Wydawałoby się, że ujawnienie zależności napięcia od częstotliwości jest proste. Wystarczy zgłosić się z odpowiednią prośbą do wszechwiedzących wyszukiwarek i… upewnić się, że po prostu nie ma odpowiedzi na to pytanie. Co robić? Zajmijmy się tym trudnym problemem razem.
Napięcie lub różnica potencjałów?
Należy zauważyć, że napięcie i różnica potencjałów to jedno i to samo. W rzeczywistości jest to siła, która sprawia, że ładunki elektryczne poruszają się w strumieniu. Nie ma znaczenia, dokąd zmierza ten ruch.
Różnica potencjałów to po prostu kolejne wyrażenie określające napięcie. Jest jaśniejsze i może bardziej zrozumiałe, ale nie zmienia istoty sprawy. Dlatego głównym pytaniem jest, skąd pochodzi napięcie i od czego to zależy.
Jeśli chodzi o sieć domową 220 V, odpowiedź jest prosta. W elektrowni wodnej przepływ wody obraca wirnik generatora. Energia obrotowa zamieniana jest na siłę napięciową. Elektrownia jądrowa najpierw zamienia wodę w parę. Włącza turbinę. W elektrowni benzynowej wirnik jest obracany siłą spalanej benzyny. Istnieje równieżinne źródła, ale istota jest zawsze taka sama: energia zamienia się w napięcie.
Czas zadać pytanie o zależność napięcia od częstotliwości. Ale nie wiemy jeszcze, skąd pochodzi częstotliwość.
Jakie jest źródło częstotliwości
Ten sam generator. Częstotliwość jego obrotu zamienia się we właściwość napięcia o tej samej nazwie. Obracaj generator szybciej - częstotliwość będzie wyższa. I odwrotnie.
Ogon nie może "machać" psem. Z tego samego powodu częstotliwość nie może zmieniać napięcia. Dlatego wyrażenie „napięcie w funkcji częstotliwości prądu” nie ma sensu?
Aby znaleźć odpowiedź, musisz poprawnie sformułować pytanie. Jest takie powiedzenie o głupcu i 10 ekspertach. Zadał złe pytania, a oni nie mogli odpowiedzieć.
Jeśli nazwiesz napięcie inną definicją, wszystko się ułoży. Jest używany w obwodach składających się z wielu różnych rezystancji. "Spadek napięcia". Oba wyrażenia są często uważane za synonimy, co prawie zawsze jest błędne. Ponieważ spadek napięcia może naprawdę zależeć od częstotliwości.
Dlaczego napięcie spada?
Tak, po prostu dlatego, że nie może się powstrzymać przed upadkiem. Więc. Jeśli na jednym biegunie źródła potencjał wynosi 220 woltów, a na drugim zero, to spadek ten może wystąpić tylko w obwodzie. Prawo Ohma mówi, że jeśli w sieci występuje jeden opór, wówczas całe napięcie na nim spadnie. Jeśli dwa lub więcej - każdyspadek będzie proporcjonalny do jego wartości, a ich suma będzie równa początkowej różnicy potencjałów.
I co z tego? Gdzie jest wskazanie zależności napięcia od częstotliwości prądu? Jak dotąd wszystko zależy od poziomu oporu. A teraz, gdybyś mógł znaleźć taki rezystor, który zmienia swoje parametry, gdy zmienia się częstotliwość! Wtedy spadek napięcia na nim zmieni się automatycznie.
Są takie rezystory
Są one również nazywane reaktywnymi, w przeciwieństwie do ich aktywnych odpowiedników. Na co reagują, zmieniając swój rozmiar? Do częstotliwości! Istnieją 2 rodzaje reaktancji:
- indukcyjne;
- pojemnościowy.
Każdy widok jest powiązany z własnym polem. Indukcyjny - z magnetycznym, pojemnościowy - z elektrycznym. W praktyce reprezentują je przede wszystkim elektrozawory.
Są one pokazane na powyższym zdjęciu. I kondensatory (poniżej).
Można je uznać za antypody, ponieważ reakcja na zmianę częstotliwości jest dokładnie odwrotna. Reaktancja indukcyjna wzrasta wraz z częstotliwością. Przeciwnie, pojemnościowy spada.
Teraz, biorąc pod uwagę cechy reaktancji, zgodnie z prawem Ohma, można argumentować, że istnieje zależność napięcia od częstotliwości prądu przemiennego. Można go obliczyć biorąc pod uwagę wartości reaktancji w obwodzie. Dla jasności musimy pamiętać, że mówimy o spadku napięcia na elemencie obwodu.
A jednak istnieje
Znak zapytania w tytule artykułu zmienił się wwykrzyknikowy. Yandex został zrehabilitowany. Pozostaje tylko podać wzory na zależność napięcia od częstotliwości dla różnych typów reaktancji.
Pojemnościowy: XC=1/(w C). Tutaj w to częstotliwość kątowa, C to pojemność kondensatora.
Indukcyjność: XL=w L, gdzie w jest takie samo jak w poprzednim wzorze, L jest indukcyjnością.
Jak widać, częstotliwość wpływa na wartość rezystancji, zmieniając ją, a co za tym idzie, zmienia się spadek napięcia. Jeżeli sieć ma rezystancję czynną R, pojemnościową XC i indukcyjną XL, to suma spadków napięć na każdym elemencie będzie równa różnicy potencjałów źródła: U=Ur + Uxc + Uxl.
