohms (Ω). Η αντίδραση εμφανίζεται μόνο σε επαγωγείς και πυκνωτές κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής ρεύματος. Ως εκ τούτου, η αντίδραση εξαρτάται από τη συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος μέσω ενός επαγωγέα ή πυκνωτή.
Στην περίπτωση ενός πυκνωτή, συσσωρεύει φορτία όταν εφαρμόζεται τάση στους δύο ακροδέκτες έως ότου η τάση του πυκνωτή ταιριάζει με την πηγή. Εάν η εφαρμοζόμενη τάση είναι με πηγή AC, τα συσσωρευμένα φορτία επιστρέφουν στην πηγή στον αρνητικό κύκλο της τάσης. Καθώς η συχνότητα αυξάνεται, τόσο μικρότερη είναι η ποσότητα των φορτίων που παραμένουν αποθηκευμένες στον πυκνωτή για σύντομο χρονικό διάστημα, καθώς ο χρόνος φόρτισης και εκφόρτισης δεν αλλάζει. Ως αποτέλεσμα, η αντίθεση από τον πυκνωτή στη ροή ρεύματος στο κύκλωμα θα είναι μικρότερη όταν αυξάνεται η συχνότητα. Δηλαδή, η αντίδραση του πυκνωτή είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη γωνιακή συχνότητα (ω) του εναλλασσόμενου ρεύματος. Έτσι, η χωρητική αντίδραση ορίζεται ως
C είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή και f είναι η συχνότητα σε Hertz. Ωστόσο, η σύνθετη αντίσταση ενός πυκνωτή είναι αρνητικός αριθμός. Επομένως, η σύνθετη αντίσταση ενός πυκνωτή είναι Z=– i / 2 π fC. Ένας ιδανικός πυκνωτής σχετίζεται μόνο με μια αντίδραση.
Από την άλλη πλευρά, ένας επαγωγέας αντιτίθεται στην αλλαγή του ρεύματος μέσω αυτού δημιουργώντας μια αντίθετη ηλεκτροκινητική δύναμη (emf) κατά μήκος του. Αυτό το emf είναι ανάλογο με τη συχνότητα της παροχής AC και, η αντίθεσή του, που είναι η επαγωγική αντίδραση, είναι ανάλογη με τη συχνότητα.
Η επαγωγική αντίδραση είναι θετική τιμή. Επομένως, η σύνθετη αντίσταση ενός ιδανικού επαγωγέα θα είναι Z=i2 π fL. Ωστόσο, πρέπει πάντα να σημειώνεται ότι όλα τα πρακτικά κυκλώματα αποτελούνται επίσης από αντίσταση, και αυτά τα στοιχεία θεωρούνται στα πρακτικά κυκλώματα ως σύνθετες αντιστάσεις.
Ως αποτέλεσμα αυτής της αντίθεσης στη διακύμανση του ρεύματος από επαγωγείς και πυκνωτές, η αλλαγή τάσης σε αυτό θα έχει διαφορετικό μοτίβο από τη διακύμανση του ρεύματος. Αυτό σημαίνει ότι η φάση της τάσης AC είναι διαφορετική από τη φάση του ρεύματος AC. Λόγω της επαγωγικής αντίδρασης, η μεταβολή του ρεύματος έχει μια υστέρηση από τη φάση της τάσης, σε αντίθεση με την χωρητική αντίδραση όπου η τρέχουσα φάση οδηγεί. Σε ιδανικά εξαρτήματα, αυτό το προβάδισμα και η υστέρηση έχουν μέγεθος 90 μοιρών.
Εικόνα 01: Σχέσεις φάσης τάσης-ρεύματος για έναν πυκνωτή και έναν επαγωγέα.
Αυτή η διακύμανση του ρεύματος και της τάσης στα κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος αναλύεται χρησιμοποιώντας διαγράμματα φασόρων. Λόγω της διαφοράς μεταξύ των φάσεων του ρεύματος και της τάσης, η ισχύς που παρέχεται σε ένα αντιδραστικό κύκλωμα δεν καταναλώνεται πλήρως από το κύκλωμα. Μέρος της παραδοθείσας ισχύος θα επιστραφεί στην πηγή όταν η τάση είναι θετική και το ρεύμα είναι αρνητικό (όπως όπου ο χρόνος=0 στο παραπάνω διάγραμμα). Στα ηλεκτρικά συστήματα, για διαφορά ϴ μοιρών μεταξύ των φάσεων τάσης και ρεύματος, cos(ϴ) ονομάζεται συντελεστής ισχύος του συστήματος. Αυτός ο συντελεστής ισχύος είναι μια κρίσιμη ιδιότητα για έλεγχο στα ηλεκτρικά συστήματα, καθώς κάνει το σύστημα να λειτουργεί αποτελεσματικά. Για τη μέγιστη ισχύ που θα χρησιμοποιηθεί από το σύστημα, ο συντελεστής ισχύος θα πρέπει να διατηρείται κάνοντας ϴ=0 ή σχεδόν μηδέν. Δεδομένου ότι τα περισσότερα από τα φορτία στα ηλεκτρικά συστήματα είναι συνήθως επαγωγικά φορτία (όπως οι κινητήρες), οι συστοιχίες πυκνωτών χρησιμοποιούνται για τη διόρθωση του συντελεστή ισχύος.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Αντίστασης και Αντίδρασης;
Αντίσταση vs Reactance |
|
| Αντίσταση είναι η αντίθεση σε ένα σταθερό ή μεταβαλλόμενο ρεύμα σε έναν αγωγό. Είναι το πραγματικό μέρος της σύνθετης αντίστασης ενός στοιχείου. | Αντιδράση είναι η αντίθεση σε ένα μεταβλητό ρεύμα σε έναν επαγωγέα ή έναν πυκνωτή. Η αντίδραση είναι το φανταστικό μέρος της σύνθετης αντίστασης. |
| Εξάρτηση | |
| Η αντίσταση εξαρτάται από τις διαστάσεις, την ειδική αντίσταση και τη θερμοκρασία του αγωγού. Δεν αλλάζει λόγω της συχνότητας της τάσης AC. | Η αντίδραση εξαρτάται από τη συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος. Για τους επαγωγείς, είναι ανάλογος, και για τους πυκνωτές, είναι αντιστρόφως ανάλογος της συχνότητας. |
| Φάση | |
| Η φάση της τάσης και του ρεύματος μέσω μιας αντίστασης είναι η ίδια. δηλαδή η διαφορά φάσης είναι μηδέν. | Λόγω της επαγωγικής αντίδρασης, η μεταβολή του ρεύματος έχει καθυστέρηση από τη φάση της τάσης. Στην χωρητική αντίδραση, το ρεύμα προηγείται. Σε μια ιδανική κατάσταση, η διαφορά φάσης είναι 90 μοίρες. |
| Ισχύς | |
| Η κατανάλωση ρεύματος λόγω αντίστασης είναι πραγματική ισχύς και είναι το γινόμενο της τάσης και του ρεύματος. | Η ισχύς που παρέχεται σε μια αντιδραστική συσκευή δεν καταναλώνεται πλήρως από τη συσκευή λόγω καθυστέρησης ή ρεύματος. |
Σύνοψη – Αντίσταση vs Reactance
Ηλεκτρικά εξαρτήματα όπως αντιστάσεις, πυκνωτές και επαγωγείς κάνουν ένα εμπόδιο γνωστό ως σύνθετη αντίσταση για τη ροή του ρεύματος μέσα από αυτά, η οποία είναι μια σύνθετη τιμή. Οι καθαροί αντιστάτες έχουν μια σύνθετη αντίσταση πραγματικής αξίας γνωστή ως αντίσταση, ενώ οι ιδανικοί επαγωγείς και οι ιδανικοί πυκνωτές έχουν μια σύνθετη αντίσταση φανταστικής τιμής που ονομάζεται αντίσταση. Η αντίσταση εμφανίζεται τόσο σε συνεχές όσο και σε εναλλασσόμενα ρεύματα, αλλά η αντίδραση εμφανίζεται μόνο σε μεταβλητά ρεύματα, δημιουργώντας έτσι αντίθεση για την αλλαγή του ρεύματος στο εξάρτημα. Ενώ η αντίσταση είναι ανεξάρτητη από τη συχνότητα του AC, η αντίδραση αλλάζει με τη συχνότητα του AC. Η αντίδραση κάνει επίσης μια διαφορά φάσης μεταξύ της τρέχουσας φάσης και της φάσης τάσης. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ αντίστασης και αντίδρασης.
Λήψη PDF Version of Resistance vs Reactance
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να το χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τις σημειώσεις παραπομπών. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ αντίστασης και αντίδρασης
