איך הזרם משפיע על נגד בהשוואה לקונדנסטורים וסלילים (רכיבים ריאקטיביים)

השוואה של השפעת הזרם על נגדים מול קבלים וקונדנסטורים (יסודות ריאקטיביים)

כאשר משווים את השפעת הזרם על נגדים לזה על קבלים וקונדנסטורים (יסודות ריאקטיביים), עלינו להבין איך כל רכיב מתנהג אחרת תחת השפעת הזרם.

השפעת הזרם על נגדים

תכונות בסיסיות של נגדים

נגד הוא אלמנט טהור שפונקצייתו העיקרית היא להפריע לזרם ולהמיר אנרגיה חשמלית לחום. ערך הנגד R של נגד הוא בדרך כלל קבוע ולא תלוי בזרם העובר דרכו. לפי חוק אוהם:

V=I⋅R

• V הוא המתח,

• I הוא הזרם,

• R הוא ערך הנגד.

השפעת הזרם על נגדים

כאשר זרם עובר דרך נגד, הנגד ממיר אנרגיה חשמלית לחום. כמות החום שנוצרת היא פרופורציונלית לריבוע הזרם, לפי חוק ג'ול:

P=I ²⋅R

• P הוא ההספק,

• I הוא הזרם,

• R הוא ערך הנגד.

זה אומר:

• הפסד הספק: ככל שהזרם גדול יותר, כך הנגד מפזר יותר הספק, מה שגורם לייצור יותר חום.

• עלייה בטמפרטורה: ככל שהזרם גדול יותר, כך הטמפרטורה של הנגד גבוהה יותר, מה שיכול להוביל להפחתת ביצועים או לנזק.

השפעת הזרם על קבלים וקונדנסטורים

קבלים (קונדנסטור)

קונדנסטור הוא אלמנט אחסון בעיקר לשימוש באחסון אנרגיית שדה חשמלי. כאשר זרם עובר דרך קונדנסטור, הקונדנסטור מטעין או משחרר, והמתח בין קצותיו משתנה עם הזמן.

• תהליך טעינה: כאשר זרם עובר דרך הקונדנסטור, הוא מטעין בהדרגה ומגדיל את המתח עליו.

• תהליך פריקה: כאשר המתח על הקונדנסטור עולה מעל המתח המספק, הקונדנסטור מתחיל להתפרק ומפחית את המתח עליו.

השפעת הזרם על קבלים כוללת:

• ריאקטנסי: במעגלים חילופיים, קבלים יוצרים ריאקטנסי קיבליXC= 1/2πfC ,f הוא התדירות.

• הספק ריאקטיבי: קבלים אינם צורכים הספק אמיתי אלא מייצרים הספק ריאקטיבי.

קונדנסטורים (קונדנסטור)

קונדנסטור הוא אלמנט אחסון בעיקר לשימוש באחסון אנרגיית שדה מגנטי. כאשר זרם עובר דרך קונדנסטור, הוא ממקם שדה מגנטי ויוצר כוח אלקטרומוטיבי מנוגד (CEMF) כאשר הזרם משתנה.

• תהליך אחסון אנרגיה: כאשר זרם עובר דרך הקונדנסטור, הוא בונה שדה מגנטי ואחסן אנרגיה.

• CEMF: כאשר הזרם משתנה, הקונדנסטור מייצר CEMF המתנגד לשינוי בזרם.

השפעת הזרם על קונדנסטורים כוללת:

• ריאקטנסי: במעגלים חילופיים, קונדנסטורים יוצרים ריאקטנסי אינדוקטיביXL=2πfL, f הוא התדירות.

• הספק ריאקטיבי: קונדנסטורים אינם צורכים הספק אמיתי אלא מייצרים הספק ריאקטיבי.

הבדלים בין אלמנטים ריאקטיביים לנגדים

בהשוואה לקבלים וקונדנסטורים (אלמנטים ריאקטיביים), נגדים (אלמנטים אמיתיים) שונים באופן הבא:

• המרה של אנרגיה: נגדים ממירים אנרגיה חשמלית לחום, בעוד קבלים וקונדנסטורים בעיקר מאחסנים אנרגיה.

• צריכת הספק: נגדים צורכים הספק אמיתי, בעוד קבלים וקונדנסטורים צורכים הספק ריאקטיבי.

• השפעת הטמפרטורה: זרם בנגדים מייצר חום, מה שגורם לעלייה בטמפרטורה, בעוד קבלים וקונדנסטורים בעיקר משפיעים על הרכיבים הריאקטיביים של המעגל.

תחשבנות בישומים מעשיים

בישומים מעשיים, בחירת האלמנט המתאים תלויה בדרישות הספציפיות של המעגל:

• הגבלה של זרם: לישומים הדורשים הגבלה של זרם, נגדים הם שימושיים.

• סינון: לישומים של סינון, ניתן ליצור מסננים שונים באמצעות שילוב של קבלים וקונדנסטורים.

• אחסון אנרגיה: לישומים הדורשים אחסון אנרגיה, ניתן להשתמש בקבלים וקונדנסטורים לאחסון אנרגיה חשמלית ומגנטית.