چگونه جریان روی مقاومت تأثیر می‌گذارد در مقایسه با خازن‌ها و سلف‌ها (اجزای واکنشی)
مقایسه اثر جریان بر روی مقاومت‌ها در برابر خازنهای و القایی‌ها (عناصر واکنشی)
هنگام مقایسه اثرات جریان بر روی مقاومت‌ها با آنچه بر روی خازنهای و القایی‌ها (عناصر واکنشی) است، باید بفهمیم که هر مولفه تحت تأثیر جریان به طور متفاوت رفتار می‌کند.
تأثیر جریان بر روی مقاومت‌ها
ویژگی‌های پایه‌ای مقاومت‌ها
مقاومت یک عنصر محض مقاوم است که عمل اصلی آن موانع در راه جریان الکتریکی و تبدیل انرژی الکتریکی به گرماست. مقدار مقاومت R یک مقاومت معمولاً ثابت است و به جریان عبوری از آن بستگی ندارد. بر اساس قانون اهم:
V=I⋅R
V ولتاژ است،
I جریان است،
R مقدار مقاومت است.
اثرات جریان بر روی مقاومت‌ها
هنگامی که جریان از یک مقاومت می‌گذرد، مقاومت انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می‌کند. مقدار گرما تولید شده متناسب با مجذور جریان است، بر اساس قانون ژول:
P=I 2⋅R
P توان است،
I جریان است،
R مقدار مقاومت است.
این بدان معناست:
پخش توان: هر چه جریان بیشتر باشد، مقاومت بیشتر توان را پخش می‌کند که منجر به تولید بیشتر گرما می‌شود.
افزایش دما: هر چه جریان بیشتر باشد، دما مقاومت بالاتر می‌رود که می‌تواند منجر به کاهش عملکرد یا خسارت شود.
اثرات جریان بر روی خازنهای و القایی‌ها
خازنهای (کندانسور)
خازنه یک عنصر ذخیره‌سازی است که عموماً برای ذخیره انرژی میدان الکتریکی استفاده می‌شود. هنگامی که جریان از یک خازنه می‌گذرد، خازنه شارژ یا دشارژ می‌شود و ولتاژ بین سرآمدگان آن با گذشت زمان تغییر می‌کند.
فرآیند شارژ: با گذشت جریان از خازنه، آن به تدریج شارژ می‌شود و ولتاژ بین سرآمدگان آن افزایش می‌یابد.
فرآیند دشارژ: وقتی ولتاژ بین سرآمدگان خازنه از ولتاژ تغذیه فراتر رود، خازنه شروع به دشارژ می‌کند و ولتاژ بین سرآمدگان آن کاهش می‌یابد.
تأثیر جریان بر روی خازنهای شامل موارد زیر است:
واکنش: در مدارهای AC، خازنهای واکنش ظرفیتی XC= 1/2πfC تولید می‌کنند، f فرکانس است.
توان واکنشی: خازنهای توان حقیقی مصرف نمی‌کنند بلکه توان واکنشی تولید می‌کنند.
القایی‌ها (القا)
القایی یک عنصر ذخیره‌سازی است که عموماً برای ذخیره انرژی میدان مغناطیسی استفاده می‌شود. هنگامی که جریان از یک القایی می‌گذرد، آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند و وقتی جریان تغییر می‌کند، یک نیروی الکتروموتوریک مخالف (EMF مخالف) تولید می‌کند.
فرآیند ذخیره‌سازی انرژی: با گذشت جریان از القایی، آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند و انرژی را ذخیره می‌کند.
EMF مخالف: وقتی جریان تغییر می‌کند، القایی یک EMF مخالف تولید می‌کند که تغییر جریان را مخالفت می‌کند.
تأثیر جریان بر روی القایی‌ها شامل موارد زیر است:
واکنش: در مدارهای AC، القایی‌ها واکنش القایی XL=2πfL تولید می‌کنند، f فرکانس است.
توان واکنشی: القایی‌ها توان حقیقی مصرف نمی‌کنند بلکه توان واکنشی تولید می‌کنند.
تفاوت‌های بین عناصر واکنشی و مقاومت‌ها
در مقایسه با خازنهای و القایی‌ها (عناصر واکنشی)، مقاومت‌ها (عناصر حقیقی) در موارد زیر متفاوت هستند:
تبدیل انرژی: مقاومت‌ها انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می‌کنند، در حالی که خازنهای و القایی‌ها عموماً انرژی را ذخیره می‌کنند.
مصرف توان: مقاومت‌ها توان حقیقی مصرف می‌کنند، در حالی که خازنهای و القایی‌ها توان واکنشی مصرف می‌کنند.
تأثیر دما: جریان از مقاومت‌ها گرما تولید می‌کند که منجر به افزایش دما می‌شود، در حالی که خازنهای و القایی‌ها عموماً مؤلفه‌های واکنشی مدار را تحت تأثیر قرار می‌دهند.
اعتبارات در کاربردهای عملی
در کاربردهای عملی، انتخاب عنصر مناسب بستگی به نیازهای خاص مدار دارد:
محدود کردن جریان: برای کاربردهایی که محدود کردن جریان مورد نیاز است، مقاومت‌ها مفید هستند.
فیلترینگ: برای کاربردهای فیلترینگ، ترکیب خازنهای و القایی‌ها می‌تواند فیلترهای مختلفی ایجاد کند.
ذخیره‌سازی انرژی: برای کاربردهایی که ذخیره‌سازی انرژی مورد نیاز است، خازنهای و القایی‌ها می‌توانند برای ذخیره انرژی میدان الکتریکی و مغناطیسی استفاده شوند.
