¿Cómo se mide la capacitancia? En base a esto, obtenemos. Capacitancia en un circuito de CA.

z = R + iincógnita , Dónde z- impedancia, R- el valor de la resistencia activa, incógnita- valor de la reactancia, i- unidad imaginaria.

Dependiendo del tamaño incógnita cualquier elemento de un circuito eléctrico, existen tres casos:

• incógnita > 0 - el elemento presenta propiedades inductivas.
• incógnita = 0 - el elemento tiene una resistencia puramente activa.
• incógnita < 0 - el elemento presenta propiedades capacitivas.

El valor de la reactancia se puede expresar a través de los valores de la reactancia inductiva y capacitiva:

Reactancia inductiva (SG) es causada por la aparición de fem autoinducida. La corriente eléctrica crea un campo magnético. Un cambio en la corriente y, como consecuencia, un cambio en el campo magnético, provoca una fem de autoinducción, que evita un cambio en la corriente. La cantidad de reactancia inductiva depende de la inductancia del elemento y de la frecuencia de la corriente que fluye:

Capacidad (Xc). El valor de la capacitancia depende de la capacitancia del elemento. CON y también la frecuencia de la corriente que fluye:

Ver también

Resistencia activa

Fundación Wikimedia.

2010.

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Diccionario enciclopédico capacidad

Diccionario enciclopédico- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Diccionario inglés-ruso de ingeniería eléctrica e ingeniería energética, Moscú, 1999] Temas de ingeniería eléctrica, conceptos básicos EN reactanciacapacidad... ...

- talpinė varža statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. capacidad; reactancia de capacidad; Reactancia capacitiva vok. kapazitivr Widerstand, m rus. capacitancia, n pranc. capacitancia, f; Reactancia capacitiva, f… Fizikos terminų žodynas

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Ciencias naturales. Diccionario enciclopédico- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Diccionario inglés-ruso de ingeniería eléctrica e ingeniería energética, Moscú, 1999] Temas de ingeniería eléctrica, conceptos básicos ES capacitancia de carga ... Guía del traductor técnico

RESISTENCIA- (1) fuerza aerodinámica (frontal) con la que actúa el gas sobre un cuerpo que se mueve en él. Siempre se dirige en dirección opuesta a la velocidad del cuerpo y es uno de los componentes de la fuerza aerodinámica; (2) S. hidráulica… … Gran Enciclopedia Politécnica

reactancia capacitiva- - Temas industria del petróleo y el gas EN reactancia capacitiva ... Guía del traductor técnico

Eléctrica, cantidad que caracteriza la resistencia proporcionada a la corriente alterna por la capacitancia eléctrica (ver Capacitancia eléctrica) y la inductancia del circuito (su sección); medido en ohmios (Ver Omaha). En el caso de corriente sinusoidal en... ... Gran enciclopedia soviética

Considere un circuito eléctrico que contiene una resistencia con resistencia activa. R y condensador condensador do, conectado a la fuente de EMF alterna (Fig. 653).

arroz. 653
  Un condensador conectado a una fuente de EMF constante impide por completo el paso de corriente: durante un cierto período de tiempo, el condensador se carga, el voltaje entre sus placas se vuelve igual al EMF de la fuente, después de lo cual la corriente en el circuito se detiene. Si el condensador está conectado a un circuito de corriente alterna, entonces la corriente en el circuito no se detiene; de ​​hecho, el condensador se recarga periódicamente y las cargas en sus placas cambian periódicamente tanto en magnitud como en signo. Por supuesto, no fluye ninguna carga entre las placas; no hay corriente eléctrica en la definición estricta entre ellas. Pero, a menudo, sin entrar en detalles y no demasiado correctamente, hablan de la corriente que pasa por un condensador, es decir, de la corriente en el circuito al que está conectado el condensador. Usaremos la misma terminología.
  Como antes, para valores instantáneos, la ley de Ohm es válida para el circuito completo: la fem de la fuente es igual a la suma de los voltajes en todas las secciones del circuito. Aplicando esta ley al circuito considerado se obtiene la ecuación

Aquí UR = IR− voltaje a través de la resistencia, UC = q/C− tensión en el condensador, q− carga eléctrica en sus placas. La ecuación (1) contiene tres cantidades que varían en el tiempo (EMF conocida y intensidad de corriente y carga del condensador aún desconocidas), teniendo en cuenta que la intensidad de la corriente es igual a la derivada del tiempo de la carga del condensador. yo = q/, esta ecuación se puede resolver exactamente. Dado que la fuente de fem cambia según una ley armónica, el voltaje en el condensador y la corriente en el circuito también cambiarán según las leyes armónicas con la misma frecuencia; esta afirmación se deriva directamente de la ecuación (1).
  Primero, establezcamos la relación entre la corriente en el circuito y el voltaje en el capacitor. Representemos la dependencia del voltaje del tiempo en la forma

  Destacamos que en este caso el voltaje en el capacitor difiere de la fuente EMF, como se verá en la discusión adicional, también existe una diferencia de fase entre estas funciones; Por lo tanto, al escribir la expresión (2), elegimos una fase inicial arbitraria de cero; con esta determinación, la fase del EMF, el voltaje a través de la resistencia y la corriente se miden en relación con la fase de las oscilaciones de voltaje a través de la resistencia.
  Usando la relación entre voltaje y carga del capacitor, escribimos una expresión para la dependencia de este último con el tiempo.

lo que le permite encontrar la dependencia temporal de la corriente 1

En el último paso, se utiliza una fórmula de reducción trigonométrica para resaltar explícitamente el cambio de fase entre corriente y voltaje.
  Entonces, obtuvimos que el valor de la amplitud de la corriente a través del capacitor está relacionado con el voltaje a través de él mediante la relación

y además entre las fluctuaciones de corriente y voltaje existe una diferencia de fase igual a Δφ = π/2. Estos resultados se resumen en la Fig. 654, que también muestra un diagrama vectorial de fluctuaciones de corriente y voltaje.

arroz. 654
  Para preservar la forma de la ley de Ohm para una sección de un circuito, se introduce el concepto capacidad, que está determinado por la fórmula

  En este caso, la relación (5) se vuelve tradicional para la ley de Ohm.

  Al estudiar la ley de Ohm para circuitos de corriente continua, señalamos que el campo eléctrico obliga a las partículas cargadas dentro del conductor a moverse de manera ordenada, es decir, crea una corriente eléctrica. En otras palabras, "el voltaje hace que se produzca corriente". En este caso, la situación es la contraria: debido a la corriente eléctrica, surgen cargas eléctricas en las placas, creando un campo eléctrico, por lo que podemos decir que en este caso "la fuerza de la corriente es la causa del voltaje". Sin embargo, estos argumentos deben tratarse con cierto escepticismo, ya que el movimiento de las cargas (corriente eléctrica) y el campo eléctrico se "ajustan" entre sí hasta que se establece entre ellos una cierta relación correspondiente al estado estacionario. Entonces, con corriente constante, la condición de estacionariedad es la condición de corriente constante. En un circuito de corriente alterna en estado estacionario, no sólo los valores de amplitud de las corrientes y los voltajes son consistentes, sino también la diferencia de fase entre ellos. En otras palabras, la cuestión de causa y efecto que se analiza aquí es similar a la pregunta de "¿qué fue primero, el huevo o la gallina?".
  Dado que existe un desfase entre la corriente y el voltaje igual a Δφ = π/2, entonces la potencia de corriente promedio a través del capacitor es cero. En realidad,

  En otras palabras, en promedio, no hay pérdida de energía cuando la corriente fluye a través de un capacitor. Por supuesto, el condensador afecta el flujo de corriente en el circuito. Durante la carga del capacitor, la energía de la corriente eléctrica se convierte en energía del campo electrostático entre las placas del capacitor, y cuando se descarga, el capacitor libera la energía acumulada en el circuito, mientras que la energía promedio consumida por el capacitor. sigue siendo igual a cero. Por tanto, la capacitancia se llama reactiva.
  Los gráficos de la dependencia de la corriente, el voltaje y la potencia de la corriente instantánea en el circuito considerado se muestran en la Fig. 655.


arroz. 655
  El llenado resalta los intervalos de tiempo durante los cuales el condensador acumula energía; en estos intervalos, la corriente y el voltaje tienen el mismo signo.
  La disminución de la capacitancia al aumentar la frecuencia es obvia: cuanto mayor es la frecuencia de la corriente, menos carga en el capacitor logra acumularse en las placas del capacitor en la mitad del período (mientras la corriente fluye en una dirección), menor es el voltaje en cuanto menos impide el paso de corriente en el circuito. Un razonamiento similar es válido para explicar la dependencia de esta resistencia de la capacitancia del capacitor.
  Volvamos a la consideración del circuito mostrado en la Fig. 653, que se describe mediante la ecuación (1). Despreciando la resistencia interna de la fuente, escribimos una expresión explícita para el voltaje creado por la fuente.

Aquí U o− valor de tensión de amplitud igual al valor de amplitud de la fem de la fuente. Además, ahora consideramos que la fase inicial de la fuente EMF es cero (anteriormente tomamos como cero la fase de oscilaciones de voltaje a través de la resistencia).
  Usando esta ecuación y la relación entre la intensidad de la corriente y la carga del capacitor, encontraremos una expresión explícita para la dependencia de la intensidad de la corriente en el circuito con el tiempo. Representemos esta dependencia en la forma

Dónde yo o Y φ − se determinará el valor de amplitud de la intensidad de la corriente y la diferencia de fase entre las fluctuaciones de la corriente y la tensión de la fuente. Es fácil ver que en este caso la carga del condensador cambia según la ley.

  Para comprobar esta relación, basta con calcular la derivada de la función dada y asegurarse de que coincida con la función (9).
  Sustituyamos estas expresiones en la ecuación (8)

y transformar la suma trigonométrica


donde a través φ1 se indica la cantidad que satisface la condición

  Ahora queda claro que para que la función (9) sea solución de la ecuación (8), es necesario que sus parámetros tomen los siguientes valores:
  Amplitud

la diferencia de fase requerida está asociada con el parámetro que aparece φ1 relación φ + φ 1 = 0, eso es

  Por lo tanto, se ha encontrado una clara dependencia de la intensidad actual con respecto al tiempo.
  En principio, con este método se puede calcular cualquier circuito de corriente alterna. Pero este enfoque requiere engorrosas transformaciones trigonométricas y algebraicas. Se pueden lograr los mismos resultados mucho más fácilmente utilizando el formalismo de los diagramas vectoriales. Mostraremos cómo se aplica el método del diagrama vectorial al circuito considerado. Lo más importante al utilizar este método es la construcción de un diagrama vectorial que represente las fluctuaciones de corrientes y voltajes en diferentes secciones del circuito.
  Dado que el condensador y la resistencia están conectados en serie, las corrientes que los atraviesan son las mismas en cualquier momento. Representemos la intensidad de la corriente en forma de un vector dirigido arbitrariamente (por ejemplo, horizontalmente 2, como en la Fig. 656).

arroz. 656
  A continuación, representaremos los vectores de fluctuaciones de voltaje a través de la resistencia. UR, que es paralelo al vector de oscilaciones de corriente (ya que el cambio de fase entre estas oscilaciones es cero) y el voltaje a través del capacitor UC, que es perpendicular al vector de oscilación actual (ya que el cambio de fase entre ellos es igual a π/2− ver fig. 657).

arroz. 657
  La suma de estos voltajes es igual al voltaje de la fuente, por lo que el vector de la suma de los vectores que representan las oscilaciones UR Y UC, representa las fluctuaciones del voltaje de la fuente Utah).
  Si insiste en que la fase del voltaje total es cero (es decir, el vector que representa Ud. debe ubicarse horizontalmente), luego gire el diagrama construido (Fig. 657). ¡No nos involucraremos más en semejante dogmatismo!
  Del diagrama construido se deduce que los valores de amplitud de los voltajes considerados están relacionados por la relación (siguiendo el teorema de Pitágoras)

  Expresar amplitudes de voltaje en términos de amplitudes de corriente usando relaciones conocidas

Y

obtenemos una ecuación elemental para determinar la amplitud de la corriente.

de donde encontramos la amplitud de la corriente en el circuito.

que, naturalmente, coincide con la expresión (11), obtenida anteriormente mediante un engorroso método algebraico. El diagrama fasorial también facilita la determinación del cambio de fase entre las fluctuaciones en la corriente y el voltaje de la fuente.

lo que también coincide con lo obtenido anteriormente.
  Como puede ver, el método del diagrama vectorial le permite calcular completamente las características de los circuitos de corriente alterna, mucho más fácilmente que el método de resolución analítica de la ecuación correspondiente discutido anteriormente.
  Cabe destacar que la esencia física de ambos métodos es la misma, se expresa mediante la ecuación (10), la única diferencia está en el lenguaje matemático en el que se resuelve esta ecuación.
  Calculemos la potencia promedio desarrollada por la fuente. El valor instantáneo de esta potencia es igual al producto de la fem por la intensidad de la corriente. P = IE. Sustituyendo valores explícitos para estas cantidades y promediando, obtenemos


  Tenga en cuenta que la expresión resultante para la potencia promedio es general para corriente alterna: la potencia promedio de la corriente alterna es igual a la mitad del producto de las amplitudes de la corriente, el voltaje y el coseno de la diferencia de fase entre ellos. Si no utilizamos amplitud, sino valores efectivos de corriente y voltaje, entonces la fórmula (16) toma la forma

la potencia promedio de la corriente eléctrica alterna es igual al producto de los valores efectivos de corriente, voltaje y coseno de la diferencia de fase entre ellos. A menudo, el coseno del cambio de fase entre corriente y voltaje se llama factor de potencia.
  En los casos en que sea necesario transmitir la máxima potencia a lo largo de una línea eléctrica, es necesario esforzarse para que el desfase entre corriente y voltaje sea mínimo (óptimamente cero), ya que en este caso la potencia transmitida será máxima.
  Apliquemos la fórmula resultante para calcular la potencia actual en el circuito considerado, para lo cual expresamos el coseno del desfase de la expresión (12) y lo sustituimos en la fórmula (17), como resultado de lo cual obtenemos


  Para derivar esta relación, se utilizó la fórmula (14) para la amplitud de la corriente en el circuito.  
El resultado obtenido es obvio: la potencia promedio desarrollada por la fuente es igual a la potencia calorífica promedio generada por la resistencia. Esta conclusión confirma una vez más que no hay pérdida de energía de corriente eléctrica en el condensador.

  La potencia actual también se puede calcular utilizando el diagrama vectorial construido, del cual se deduce que el producto de la amplitud del voltaje de la fuente y el coseno del cambio de fase es igual a la amplitud del voltaje a través de la resistencia.
de donde se sigue inmediatamente la fórmula (18).

  Dado que la amplitud y los valores efectivos de corrientes y voltajes son proporcionales entre sí, las longitudes de los vectores de los diagramas vectoriales pueden considerarse proporcionales a los valores efectivos (y no de amplitud). Con esta definición, el producto promedio de dos funciones armónicas es igual al producto escalar de los vectores que representan estas funciones.
1 Aquí utilizamos la operación matemática de calcular la derivada de una función. Si todavía te asusta, usa la analogía con las oscilaciones armónicas mecánicas: el análogo de la carga es la coordenada, entonces el análogo de la intensidad de la corriente es la velocidad instantánea.

2 Recalcamos constantemente que la fase inicial de una oscilación individual no es significativa en ningún proceso; puede cambiarse simplemente moviendo el origen del tiempo; Las diferencias de fase entre diferentes cantidades que cambian según leyes armónicas tienen un significado físico. Aquí, por así decirlo, cambiamos una vez más el "punto de informe" de la fase: con una posición horizontal del vector de oscilación actual, implícitamente aceptamos la fase inicial de las oscilaciones actuales como igual a cero. C.A.

Es una corriente que cambia periódicamente en magnitud y dirección. Consideremos el principio de funcionamiento de un generador de corriente alterna usando el ejemplo de rotación de un marco hecho de un conductor en un campo magnético uniforme (Fig. 6.1). Deja que el marco tenga área. S

e inicialmente está ubicado en un campo magnético uniforme de modo que la normal al plano del marco forma un ángulo a=0 con la dirección del vector de inducción. Cuando el marco gira con velocidad angular. w , El ángulo a varía según la ley. un flujo magnético F perforar el marco - según la ley: . Desde donde t .

- punto, entonces

Los cambios en el flujo magnético excitan en el marco de la fem inducida, según la ley de la inducción electromagnética, igual a la derivada del flujo con respecto al tiempo (denotaremos los valores instantáneos con letras minúsculas): La última expresión se puede reescribir como:

Con la ayuda de anillos colectores y cepillos que se deslizan a lo largo de ellos, los extremos del marco se conectan a un circuito eléctrico en el que, bajo la influencia de una fem inductiva que cambia con el tiempo según una ley armónica, se transmitirá una corriente alterna de la misma frecuencia. aparecer . El voltaje en los terminales de salida del generador es ligeramente menor que la FEM (por la cantidad de voltaje a través de la resistencia interna; consulte la sección 2.2): y también varía según la ley armónica u=U m pecado(peso). El valor instantáneo de la corriente en el circuito será igual a: , Dónde Soy- amplitud de las oscilaciones actuales, j- diferencia de fase entre las fluctuaciones de corriente y voltaje. La amplitud de corriente y la diferencia de fase dependen de la naturaleza de la resistencia del circuito.

Reactancia activa, capacitiva, inductiva.

Activo llamada resistencia en la que se libera la energía actual. Esta resistencia la posee un conductor ordinario: una resistencia. Deje que una resistencia (Fig. 6.2) conectada a un generador de corriente alterna (representado por el símbolo) fluya a través de una corriente que varía según la ley. . Apliquemos la ley de Ohm a la sección 1.2 del circuito para valores instantáneos de corriente y voltaje en la forma: . Obtenemos la expresión: , de lo que se deduce que fluctuaciones de voltaje a través de la resistencia activa fósforo con fluctuaciones actuales en fase(Figura 6.2) , porque j= 0. La expresión antes del signo seno es la amplitud del voltaje. Esto implica la ley de Ohm para valores de amplitud:

La potencia liberada en la resistencia es igual a: . Este es un poder instantáneo que depende del tiempo. Es positivo porque incluye. El promedio es ½, entonces potencia media (por período) se expresará como:

.

Actual(eficaz) significado La intensidad de la corriente es la cantidad de corriente continua que, al mismo tiempo, genera la misma cantidad de calor a través de una resistencia activa que una corriente alterna determinada. El valor efectivo de la corriente está relacionado con el valor de amplitud mediante la relación: . El valor de tensión efectiva se determina de manera similar: . El uso de valores efectivos lleva las fórmulas anteriores para la potencia a la forma (2.17), lo mismo que para la corriente continua. Tenga en cuenta que en la ley de Ohm para amplitudes (6.1) se pueden utilizar tanto los valores efectivos de corriente como de voltaje (por supuesto, simultáneamente).

consideremos condensador de CA (Figura 6.3). La corriente continua no fluye a través del condensador porque efectivamente rompe el circuito de CC. Sin embargo, cuando se producen fluctuaciones de voltaje en el condensador, éste se recarga y se producen fluctuaciones de corriente en los cables de alimentación. Deje que la carga del capacitor cambie según la ley armónica: .

La intensidad actual es la derivada de la carga con respecto al tiempo:

Por eso, fluctuaciones actuales adelante fluctuaciones de voltaje a través del capacitor en p/2. La amplitud de la corriente es igual a . si entras capacidad , entonces de la última expresión podemos obtener la ley de Ohm para amplitudes:

Si utilizamos valores efectivos en lugar de valores de amplitud, obtenemos la ley de Ohm para valores efectivos:

Inductancia en circuito de CA.(Fig. 6.4) también afecta la magnitud de la corriente, ya que se produce una fem de autoinducción. Si se puede despreciar la resistencia activa de la bobina, entonces la diferencia de potencial a través de la bobina es igual a . Si la corriente en el circuito cambia de acuerdo con la ley, entonces

Fluctuaciones en la intensidad de la corriente en la bobina. se están quedando atrás de las fluctuaciones de voltaje en p/2. Amplitud de voltaje . Los valores de amplitud (y efectivos) de corriente y voltaje también están relacionados entre sí mediante la ley de Ohm:

Dónde - reactancia inductiva .

El valor instantáneo de la potencia de corriente alterna es igual al producto de los valores instantáneos de corriente y voltaje:

La potencia instantánea oscila al doble de la frecuencia, tomando valores tanto positivos como negativos. En estos momentos (cuando la potencia es negativa), el circuito transfiere energía a una fuente externa. De interés práctico es el valor medio de la potencia durante el período:

, (6.4)

o mediante los valores efectivos de corriente y voltaje:

El coseno del ángulo de fase entre la corriente y el voltaje se llama factor de potencia .

Si no se realiza ningún trabajo en un circuito eléctrico, la potencia promedio se libera en la resistencia activa en forma de calor. cuanto menos cosj, cuanto mayor sea la corriente, se liberará la potencia dada. Los valores de corriente elevados provocan una pérdida inútil de potencia en los cables de conexión, por lo que en la práctica intentan aumentar el factor de potencia de la carga.

Con cambio de fase j=p/2(como en un condensador o inductor sin resistencia activa) la potencia promedio liberada es cero. Por lo tanto la resistencia X C, X L son llamados reactivo .

La capacitancia se refiere a la naturaleza especial de la resistencia a la corriente alterna observada en circuitos con capacitancia eléctrica. En este caso, la capacitancia del condensador depende no solo de los elementos incluidos en el circuito, sino también de los parámetros de la corriente que fluye en él (ver la figura siguiente).

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Dependencia de la capacitancia de la frecuencia.

También observamos que el condensador pertenece a la categoría de elementos reactivos, cuya pérdida de energía no ocurre en un circuito de corriente alterna.

Fórmula de capacitancia

Para determinar la capacitancia en un circuito en particular, deberá identificar los siguientes parámetros:

• Frecuencia de corriente alterna que fluye en el circuito;
• Valor de capacitancia nominal del capacitor;
• La presencia de otros elementos de radio en el circuito.

Después de tener en cuenta todos los factores anteriores, será posible determinar la capacitancia del condensador utilizando la siguiente fórmula:

Esta fórmula indica la dependencia inversamente proporcional de la resistencia del valor de la capacitancia y la frecuencia de la tensión de alimentación.

Debido a esta naturaleza de su cambio, los capacitores pueden operar en los siguientes circuitos dependientes de la frecuencia:

• Dispositivos integrales y diferenciales;
• Circuitos resonantes de diversas clases;
• Elementos filtrantes especiales.

Agreguemos a esto la posibilidad de utilizar condensadores como elementos amortiguadores en un circuito de corriente alterna cargado en unidades potentes (de potencia).

Representación vectorial de capacidad.

Para tener una idea más clara de qué es la capacitancia, puede utilizar la representación vectorial de los procesos que ocurren en el condensador.

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Representación vectorial

Después de estudiar el diagrama, puede notar que la corriente en el circuito del capacitor cambia de fase por delante del voltaje en 90 grados. De la naturaleza de la interacción de cantidades eléctricas básicas, se concluye que el capacitor resiste cambios de voltaje a través de él.

Cuanto mayor es la capacitancia, más lentamente se recarga hasta alcanzar el voltaje máximo (y menor es la capacitancia de un elemento determinado). Esta conclusión coincide completamente con la fórmula dada anteriormente.

Información adicional. Al examinar las inductancias conectadas a circuitos de corriente alterna, se descubre el patrón opuesto cuando la corriente, por el contrario, se retrasa en fase con los cambios de voltaje.

Tenga en cuenta que en ambos casos, las diferencias observadas en los parámetros de fase indican la naturaleza reactiva de la resistencia de estos elementos.

Capacidad

Unidades de medida

Un condensador, como propietario de una capacidad eléctrica, se parece a la batería de un automóvil en su rendimiento. Pero, a diferencia de una batería, la carga capacitiva que contiene no dura mucho, lo que se explica por la presencia de fugas en el dieléctrico y descargas parciales a través del medio ambiente.

En este caso, la capacidad (como la de una batería) determina las propiedades de almacenamiento del condensador o su capacidad para retener energía entre las placas.

¡Prestar atención! En el sistema SI, este indicador se mide en faradios, que son una unidad de medida muy grande.

En la práctica, se utilizan con mayor frecuencia unidades de medida de capacidad más pequeñas, a saber:

• picofaradios, correspondientes a 10-12 faradios (F);
• Nanofaradios iguales a 10-9F;
• Microfaradios (μF), que son 10-6 de un faradio.

Todas estas unidades de multiplicidad se denominan “pF”, “nF” y “mF”, respectivamente.

Ejemplo de cálculo de capacitancia.

A veces, los condensadores se instalan en circuitos de supresión de voltaje para obtener valores de voltaje más bajos (en lugar de transformadores reductores).

Pero si maneja un convertidor de este tipo con cuidado, será muy posible ensamblarlo usted mismo. Al calcular la capacidad requerida, generalmente se basa en las siguientes consideraciones:

• Un condensador conectado en serie con una carga se caracteriza por su impedancia, un análogo de la resistencia de una capacitancia;
• Este indicador corresponde a un brazo separado en el divisor de voltaje, cuyo segundo elemento es la resistencia de carga;
• La relación de las resistencias de ambos brazos se selecciona de tal manera que el voltaje requerido permanezca en la carga (12 voltios, por ejemplo), y los 220 voltios restantes se disipen en el propio condensador.

Información adicional. Para mejorar las características transitorias de la cadena divisoria, a veces se conecta otra resistencia, llamada resistencia de descarga, en paralelo con el condensador.

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Circuito para calcular la capacitancia.

En nuestro caso, se seleccionan los siguientes datos:

• Uin=220 voltios;
• Usal=12 voltios;
• Icarga = 0,1 amperios (la corriente en la carga se selecciona según su pasaporte).

En base a ellos, es posible determinar el valor de la resistencia de carga:

Rн=220/0,1=2200 Ohm o 2,2 Kom.

Para calcular el valor de la capacidad a la que deben “caer” los 208 Voltios restantes, se utilizan los siguientes indicadores:

• Uс=208 Voltios;
• Iñ=0,1Amp;
• Red F=50 Hz.

Después de esto, puedes calcular la resistencia óhmica del capacitor, suficiente para que tenga 208 Voltios:

Xc=Uс/Iс=208/0,1=2080.

La capacitancia del capacitor se obtiene de la relación discutida anteriormente:

En base a esto obtenemos:

C = 1/Xc2 π Fred = 1/2080x6, 28x50 = 0,0000015311 Faradios o 1,5 µF.

La resistencia Rtime se selecciona para que sea de aproximadamente 10 Kom o más.

Propiedades de los contenedores

Cuando se conectan varios condensadores en paralelo, sus capacitancias se suman. En este caso, la capacitancia total (de acuerdo con las fórmulas discutidas anteriormente) disminuye. Si todos los elementos del condensador están conectados en una cadena en serie, su capacitancia total se calcula como los valores inversos de cada componente.

En este caso, por el contrario, aumenta la capacitancia de los elementos conectados en serie. En conclusión, observamos que esta naturaleza del cambio en capacitancia e impedancia se explica por las propiedades del capacitor, que es capaz de acumular carga en sus placas.

Video

En un circuito de corriente alterna, bajo la influencia de un voltaje que cambia continuamente, se producen cambios en esta corriente. A su vez, estos cambios provocan la generación de un campo magnético que periódicamente aumenta o disminuye. Bajo su influencia, se induce un contravoltaje en la bobina, evitando cambios en la corriente. Así, el flujo de corriente se produce bajo una contrarrestación continua, llamada reactancia inductiva.

Este valor está directamente relacionado con la frecuencia del voltaje aplicado (f) y el valor de la inductancia (L). La fórmula para la reactancia inductiva se verá así: XL = 2πfL. La dependencia proporcional directa, si es necesario, permite calcular la frecuencia o el valor de la inductancia transformando la fórmula básica.

¿De qué depende la reactancia inductiva?

Bajo la influencia de la corriente alterna que pasa a través de un conductor, se forma un campo magnético alterno alrededor de este conductor. La acción de este campo conduce a la inducción de una fuerza electromotriz en dirección opuesta en el conductor, también conocida como fem de autoinducción. La oposición o resistencia del EMF a la corriente alterna se llama reactancia inductiva reactiva.

Este valor depende de muchos factores. En primer lugar, está influenciado por el valor de la corriente no solo en su propio conductor, sino también en los cables vecinos. Es decir, se produce un aumento en la resistencia y el flujo de fuga a medida que aumenta la distancia entre los cables de fase. Al mismo tiempo, se reduce el impacto de los cables adyacentes.

Existe la reactancia inductiva lineal, que se calcula mediante la fórmula: X0 = ω x (4,61g x (Dav/Rpr) + 0,5μ) x 10-4 = X0' + X0'', en la que ω es angular frecuencia, μ - permeabilidad magnética, Dav - la distancia media geométrica entre las fases de la línea eléctrica y Rpr - el radio del cable.

Las cantidades X0’ y X0’’ representan dos componentes de la reactancia inductiva lineal. El primero de ellos, X0’, es una reactancia inductiva externa, que depende únicamente del campo magnético externo y del tamaño de la línea eléctrica. Otra cantidad, X0'', es la resistencia interna, que depende del campo magnético interno y de la permeabilidad magnética μ.

En líneas eléctricas de alto voltaje de 330 kV o más, las fases que pasan se dividen en varios cables separados. Por ejemplo, a una tensión de 330 kV, la fase se divide en dos cables, lo que reduce la reactancia inductiva en aproximadamente un 19%. Se utilizan tres cables a una tensión de 500 kV; la reactancia inductiva se puede reducir en un 28%. El voltaje de 750 kV permite la separación de fases en 4-6 conductores, lo que ayuda a reducir la resistencia en aproximadamente un 33%.

La reactancia inductiva lineal tiene un valor que depende del radio del cable y es completamente independiente de la sección transversal. Si el radio del conductor aumenta, entonces el valor de la reactancia inductiva lineal disminuirá correspondientemente. Los conductores ubicados cerca tienen una influencia significativa.

Reactancia inductiva en un circuito de CA.

Una de las principales características de los circuitos eléctricos es la resistencia, que puede ser activa o reactiva. Los representantes típicos de la resistencia activa son los consumidores comunes: lámparas, lámparas incandescentes, resistencias, bobinas calefactoras y otros elementos que contienen electricidad.

La reactancia reactiva incluye la reactancia inductiva y capacitiva, ubicada en los convertidores de electricidad intermedios: bobinas inductivas y condensadores. Estos parámetros deben tenerse en cuenta al realizar varios cálculos. Por ejemplo, para determinar la resistencia total de una sección de circuito, La suma se realiza geométricamente, es decir, de forma vectorial, construyendo un triángulo rectángulo. En él, ambos catetos son ambas resistencias y la hipotenusa es total. La longitud de cada tramo corresponde al valor efectivo de una u otra resistencia.

Como ejemplo, podemos considerar la naturaleza de la reactancia inductiva en el circuito de corriente alterna más simple. Incluye una fuente de alimentación con EMF (E), una resistencia como componente activo (R) y una bobina con inductancia (L). La aparición de resistencia inductiva se produce bajo la influencia de fem autoinductiva (Emf) en las vueltas de la bobina. La reactancia inductiva aumenta de acuerdo con el aumento de la inductancia del circuito y el valor de la corriente que fluye a través del circuito.

Por lo tanto, la ley de Ohm para dicho circuito de corriente alterna se verá así: E + Esi = I x R. Luego, usando la misma fórmula, puede determinar el valor de la autoinducción: Esi = -L x Ipr, donde Ipr es la derivada de la corriente con el tiempo. El signo menos significa la dirección opuesta de Esi en relación con el valor actual cambiante. Dado que tales cambios ocurren constantemente en el circuito de corriente alterna, existe una oposición o resistencia significativa por parte de Esi. Con corriente constante, esta dependencia está ausente y todos los intentos de conectar la bobina a dicho circuito conducirían a un cortocircuito normal.

Para superar la fuerza electromagnética de autoinducción, la fuente de alimentación debe crear una diferencia de potencial en los terminales de la bobina para que pueda compensar al menos mínimamente la resistencia Eci (Ucat = -Esi). Dado que un aumento de la corriente alterna en el circuito conduce a un aumento del campo magnético, se genera un campo de Foucault que provoca un aumento de la corriente opuesta en la inductancia. Como resultado, se produce un cambio de fase entre la corriente y el voltaje.

Reactancia inductiva de la bobina

Un inductor se clasifica como un componente pasivo utilizado en circuitos electrónicos. Es capaz de almacenar electricidad convirtiéndola en un campo magnético. Ésta es su función principal. En sus características y propiedades, un inductor se parece a un condensador que almacena energía en forma de campo eléctrico.

La inductancia, medida en Henry, es la aparición de un campo magnético alrededor de un conductor por el que circula corriente. A su vez, está asociado a la fuerza electromotriz, que contrarresta la tensión y la corriente alternas aplicadas en la bobina. Esta propiedad es la reactancia inductiva, que está en antifase con la reactancia capacitiva del condensador. La inductancia de la bobina se puede aumentar aumentando el número de vueltas.

Para saber cuál es la reactancia inductiva de la bobina, conviene recordar que, en primer lugar, se opone a la corriente alterna. Como muestra la práctica, cada bobina inductiva tiene una cierta resistencia.

El paso de una corriente sinusoidal alterna a través de la bobina provoca la aparición de una tensión sinusoidal alterna o EMF. Como resultado, surge la reactancia inductiva, determinada por la fórmula: XL = ωL = 2πFL, en la que ω es la frecuencia angular, F es la frecuencia en hercios, L es la inductancia en henry.