تفاوت بین مقاومت و راکتانس

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

تفاوت کلیدی - مقاومت در برابر راکتانس

اجزای الکتریکی مانند مقاومت ها، سلف ها و خازن ها نوعی مانع برای عبور جریان از خود دارند. در حالی که مقاومت ها هم به جریان مستقیم و هم به جریان متناوب واکنش نشان می دهند، سلف ها و خازن ها فقط به تغییرات جریان یا جریان متناوب پاسخ می دهند. این مانع در برابر جریان از این قطعات به عنوان امپدانس الکتریکی (Z) شناخته می شود. امپدانس یک مقدار پیچیده در تحلیل ریاضی است. قسمت واقعی این عدد مختلط مقاومت (R) نامیده می شود و فقط مقاومت های خالص دارای مقاومت هستند. خازن ها و سلف های ایده آل به بخش خیالی امپدانس کمک می کنند که به عنوان راکتانس (X) شناخته می شود.بنابراین، تفاوت اصلی بین مقاومت و راکتانس در این است که مقاومت بخشی واقعی از امپدانس یک جزء است در حالی که راکتانس بخشی خیالی از امپدانس یک جزء است. ترکیبی از این سه جزء در مدارهای RLC باعث ایجاد امپدانس در مسیر فعلی می شود.

مقاومت چیست؟

مقاومت مانعی است که ولتاژ در عبور جریان از یک هادی با آن روبروست. اگر قرار است جریان زیادی ایجاد شود، ولتاژ اعمال شده به انتهای هادی باید زیاد باشد. یعنی ولتاژ اعمال شده (V) باید متناسب با جریان (I) باشد که از هادی عبور می کند، همانطور که توسط قانون اهم بیان شده است. ثابت برای این تناسب مقاومت (R) هادی است.

V=I X R

هادی ها صرف نظر از ثابت یا متغیر بودن جریان، مقاومت یکسانی دارند. برای جریان متناوب، مقاومت را می توان با استفاده از قانون اهم با ولتاژ و جریان لحظه ای محاسبه کرد.مقاومت اندازه گیری شده در اهم (Ω) به مقاومت هادی (ρ)، طول (l) و سطح مقطع (A) بستگی دارد که در آن،

مقاومت به دمای هادی نیز بستگی دارد زیرا مقاومت مقاومتی با دما به روش زیر تغییر می کند. جایی که ρ ₀ به مقاومت مشخص شده در دمای استاندارد T_{0 اشاره دارد که معمولاً دمای اتاق است و α ضریب مقاومت دمایی است:}

برای دستگاهی با مقاومت خالص، توان مصرفی با حاصلضرب I^{2 x R محاسبه می شود. از آنجایی که تمام آن اجزای محصول مقادیر واقعی هستند، توان مصرفی توسط مقاومت یک قدرت واقعی خواهد بود. بنابراین، توان عرضه شده به یک مقاومت ایده آل به طور کامل استفاده می شود.}

راکتانس چیست؟

راکتانس یک اصطلاح خیالی در زمینه ریاضی است. این مفهوم مشابهی از مقاومت در مدارهای الکتریکی دارد و واحد اهم (Ω) یکسانی دارد. راکتانس تنها در سلف ها و خازن ها در طول تغییر جریان رخ می دهد. بنابراین، راکتانس به فرکانس جریان متناوب از طریق یک سلف یا خازن بستگی دارد.

در مورد خازن، زمانی که ولتاژی به دو پایانه اعمال می شود بارها را جمع می کند تا زمانی که ولتاژ خازن با منبع مطابقت پیدا کند.اگر ولتاژ اعمال شده با یک منبع AC باشد، بارهای انباشته شده در سیکل منفی ولتاژ به منبع بازگردانده می شود. هر چه فرکانس بالاتر می رود، مقدار بارهای ذخیره شده در خازن برای مدت کوتاهی از زمانی که زمان شارژ و دشارژ تغییر نمی کند، کمتر می شود. در نتیجه، مخالفت خازن با جریان جریان در مدار با افزایش فرکانس کمتر خواهد بود. یعنی راکتانس خازن با فرکانس زاویه ای (ω) AC نسبت معکوس دارد. بنابراین، راکتانس خازنی به صورتتعریف می شود

C ظرفیت خازن و f فرکانس بر حسب هرتز است. اما امپدانس خازن یک عدد منفی است. بنابراین، امپدانس یک خازن Z=– i / 2 π fC است. یک خازن ایده آل فقط با یک راکتانس مرتبط است.

از طرف دیگر، یک سلف با ایجاد یک نیروی الکتروموتور متقابل (emf) در سراسر آن، با تغییر جریان از طریق آن مخالفت می کند. این emf متناسب با فرکانس منبع AC است و تقابل آن، که راکتانس القایی است، متناسب با فرکانس است.

راکتانس القایی یک مقدار مثبت است. بنابراین امپدانس یک سلف ایده آل Z=i2 π fL خواهد بود. با این وجود، همیشه باید توجه داشت که تمام مدارهای عملی از مقاومت نیز تشکیل شده‌اند و این اجزا در مدارهای عملی به عنوان امپدانس در نظر گرفته می‌شوند.

در نتیجه این مخالفت با تغییر جریان توسط سلف ها و خازن ها، تغییر ولتاژ در دو طرف آن الگوی متفاوتی از تغییر جریان خواهد داشت.این بدان معناست که فاز ولتاژ AC با فاز جریان متناوب متفاوت است. به دلیل راکتانس القایی، بر خلاف راکتانس خازنی که در آن فاز جریان پیشرو است، تغییر جریان نسبت به فاز ولتاژ تاخیر دارد. در اجزای ایده آل، این لید و لگ دارای قدر 90 درجه است.

شکل 01: روابط فاز ولتاژ-جریان برای یک خازن و یک سلف.

این تغییر جریان و ولتاژ در مدارهای AC با استفاده از نمودارهای فازور تجزیه و تحلیل می شود. به دلیل تفاوت فازهای جریان و ولتاژ، توان تحویلی به مدار راکتیو به طور کامل توسط مدار مصرف نمی شود.هنگامی که ولتاژ مثبت و جریان منفی است (مانند زمانی که زمان=0 در نمودار بالا) مقداری از توان تحویلی به منبع باز می گردد. در سیستم های الکتریکی برای اختلاف ϴ درجه بین فازهای ولتاژ و جریان، cos(ϴ) را ضریب توان سیستم می گویند. این ضریب توان یک ویژگی حیاتی برای کنترل در سیستم های الکتریکی است زیرا باعث می شود سیستم به طور کارآمد کار کند. برای حداکثر توانی که باید توسط سیستم استفاده شود، ضریب توان باید با 0=0 یا نزدیک به صفر حفظ شود. از آنجایی که بیشتر بارها در سیستم های الکتریکی معمولاً بارهای القایی (مانند موتورها) هستند، از بانک های خازن برای اصلاح ضریب توان استفاده می شود.

تفاوت بین مقاومت و راکتانس چیست؟

مقاومت در مقابل راکتانس
مقاومت مخالف جریان ثابت یا متغیر در یک هادی است. این بخش واقعی امپدانس یک جزء است.	راکتانسمخالفت با جریان متغیر در یک سلف یا خازن است. راکتانس بخش خیالی امپدانس است.
وابستگی
مقاومت به ابعاد، مقاومت و درجه حرارت هادی بستگی دارد. به دلیل فرکانس ولتاژ AC تغییر نمی کند.	راکتانس به فرکانس جریان متناوب بستگی دارد. برای سلف ها متناسب است و برای خازن ها با فرکانس نسبت معکوس دارد.
فاز
فاز ولتاژ و جریان از طریق یک مقاومت یکسان است. یعنی اختلاف فاز صفر است.	به دلیل راکتانس القایی، تغییر جریان دارای تاخیری نسبت به فاز ولتاژ است. در راکتانس خازنی، جریان پیشرو است. در شرایط ایده آل، اختلاف فاز 90 درجه است.
قدرت
مصرف برق به دلیل مقاومت، توان واقعی است و حاصل ضرب ولتاژ و جریان است.	برق عرضه شده به یک دستگاه راکتیو به دلیل تاخیر یا جریان پیشرو به طور کامل توسط دستگاه مصرف نمی شود.

خلاصه - مقاومت در برابر راکتانس

اجزای الکتریکی مانند مقاومت ها، خازن ها و سلف ها مانعی را به عنوان امپدانس برای عبور جریان از آنها ایجاد می کنند که یک مقدار پیچیده است. مقاومت‌های خالص دارای امپدانس با ارزش واقعی هستند که به عنوان مقاومت شناخته می‌شود، در حالی که سلف‌های ایده‌آل و خازن‌های ایده‌آل دارای امپدانس با ارزش خیالی به نام راکتانس هستند. مقاومت هم در جریان مستقیم و هم در جریان متناوب رخ می‌دهد، اما راکتانس فقط در جریان‌های متغیر رخ می‌دهد، بنابراین مخالفت با تغییر جریان در قطعه ایجاد می‌کند. در حالی که مقاومت مستقل از فرکانس AC است، راکتانس با فرکانس AC تغییر می کند.راکتانس همچنین باعث ایجاد اختلاف فاز بین فاز فعلی و فاز ولتاژ می شود. این تفاوت بین مقاومت و راکتانس است.

دانلود نسخه PDF Resistance vs Reactance

می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت های نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین مقاومت و راکتانس