Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Начинающим электрикам » Что такое индуктивная и емкостная нагрузка
6 июня 2021
Количество просмотров: 39318
Комментарии к статье: 1


Что такое индуктивная и емкостная нагрузка

Термины «емкостная нагрузка» и «индуктивная нагрузка», применительно к цепям переменного тока, подразумевают определенный характер взаимодействия потребителя с источником переменного напряжения.

Грубо это можно проиллюстрировать следующим примером: подключив к розетке полностью разряженный конденсатор, в первый момент времени мы будем наблюдать практически короткое замыкание, тогда как подключив к той же самой розетке катушку индуктивности, в первый момент времени ток через такую нагрузку окажется почти нулевым.

Так происходит потому, что катушка и конденсатор взаимодействуют с переменным током принципиально по разному, в чем и заключается ключевое различие между индуктивной и емкостной нагрузками.

Емкостная нагрузка

Говоря о емкостной нагрузке, имеют ввиду, что она ведет себя в цепи переменного тока подобно конденсатору.

Конденсаторы

Это значит, что синусоидальный переменный ток будет периодически (с удвоенной частотой источника) перезаряжать емкость нагрузки, при этом в первую четверть периода энергия источника будет расходоваться на создание электрического поля между пластинами конденсатора. Во вторую четверть периода энергия электрического поля между пластинами конденсатора будет возвращаться к источнику.

В третью четверть периода емкость будет заряжаться от источника противоположной полярностью (по сравнению с тем что было в первую четверть периода). В четвертую четверть периода емкость снова вернет энергию электрического поля обратно в сеть. В течение следующего периода данный цикл повторится. Так ведет себя чисто емкостная нагрузка в цепи синусоидального переменного тока.

Емкостная нагрузка

Практически получается, что при емкостной нагрузке ток опережает по фазе на четверть периода переменное напряжение, приложенное к данной нагрузке, потому что когда емкость заряжается, ток оказывается максимальным уже в первый момент, когда приложенное напряжение источника только начинает нарастать, энергия тока преобразуется в энергию увеличивающегося электрического поля накапливаемого в нагрузке заряда, как в конденсаторе.

Но с ростом приложенного напряжения, емкость уже имеет достаточно много накопленного заряда, поэтому с приближением напряжения источника к своему максимуму, скорость накопления заряда в емкостной нагрузке становится меньше, и потребляемый ток при этом уменьшается вплоть до нуля.

Примеры емкостных нагрузок: конденсаторные батареи, корректоры коэффициента мощности, синхронные двигатели, ЛЭП сверхвысокого напряжения.

ЛЭП сверхвысокого напряжения

Индуктивная нагрузка

Если теперь обратить внимание на индуктивную нагрузку, то она ведет себя в цепи переменного тока подобно катушке индуктивности.

Катушка индуктивности

Это значит, что синусоидальное переменное напряжение будет периодически (с удвоенной частотой источника) порождать ток через индуктивность нагрузки, при этом в первую четверть периода энергия источника будет расходоваться на создание магнитного поля тока через катушку.

Во вторую четверть периода энергия магнитного поля катушки будет возвращаться к источнику. В третью четверть периода катушка будет намагничиваться противоположной полярностью (по сравнению с тем что было в первую четверть периода), и в четвертую четверть периода индуктивность снова вернет энергию магнитного поля обратно в сеть.

В течение следующего периода данный цикл повторится. Так ведет себя чисто индуктивная нагрузка в цепи синусоидального переменного тока.

Индуктивная нагрузка

На деле получается, что при индуктивной нагрузке ток отстает по фазе на четверть периода от переменного напряжения, приложенного к данной нагрузке, потому что когда индуктивность начинает намагничивается, в первый момент времени ток через нее оказывается минимальным, хотя приложенное напряжение источника и находится уже в максимальной точке.

Энергия источника преобразуется здесь в энергию увеличивающегося магнитного поля тока, протекающего через индуктивность нагрузки. При уменьшении напряжения, ток через индуктивность уже имеет достаточно большую величину, поэтому с приближением напряжения источника к своему минимуму, скорость роста тока в индуктивной нагрузке замедляется, но сам ток в индуктивности при этом максимален.

Электрические двигатели

Примеры индуктивных нагрузок: асинхронные двигатели, электромагниты, дроссели, реакторы, трансформаторы, выпрямители, тиристорные преобразователи.

Андрей Повный

Смотрите также:

Применение катушек индуктивности

Что такое реактивная мощность и как с ней бороться

Что такое симметричная и несимметричная нагрузка




Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Что такое действующее, среднеквадратичное, эффективное напряжение или ток
  • Что такое реактивная мощность и как с ней бороться
  • Конденсаторы в сети переменного тока
  • Как происходит выпрямление переменного тока
  • Использование энергии окружающей среды в качестве источника питания, энерги ...
  • Как напряжение преобразуется в ток
  • Искрение контактов реле и пускателей - причины возникновения и способы устр ...
  • Как рассчитать и подобрать гасящий конденсатор
  • Катушки индуктивности и магнитные поля. Часть 2. Электромагнитная индукция ...
  • Что такое симметричная и несимметричная нагрузка
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Начинающим электрикам

    Основы электричества, Реактивная энергия, Теория, Индуктивность, Емкость

      Комментарии:

    #1 написал: Руслан | [цитировать]

    При индуктивной нагрузке напряжение впереди тока. На практике это проявляется образованием дуги при отключении цепи. Это может происходить как для постоянного, так и для переменного тока. Это явление сильно влияет на износ контактов переключающих элементов. При размыкании системы электрическая дуга обжигает контакты в электромеханических компонентах. При емкостной нагрузке ток опережает напряжение. На практике это проявляется в генерации большого пика тока при включении. Это опасное явление из-за возможности заедания контакторов и реле и сильной деградации контактных поверхностей. Это один из наиболее распространенных в настоящее время режимов нагрузки. Это происходит при подключении конденсаторов, которые в настоящее время присутствуют практически в каждом электронном устройстве. Это базовый элемент схем, таких как импульсные блоки питания, присутствующие почти повсюду. Примером может служить обычный светодиодный источник света с цоколем E27 (замена обычной лампочки), в котором на входе есть блок питания, преобразующий напряжение с 230 В переменного тока в соответствующее для комплекта светодиодов. Пусковой ток может быть до 100 раз выше номинального, в зависимости от типа и производителя источника света. Чаще всего встречается смешанная нагрузка. Это означает, что есть переходные процессы, вызванные различными факторами. Первый пример - обычная лампа накаливания с вольфрамовой нитью - мы часто считаем ее чисто резистивной нагрузкой. Однако это ошибка, при включении мы имеем дело с увеличением тока из-за того, что провод при включении холодный, и поэтому его сопротивление ниже, чем в установившемся режиме. Пусковой ток лампы может быть от 3 до 5 раз выше, чем в рабочем состоянии. Второй хороший пример - запуск двигателей - это не чисто индуктивная нагрузка, при включении ток увеличивается до тех пор, пока двигатель не разгоняется, а при выключении увеличивается напряжение, поэтому для простоты мы можем говорить как о нагрузке носящей одновременно емкостной и индуктивный характер.

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:

    Популярные статьи:

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Яндекс Дзен

     


    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки

    Источник фотографий: Стоковые изображения от Depositphotos

    Copyright © 2009-2022 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.