Diferència clau - Resistència versus reacció
Els components elèctrics com ara resistències, inductors i condensadors tenen algun tipus d'obstrucció per al corrent que els passa. Mentre que les resistències reaccionen tant al corrent continu com al corrent altern, els inductors i els condensadors responen només a les variacions de corrents o corrent altern. Aquest obstacle al corrent d'aquests components es coneix com a impedància elèctrica (Z). La impedància és un valor complex en l'anàlisi matemàtica. La part real d'aquest nombre complex s'anomena resistència (R) i només les resistències pures tenen una resistència. Els condensadors i inductors ideals contribueixen a la part imaginària de la impedància que es coneix com a reactància (X). Així, la diferència clau entre la resistència i la reactància és que la resistència és una part real de la impedància d'un component, mentre que la reactància és una part imaginària de la impedància d'un component. Una combinació d'aquests tres components en circuits RLC fa que la impedància en el camí actual.
Què és la resistència?
La resistència és l'obstacle al qual s'enfronta la tensió per conduir un corrent a través d'un conductor. Si s'ha de conduir un corrent gran, la tensió aplicada als extrems del conductor hauria de ser alta. És a dir, la tensió aplicada (V) hauria de ser proporcional al corrent (I) que travessa el conductor, tal com indica la llei d’Ohm; la constant d'aquesta proporcionalitat és la resistència (R) del conductor.
V=I X R
Els conductors tenen la mateixa resistència, independentment de si el corrent és constant o variable. Per al corrent altern, la resistència es pot calcular mitjançant la Llei d'Ohm amb tensió i corrent instantània. La resistència mesurada en ohms (Ω) depèn de la resistivitat del conductor (ρ), la longitud (l) i l'àrea de la secció transversal (A) on,
La resistència també depèn de la temperatura del conductor, ja que la resistivitat canvia amb la temperatura de la següent manera. on ρ 0 es refereix a la resistivitat especificada a la temperatura estàndard T0 que sol ser la temperatura ambient, i α és el coeficient de la temperatura de resistivitat:
Per a un dispositiu amb resistència pura, el consum d'energia es calcula pel producte de I2 x R. Com que tots aquests components del producte són valors reals, l'energia consumida per la resistència serà un autèntic poder. Per tant, la potència subministrada a una resistència ideal s'utilitza plenament.
Què és la reacció?
La reacció és un terme imaginari en un context matemàtic. Té la mateixa noció de resistència en els circuits elèctrics i comparteix la mateixa unitat Ohms (Ω). La reacció només es produeix en inductors i condensadors durant un canvi de corrent. Per tant, la reactància depèn de la freqüència del corrent altern a través d'un inductor o condensador.
En el cas d'un condensador, acumula càrregues quan s'aplica una tensió als dos terminals fins que la tensió del condensador coincideix amb la font. Si la tensió aplicada és amb una font de CA, les càrregues acumulades es retornen a la font en el cicle negatiu de la tensió. A mesura que augmenta la freqüència, menor és la quantitat de càrregues emmagatzemades al condensador durant un curt període de temps, ja que el temps de càrrega i descàrrega no canvia. Com a resultat, l'oposició del condensador al flux de corrent al circuit serà menor quan la freqüència augmenta. És a dir, la reactància del condensador és inversament proporcional a la freqüència angular (ω) de la CA. Així, la reactància capacitiva es defineix com
C és la capacitat del condensador i f és la freqüència en Hertz. Tanmateix, la impedància d'un condensador és un nombre negatiu. Per tant, la impedància d'un condensador és Z=– i / 2 π fC. Un condensador ideal només s'associa amb una reactància.
D' altra banda, un inductor s'oposa a un canvi de corrent a través d'ell creant una força contraelectromotriu (emf) a través d'ell. Aquesta fem és proporcional a la freqüència de l'alimentació de CA i la seva oposició, que és la reactància inductiva, és proporcional a la freqüència.
La reactància inductiva és un valor positiu. Per tant, la impedància d'un inductor ideal serà Z=i2 π fL. No obstant això, sempre s'ha de tenir en compte que tots els circuits pràctics també consisteixen en resistència, i aquests components es consideren en els circuits pràctics com a impedàncies.
Com a resultat d'aquesta oposició a la variació de corrent per inductors i condensadors, el canvi de tensió entre ells tindrà un patró diferent de la variació de corrent. Això significa que la fase de la tensió de CA és diferent de la fase del corrent de CA. A causa de la reactància inductiva, el canvi de corrent té un retard respecte a la fase de tensió, a diferència de la reactància capacitiva on la fase actual és líder. En components ideals, aquest avanç i retard té una magnitud de 90 graus.
Figura 01: relacions de fase voltatge-corrent per a un condensador i un inductor.
Aquesta variació del corrent i la tensió en els circuits de CA s'analitzen mitjançant diagrames de fasor. A causa de la diferència de les fases de corrent i tensió, la potència lliurada a un circuit reactiu no la consumeix completament. Part de la potència lliurada es retornarà a la font quan la tensió sigui positiva i el corrent sigui negatiu (com ara quan el temps=0 al diagrama anterior). En sistemes elèctrics, per a una diferència de ϴ graus entre les fases de tensió i corrent, cos(ϴ) s'anomena factor de potència del sistema. Aquest factor de potència és una propietat crítica per controlar en sistemes elèctrics, ja que fa que el sistema funcioni de manera eficient. Perquè el sistema pugui utilitzar la màxima potència, el factor de potència s'ha de mantenir fent que ϴ=0 o gairebé zero. Com que la majoria de les càrregues dels sistemes elèctrics solen ser càrregues inductives (com els motors), s'utilitzen bancs de condensadors per a la correcció del factor de potència.
Quina diferència hi ha entre la resistència i la reacció?
Resistència versus reacció |
|
| La resistència és l'oposició a un corrent constant o variable en un conductor. És la part real de la impedància d'un component. | La reactància és l'oposició a un corrent variable en un inductor o un condensador. La reacció és la part imaginària de la impedància. |
| Dependència | |
| La resistència depèn de les dimensions, la resistivitat i la temperatura del conductor. No canvia a causa de la freqüència de la tensió CA. | La reacció depèn de la freqüència del corrent altern. Per als inductors, és proporcional, i per als condensadors, és inversament proporcional a la freqüència. |
| Fase | |
| La fase de la tensió i el corrent a través d'una resistència és la mateixa; és a dir, la diferència de fase és zero. | A causa de la reactància inductiva, el canvi de corrent té un retard respecte a la fase de tensió. En la reactància capacitiva, el corrent és líder. En una situació ideal, la diferència de fase és de 90 graus. |
| Poder | |
| El consum d'energia a causa de la resistència és potència real i és el producte de la tensió i el corrent. | El dispositiu no consumeix completament l'energia subministrada a un dispositiu reactiu a causa del retard o del corrent inicial. |
Resum – Resistència versus reacció
Els components elèctrics, com ara resistències, condensadors i inductors, fan que un obstacle conegut com a impedància perquè el corrent passi a través d'ells, que és un valor complex. Les resistències pures tenen una impedància de valor real coneguda com a resistència, mentre que els inductors ideals i els condensadors ideals tenen una impedància de valor imaginari anomenada reactància. La resistència es produeix tant en corrent continu com en corrent altern, però la reactància només es produeix en corrents variables, fent així una oposició per canviar el corrent en el component. Mentre que la resistència és independent de la freqüència de CA, la reactància canvia amb la freqüència de CA. La reactància també fa una diferència de fase entre la fase actual i la fase de tensió. Aquesta és la diferència entre la resistència i la reactància.
Baixa la versió en PDF de Resistance vs Reactance
Podeu baixar la versió PDF d'aquest article i utilitzar-la per a finalitats fora de línia segons les notes de citació. Si us plau, descarregueu la versió PDF aquí Diferència entre resistència i reacció
