Индуктивное сопротивление
Индуктивное сопротивление показывает, насколько катушка препятствует переменному току. Оно увеличивается с частотой тока и с индуктивностью катушки.
Из-за явления самоиндукции при изменении тока в катушке возникает ЭДС, направленная против этого изменения. Поэтому чем быстрее меняется ток, тем сильнее катушка ему препятствует. В задачах о переменном токе напряжение, ток и сопротивление связывают с помощью закона Ома для участка цепи.
Здесь \(\omega=2\pi f\). При увеличении частоты в 2 раза индуктивное сопротивление также увеличивается в 2 раза. Для постоянного тока после завершения переходного процесса частота равна нулю, поэтому сопротивление идеальной катушки \(X_L=0\): она не препятствует постоянному току. Однако во время включения или изменения тока катушка препятствует быстрому изменению силы тока — это важно для понимания постоянной времени RL-цепи и цепи с катушкой и сопротивлением.
Катушка имеет индуктивность \(L=0{,}20\) Гн и подключена к току частотой \(f=50\) Гц. Тогда \(X_L=2\pi\cdot50\cdot0{,}20\approx63\) Ом. При частоте 100 Гц сопротивление станет примерно 126 Ом.
Индуктивное сопротивление — не то же самое, что активное сопротивление провода катушки. Активное сопротивление превращает электрическую энергию в тепло, а индуктивное связано с накоплением энергии магнитного поля и зависит от частоты. Реальная катушка имеет оба вида сопротивления.
Как изменится индуктивное сопротивление катушки, если частоту переменного тока увеличить в 3 раза?
Главное
- Индуктивное сопротивление катушки: \(X_L=\omega L=2\pi fL\).
- При увеличении частоты или индуктивности оно возрастает.
- При переходных процессах катушка препятствует изменению тока, хотя для постоянного тока в установившемся режиме идеальная катушка имеет \(X_L=0\).