ความแตกต่างระหว่างความต้านทานและปฏิกิริยา

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญ – ความต้านทานเทียบกับปฏิกิริยา

ส่วนประกอบไฟฟ้า เช่น ตัวต้านทาน ตัวเหนี่ยวนำ และตัวเก็บประจุ มีสิ่งกีดขวางบางอย่างสำหรับกระแสที่ไหลผ่าน ในขณะที่ตัวต้านทานทำปฏิกิริยากับทั้งกระแสตรงและกระแสสลับ ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของกระแสหรือกระแสสลับเท่านั้น อุปสรรคต่อกระแสจากส่วนประกอบเหล่านี้เรียกว่าอิมพีแดนซ์ไฟฟ้า (Z) อิมพีแดนซ์เป็นค่าที่ซับซ้อนในการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ ส่วนที่แท้จริงของจำนวนเชิงซ้อนนี้เรียกว่าความต้านทาน (R) และตัวต้านทานบริสุทธิ์เท่านั้นที่มีความต้านทาน ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำในอุดมคติมีส่วนจินตภาพของอิมพีแดนซ์ซึ่งเรียกว่ารีแอกแตนซ์ (X)ดังนั้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความต้านทานและรีแอกแตนซ์คือความต้านทานเป็นส่วนที่แท้จริงของอิมพีแดนซ์ของส่วนประกอบในขณะที่รีแอกแตนซ์เป็นส่วนจินตภาพของอิมพีแดนซ์ของส่วนประกอบ การรวมกันของสามองค์ประกอบเหล่านี้ในวงจร RLC ทำให้อิมพีแดนซ์บนเส้นทางปัจจุบัน

แนวต้านคืออะไร

ความต้านทานเป็นอุปสรรคที่แรงดันไฟฟ้าเผชิญในการขับกระแสผ่านตัวนำ หากต้องขับกระแสไฟขนาดใหญ่ แรงดันไฟที่ใช้กับปลายตัวนำควรสูง นั่นคือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ (V) ควรเป็นสัดส่วนกับกระแส (I) ที่ไหลผ่านตัวนำตามที่ระบุไว้ในกฎของโอห์ม ค่าคงที่สำหรับสัดส่วนนี้คือความต้านทาน (R) ของตัวนำ

V=ฉัน X R

ตัวนำมีความต้านทานเท่ากันไม่ว่ากระแสจะคงที่หรือแปรผัน สำหรับกระแสสลับ สามารถคำนวณความต้านทานได้โดยใช้กฎของโอห์มที่มีแรงดันและกระแสทันทีความต้านทานที่วัดเป็นโอห์ม (Ω) ขึ้นอยู่กับความต้านทานของตัวนำ (ρ) ความยาว (l) และพื้นที่หน้าตัด (A) โดยที่

ความต้านทานยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของตัวนำด้วยเนื่องจากสภาพต้านทานเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิในลักษณะต่อไปนี้ โดยที่ ρ ₀ หมายถึงความต้านทานที่ระบุที่อุณหภูมิมาตรฐาน T_{0 ซึ่งมักจะเป็นอุณหภูมิห้อง และ α คือสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน:}

สำหรับอุปกรณ์ที่มีความต้านทานบริสุทธิ์ การใช้พลังงานคำนวณโดยผลคูณของ I^{2 x R เนื่องจากส่วนประกอบทั้งหมดของผลิตภัณฑ์นั้นเป็นค่าจริง พลังงานที่ใช้ไป โดยความต้านทานจะเป็นพลังที่แท้จริง ดังนั้นพลังงานที่จ่ายให้กับความต้านทานในอุดมคติจึงถูกใช้อย่างเต็มที่}

ปฏิกิริยาคืออะไร

ปฏิกิริยาเป็นคำจินตภาพในบริบททางคณิตศาสตร์ มีแนวคิดเรื่องความต้านทานแบบเดียวกันในวงจรไฟฟ้าและใช้หน่วยโอห์ม (Ω) ร่วมกัน ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเฉพาะในตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุระหว่างการเปลี่ยนแปลงของกระแส ดังนั้นค่ารีแอกแตนซ์จึงขึ้นอยู่กับความถี่ของกระแสสลับผ่านตัวเหนี่ยวนำหรือตัวเก็บประจุ

ในกรณีของตัวเก็บประจุ มันจะสะสมประจุเมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับขั้วทั้งสองจนกว่าแรงดันของตัวเก็บประจุจะตรงกับแหล่งกำเนิดหากแรงดันไฟฟ้าที่ใช้อยู่กับแหล่งจ่ายกระแสสลับ ประจุที่สะสมจะถูกส่งคืนไปยังแหล่งกำเนิดที่วงจรลบของแรงดันไฟฟ้า เมื่อความถี่สูงขึ้น ปริมาณประจุที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุจะน้อยลงในช่วงเวลาสั้นๆ เนื่องจากเวลาในการชาร์จและการคายประจุจะไม่เปลี่ยนแปลง เป็นผลให้ความขัดแย้งของตัวเก็บประจุกับกระแสในวงจรจะน้อยลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น นั่นคือค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุนั้นแปรผกผันกับความถี่เชิงมุม (ω) ของ AC ดังนั้นค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุจึงถูกกำหนดเป็น

C คือความจุของตัวเก็บประจุและ f คือความถี่ในหน่วยเฮิรตซ์ อย่างไรก็ตาม อิมพีแดนซ์ของตัวเก็บประจุเป็นจำนวนลบ ดังนั้นความต้านทานของตัวเก็บประจุคือ Z=– i / 2 π fC. ตัวเก็บประจุในอุดมคตินั้นสัมพันธ์กับค่ารีแอกแตนซ์เท่านั้น

ในทางกลับกัน ตัวเหนี่ยวนำต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแสผ่านตัวมันโดยการสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าสวนทาง (emf) ข้ามมัน แรงเคลื่อนไฟฟ้านี้เป็นสัดส่วนกับความถี่ของการจ่ายไฟกระแสสลับ และ ค่าตรงข้ามซึ่งเป็นค่ารีแอกแตนซ์แบบอุปนัยเป็นสัดส่วนกับความถี่

ค่ารีแอกแตนซ์อุปนัยเป็นค่าบวก ดังนั้นอิมพีแดนซ์ของตัวเหนี่ยวนำในอุดมคติจะเป็น Z=i2 π fL. อย่างไรก็ตาม เราควรทราบเสมอว่าวงจรที่ใช้งานได้จริงทั้งหมดประกอบด้วยความต้านทานเช่นกัน และส่วนประกอบเหล่านี้ได้รับการพิจารณาในวงจรเชิงปฏิบัติเป็นอิมพีแดนซ์

จากการต่อต้านความแปรผันของกระแสโดยตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าจะมีรูปแบบที่แตกต่างจากความแปรผันของกระแสซึ่งหมายความว่าเฟสของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจะแตกต่างจากเฟสของกระแสไฟ AC เนื่องจากปฏิกิริยารีแอกแตนซ์แบบเหนี่ยวนำ การเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันจึงมีความล่าช้าจากเฟสแรงดัน ซึ่งแตกต่างจากรีแอกแตนซ์แบบคาปาซิทีฟที่เฟสปัจจุบันเป็นผู้นำ ในองค์ประกอบที่เหมาะสม ลีดและแล็กนี้มีขนาด 90 องศา

รูปที่ 01: ความสัมพันธ์ของเฟสแรงดัน-กระแสสำหรับตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ

ความแปรผันของกระแสและแรงดันไฟในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับนี้วิเคราะห์โดยใช้แผนภาพเฟสเซอร์ เนื่องจากความแตกต่างของเฟสของกระแสและแรงดันไฟฟ้า พลังงานที่ส่งไปยังวงจรปฏิกิริยาจะไม่ถูกใช้จนหมดในวงจรพลังงานบางส่วนที่ส่งจะถูกส่งกลับไปยังแหล่งกำเนิดเมื่อแรงดันไฟเป็นบวก และกระแสไฟเป็นลบ (เช่น โดยที่เวลา=0ในแผนภาพด้านบน) ในระบบไฟฟ้า สำหรับความแตกต่างของ ϴ องศาระหว่างเฟสแรงดันและกระแส cos(ϴ) เรียกว่าตัวประกอบกำลังของระบบ ตัวประกอบกำลังนี้เป็นคุณสมบัติที่สำคัญในการควบคุมระบบไฟฟ้า เนื่องจากจะทำให้ระบบทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับพลังงานสูงสุดที่จะใช้โดยระบบ ตัวประกอบกำลังควรคงไว้โดยทำให้ ϴ=0 หรือเกือบเป็นศูนย์ เนื่องจากโหลดส่วนใหญ่ในระบบไฟฟ้ามักจะเป็นโหลดอุปนัย (เช่น มอเตอร์) แบตเตอรีตัวเก็บประจุจึงถูกใช้เพื่อแก้ไขตัวประกอบกำลัง

ความต้านทานและปฏิกิริยาต่างกันอย่างไร

ความต้านทานเทียบกับปฏิกิริยา
ความต้านทานเป็นการต่อต้านกระแสคงที่หรือแปรผันในตัวนำ มันเป็นส่วนที่แท้จริงของอิมพีแดนซ์ของส่วนประกอบ	รีแอกแตนซ์เป็นปฏิปักษ์กับกระแสแปรผันในตัวเหนี่ยวนำหรือตัวเก็บประจุ ปฏิกิริยาเป็นส่วนจินตภาพของอิมพีแดนซ์
การพึ่งพาอาศัย
ความต้านทานขึ้นอยู่กับขนาดของตัวนำ ความต้านทาน และอุณหภูมิ ไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากความถี่ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ	ปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับความถี่ของกระแสสลับ สำหรับตัวเหนี่ยวนำจะเป็นสัดส่วน และสำหรับตัวเก็บประจุจะเป็นสัดส่วนผกผันกับความถี่
เฟส
เฟสของแรงดันและกระแสผ่านตัวต้านทานเหมือนกัน นั่นคือ ความต่างของเฟสเป็นศูนย์	เนื่องจากรีแอกแตนซ์แบบเหนี่ยวนำ การเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันจึงมีความล่าช้าจากเฟสแรงดันไฟฟ้า ในรีแอกแตนซ์ capacitive กระแสเป็นผู้นำ ในสถานการณ์ในอุดมคติ ความต่างเฟสคือ 90 องศา
Power
การใช้พลังงานเนื่องจากความต้านทานเป็นพลังงานจริงและเป็นผลคูณของแรงดันและกระแส	พลังงานที่จ่ายให้กับอุปกรณ์รีแอกทีฟไม่ได้ถูกใช้จนหมดโดยอุปกรณ์เนื่องจากแล็กหรือกระแสนำ

สรุป – แนวต้าน vs ปฏิกิริยา

ส่วนประกอบไฟฟ้า เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำ ทำให้เกิดสิ่งกีดขวางที่เรียกว่าอิมพีแดนซ์สำหรับกระแสที่ไหลผ่าน ซึ่งเป็นค่าที่ซับซ้อน ตัวต้านทานบริสุทธิ์มีอิมพีแดนซ์มูลค่าจริงที่เรียกว่าความต้านทาน ในขณะที่ตัวเหนี่ยวนำในอุดมคติและตัวเก็บประจุในอุดมคติมีอิมพีแดนซ์มูลค่าจินตภาพที่เรียกว่ารีแอกแตนซ์ ความต้านทานเกิดขึ้นกับทั้งกระแสตรงและกระแสสลับ แต่รีแอกแตนซ์เกิดขึ้นเฉพาะกับกระแสแปรผัน ดังนั้นจึงเป็นปฏิปักษ์ต่อการเปลี่ยนแปลงกระแสในส่วนประกอบ ในขณะที่ความต้านทานไม่ขึ้นกับความถี่ของ AC ค่ารีแอกแตนซ์จะเปลี่ยนไปตามความถี่ของ ACปฏิกิริยายังสร้างความแตกต่างของเฟสระหว่างเฟสปัจจุบันและเฟสแรงดัน นี่คือความแตกต่างระหว่างแนวต้านและรีแอกแตนซ์

ดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของแนวต้านเทียบกับปฏิกิริยา

คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของบทความนี้และใช้เพื่อวัตถุประสงค์ออฟไลน์ตามหมายเหตุอ้างอิง โปรดดาวน์โหลดไฟล์ PDF ที่นี่ ความแตกต่างระหว่างความต้านทานและปฏิกิริยา