ویکی‌پدیا

راکتانس الکتریکی: تفاوت میان نسخه‌ها

نمایش تاریخچه به صورت تعاملی
تفاوت جدیدتر ←
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
دیداریویکی‌متن
ویرایش شده با استفاده از «ویکی‌پدیا:آن‌را اثبات کن»
 
ابر
خط ۳:
[[ظرفیت خازنی]] و [[القاوری]] از ویژگی‌های ذاتی [[عنصر|عناصر]] هستند، دقیقا مانند [[مقاومت الکتریکی]]. خواص راکتیو این ویژگی‌ها در جریان مستقیم ثابت به نمایش در نمی‌آید، تنها زمانی می‌توان شاهد آنها بود که شرایط مدار تغییر می‌کند. بنابراین راکتانس با سرعت تغییرات متناسب است و تنها زمانی ثابت می‌ماند که مدار تحت یک [[جریان متناوب]] با [[بسامد]] ثابت کار کند. در [[بررسی برداری|بررسی‌های برداری]] [[مدار الکتریکی|مدارهای الکتریکی]]، مقاومت الکتریکی بخش حقیقی امپدانس [[عدد مختلط|مختلط]]‌است، در حالی که راکتانس بخش موهومی آن است. مقاومت الکتریکی و راکتانس هردو [[یکا]]ی [[اس‌آی]] یکسانی دارند: [[اهم]].
 
مقاومت الکتریکی آرمانی، راکتانسی معادل صفر دارد، در حالی که [[القاگر]]ها و [[خازن‌خازن]]ها تنها از راکتانس تشکیل شده‌اند.
 
== تحلیل ==
در تحلیل [[فازور]]، راکتانس برای رایانش اندازه و تغییرات [[فاز]] [[جریان متناوب]] [[سینوسی]] که از درون [[عنصر الکتریکی]] می‌گذرد بکار گرفته می‌شود. نماد راکتانس الکتریکی X است.
 
هم راکتانسِ X و هم مقاومت الکتریکیِ R برای محاسبه‌یمحاسبهٔ [[امپدانس الکتریکی]] Z لازمند. در برخی مدارها ممکن است یکی از ایندو غالب باشد و بتوان از دیگری چشم‌پوشی کرد، اما داشتن دانش تقریبی از اجزای کوچکتر امپدانس می‌تواند برای تشخیص مناسب‌بودن این چشم‌پوشی کمک کند.
 
:<math>Z = R + jX\,</math>
 
که در آن:
* <math>Z</math> [[امپدانس الکتریکی]] بر حسب اهم،
* <math>R</math> [[مقاومت الکتریکی]] بر حسب اهم،
* <math>X</math> [[راکتانس الکتریکی]] بر حسب اهم و
* <math>j = \sqrt{-1}</math>
 
هم [[اندازه (ریاضی)|اندازه‌ی]] <math>\scriptstyle{|Z|}</math> و هم [[فاز (موج)|فاز]] <math>\scriptstyle{\theta}</math> در [[امپدانس الکتریکی]]، به کمیت‌های مقاومت و راکتانس بستگی دارند.
خط ۲۴:
:<math>\theta = \arctan{X \over R}</math>
 
اندازه‌یاندازهٔ امپدانس، نسبت دامنه‌یدامنهٔ ولتاژ به دامنه‌یدامنهٔ جریان است، در حالی که فاز امپدانس، تفاصل [[فاز]] ولتاژ و جریان است.
 
* اگر X>0۰ آنگاه راکتانس از نوع القایی است.
* اگر X=0۰ آنگاه امپدانس مقاومتی خالص است.
* اگر X<0 آنگاه راکتانس خازنی است.
 
== راکتانس خازنی ==
{{اصلی|ظرفیت خازنی}}
راکتانس خازنی عاملی است که در برابر تغییرات ولتاژ عنصر، مقاومت می‌کند. راکتانس خازنی <math>\scriptstyle{X_C}</math> با بسامد <math>\scriptstyle{f}</math> سیگنال و [[گنجایش الکتریکی]] <math>\scriptstyle{C}</math>، نسبت معکوس دارد.<ref>Irwin, D. (2002). ''Basic Engineering Circuit Analysis'', page 274. New York: John Wiley & Sons, Inc.</ref>
خط ۴۰:
در [[بسامد]]های پایین، خازن [[مدار-باز]] است، چراکه هیچ جریانی از درون دی‌الکتریک [[شارش]] نمی‌کند. یک ولتاژ [[دی‌سی]] که به یک خازن اعمال شود، موجب جمع‌شدن [[بار الکتریکی|بارهای الکتریکی]] مثبت در یک سو و بارهای الکتریکی منفی در سوی دیگر دی‌الکتریک خواهد شد. [[میدان الکتریکی]] حاصل از جمع‌شدن بارها، منبع مخالفت با جریان است. هرگاه [[پتانسیل الکتریکی|پتانسیل]] ناشی از بارها دقیقا با ولتاژ اعمالی موازنه شوند، جریان به صفر میل می‌کند.
 
هرگاه خازن همراه یک منبع [[ای‌سی]] به کار رود، تا پیش از تغییر [[فطب الکتریکی|قطب‌قطب]]های [[پتانسل الکتریکی]] و پراکندگی [[بار الکتریکی|بار]]ها، تنها مقدار بار محدودی را گرد خود می‌آورد. هر چه [[بسامد]] بیشتر باشد، بار کمتری جمع‌آوری می‌شود و مخالفت در برابر جریان کوچکتر خواهد بود.
 
== راکتانس القایی ==
{{اصلی|القاوری}}
راکتانس القایی، عامل مخالفت در برابر تغییر جریان عنصر است. راکتانس القایی <math>\scriptstyle{X_L}</math> با [[بسامد]] <math>\scriptstyle{f}</math> [[سیگنال]] و [[القاوری]] <math>\scriptstyle{L}</math> متناسب است.
خط ۴۸:
:<math>X_L = \omega L = 2\pi f L\quad</math>
 
[[القاگر]] از یک [[سیم‌پیچ]] تکشیل می‌شود. با استفاده از [[قانون القای الکترومغناطیسی فارادی]] می‌توان ولتاژ مخالف جریانِ <math>\scriptstyle{\mathcal{E}}</math> را که بر اثر تغییرات [[شار]] [[میدان مغناطیسی]] <math>\scriptstyle{B}</math> در هر حلقه‌یحلقهٔ جریان بوجود می‌آید را بدست آورد.
 
:<math>\mathcal{E} = -{{d\Phi_B} \over dt}\quad</math>
خط ۵۸:
[[نیروی محرک الکتریکی]] مخالف، منبع مخالفت با شارش جریان است. یک [[جریان مستقیم]] ثابت، سرعت تغییرش صفر است و [[القاگر]] از دید این جریان [[اتصال کوتاه]] است (زیرا القاگر معمولا از ماده‌ای با [[مقاومت الکتریکی]] پایین ساخته می‌شود). سرعت تغییرات جریان متناوب نسبت به زمان دارای یک [[میانگین]] است که با [[بسامد]] متناسب خواهد بود. این امر موجب افزایش [[القاوری]] راکتانس بر اثر افزایش فرکانس می‌شود.
 
== رابطه با فاز ==
[[فاز]] ولتاژ در یک وسیله‌یوسیلهٔ کاملا راکتیو [[خازن]]ی (وسیله‌ای خازنی که مقاومت الکتریکی آن صفر باشد) به اندازه‌یاندازهٔ <math>\scriptstyle{\pi/2}</math> [[رادیان]] از فاز جریان عقب‌تر است (نسبت به جریان لگ است). در یک راکتانس القایی، جریان به اندازه‌یاندازهٔ <math>\scriptstyle{\pi/2}</math> [[رادیان]] از ولتاژ پیش است (نسبت به ولتاژ لید است). توجه داشته باشید که بدون دانستن مقاومت و راکتانس، نمی‌توان رابطه‌یرابطهٔ بین ولتاژ و جریان را بدست آورد.
 
اینکه راکتانس القایی و راکتانس خازنی دارای نماد متفاوتی هستند، به عامل [[فاز]] در [[امپدانس الکتریکی|امپدانس]] برمی‌گردد:
خط ۷۵:
 
== منابع ==
 
{{پانویس}}
* Pohl R. W. ''Elektrizitätslehre. '' – Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer-Verlag, 1960.
* Popov V. P. ''The Principles of Theory of Circuits. '' – M. : Higher School, 1985, 496 p. (In Russian).
* [[Karl Küpfmüller|Küpfmüller K.]] ''Einführung in die theoretische Elektrotechnik,'' Springer-Verlag, 1959.
* {{cite book| author = Young, Hugh D. | coauthors = Roger A. Freedman and A. Lewis Ford | title = Sears and Zemansky's University Physics | origyear = 1949۱۹۴۹ | year = 2004۲۰۰۴ | edition = 11 ed | accessdate = 2006۲۰۰۶-09۰۹-30۳۰ | publisher = [[Addison Wesley]] | location = [[سان‌فرانسیسکو]] | isbn= 0۰-8053۸۰۵۳-9179۹۱۷۹-7۷}}
<references/>
 
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/wiki/راکتانس_الکتریکی»