Изглежда, че разкриването на зависимостта на напрежението от честотата е лесно. Трябва само да се обърнете с подходяща заявка към всезнаещите търсачки и … да се уверите, че просто няма отговор на този въпрос. Какво да правя? Нека се справим с този труден проблем заедно.
Напрежение или потенциална разлика?
Трябва да се отбележи, че напрежението и потенциалната разлика са едно и също. Всъщност това е силата, която е в състояние да накара електрическите заряди да се движат в поток. Няма значение къде отива това движение.
Потенциалната разлика е просто друг израз за напрежение. Това е по-ясно и може би по-разбираемо, но не променя същността на въпроса. Следователно основният въпрос е откъде идва напрежението и от какво зависи.
Що се отнася до домашната мрежа от 220 волта, отговорът е прост. В водноелектрическата централа потокът от вода върти ротора на генератора. Енергията на въртене се трансформира в сила на напрежение. Атомна електроцентрала първо превръща водата в пара. Той върти турбината. В бензинова електроцентрала роторът се върти от силата на изгаряне на бензин. Също така имадруги източници, но същността винаги е една и съща: енергията се превръща в напрежение.
Време е да зададем въпроса за зависимостта на напрежението от честотата. Но все още не знаем откъде идва честотата.
Какъв е източникът на честота
Същият генератор. Честотата на неговото въртене се превръща в едноименно свойство на напрежение. Завъртете генератора по-бързо - честотата ще бъде по-висока. И обратно.
Опашката не може да "размахва" кучето. По същата причина честотата не може да промени напрежението. Следователно изразът "напрежение срещу честота на тока" няма смисъл?
За да намерите отговора, трябва да формулирате правилно въпроса. Има една поговорка за глупак и 10 учени. Той зададе грешни въпроси и те не можаха да отговорят.
Ако наречете напрежението друго определение, всичко ще си дойде на мястото. Използва се за вериги, състоящи се от много различни съпротивления. "Спад на волтажа". И двата израза често се считат за синоними, което почти винаги е погрешно. Тъй като спадът на напрежението наистина може да зависи от честотата.
Защо напрежението ще падне?
Да, просто защото не може да не падне. Така. Ако на единия полюс на източника потенциалът е 220 волта, а на другия - нула, тогава този спад може да възникне само във веригата. Законът на Ом казва, че ако има едно съпротивление в мрежата, тогава цялото напрежение върху него ще падне. Ако две или повече - всекиспадът ще бъде пропорционален на неговата стойност и тяхната сума е равна на първоначалната потенциална разлика.
И какво от това? Къде е индикацията за зависимостта на напрежението от честотата на тока? Засега всичко зависи от количеството съпротива. Сега, ако можете да намерите такъв резистор, който променя параметрите си при промяна на честотата! Тогава спадът на напрежението върху него ще се промени автоматично.
Има такива резистори
Те също се наричат реактивни, за разлика от техните активни колеги. На какво реагират, като променят размера си? На честотата! Има 2 вида реактивни съпротиви:
- индуктивен;
- капацитивна.
Всеки изглед е свързан със собствено поле. Индуктивен - с магнитен, капацитивен - с електрически. На практика те са представени предимно от соленоиди.
Те са показани на снимката по-горе. И кондензатори (по-долу).
Могат да се считат за антиподи, защото реакцията на промяна в честотата е точно обратната. Индуктивното реактивно съпротивление нараства с честотата. Капацитивната, напротив, пада.
Сега, като се имат предвид характеристиките на реактивното съпротивление, в съответствие със закона на Ом, може да се твърди, че зависимостта на напрежението от честотата на променливия ток съществува. Може да се изчисли, като се вземат предвид стойностите на реактивните съпротивления във веригата. Само за яснота, трябва да помним, че говорим за спада на напрежението в елемента на веригата.
И все пак съществува
Въпросителният знак в заглавието на статията се превърна ввъзклицателно. Yandex е реабилитиран. Остава само да дадем формулите за зависимостта на напрежението от честотата за различни видове реактивни съпротивления.
Капацитивен: XC=1/(w C). Тук w е ъгловата честота, C е капацитетът на кондензатора.
Индуктивно: XL=w L, където w е същото като в предишната формула, L е индуктивност.
Както можете да видите, честотата влияе върху стойността на съпротивлението, променяйки го, следователно променя падането на напрежението. Ако мрежата има активно съпротивление R, капацитивно XC и индуктивно XL, тогава сумата от спадовете на напрежението на всеки елемент ще бъде равна на потенциалната разлика на източника: U=Ur + Uxc + Uxl.
