Det verkar som att det är enkelt att avslöja spänningens beroende av frekvens. Man behöver bara ansöka med en lämplig begäran till de allvetande sökmotorerna och … se till att det helt enkelt inte finns något svar på denna fråga. Vad ska man göra? Låt oss ta itu med den här svåra frågan tillsammans.
Spänning eller potentiell skillnad?
Det bör noteras att spänning och potentialskillnad är samma. I själva verket är detta den kraft som kan få elektriska laddningar att röra sig i en bäck. Det spelar ingen roll var den här rörelsen går.
Potentialskillnad är bara ytterligare ett uttryck för spänning. Det är tydligare och kanske mer förståeligt, men det förändrar inte sakens väsen. Därför är huvudfrågan var spänningen kommer ifrån och vad den beror på.
När det gäller 220 volts hemnätverk är svaret enkelt. Vid vattenkraftverket roterar vattenflödet generatorns rotor. Rotationsenergin omvandlas till en spänningskraft. Ett kärnkraftverk förvandlar först vatten till ånga. Han vrider turbinen. I ett bensinkraftverk roteras rotorn av kraften från brinnande bensin. Det finns ocksåandra källor, men kärnan är alltid densamma: energi förvandlas till spänning.
Det är dags att ställa frågan om spänningens beroende av frekvens. Men vi vet ännu inte var frekvensen kommer ifrån.
Vilken är frekvenskällan
Samma generator. Frekvensen av dess rotation förvandlas till spänningsegenskapen med samma namn. Snurra generatorn snabbare - frekvensen blir högre. Och vice versa.
Svansen kan inte "vifta" med hunden. Av samma anledning kan frekvensen inte ändra spänningen. Därför är uttrycket "spänning kontra strömfrekvens" inte meningsfullt?
För att hitta svaret måste du formulera frågan korrekt. Det finns ett talesätt om en dåre och 10 förståsigpåare. Han ställde fel frågor och de kunde inte svara.
Om du kallar spänning för en annan definition kommer allt att falla på plats. Den används för kretsar som består av många olika resistanser. "Spänningsfall". Båda uttrycken anses ofta vara synonyma, vilket nästan alltid är fel. Eftersom spänningsfallet verkligen kan bero på frekvensen.
Varför skulle spänningen falla?
Ja, helt enkelt för att det inte kan låta bli att falla. Så. Om potentialen vid en pol av källan är 220 volt, och vid den andra - noll, kan detta fall bara inträffa i kretsen. Ohms lag säger att om det finns ett motstånd i nätverket kommer all spänning på det att sjunka. Om två eller fler - varderafallet kommer att vara proportionellt mot dess värde, och deras summa är lika med den initiala potentialskillnaden.
Så vad? Var är indikationen på spänningens beroende av strömfrekvensen? Än så länge beror allt på mängden motstånd. Om du nu kunde hitta ett sådant motstånd som ändrar sina parametrar när frekvensen ändras! Då skulle spänningsfallet över den ändras automatiskt.
Det finns sådana motstånd
De kallas också reaktiva, i motsats till deras aktiva motsvarigheter. Vad reagerar de på genom att ändra storlek? Till frekvensen! Det finns två typer av reaktanser:
- induktiv;
- kapacitiv.
Varje vy är associerad med sitt eget fält. Induktiv - med magnetisk, kapacitiv - med elektrisk. I praktiken representeras de främst av solenoider.
De visas på bilden ovan. Och kondensatorer (nedan).
De kan betraktas som antipoder, eftersom reaktionen på en förändring i frekvens är precis den motsatta. Induktiv reaktans ökar med frekvensen. Kapacitiv, tvärtom, faller.
Nu, med tanke på reaktansens egenskaper, i enlighet med Ohms lag, kan det hävdas att spänningens beroende av växelströmmens frekvens existerar. Det kan beräknas med hänsyn till värdena på reaktanserna i kretsen. Bara för tydlighetens skull måste vi komma ihåg att vi talar om spänningsfallet över kretselementet.
Och ändå finns det
Frågetecknet i artikelns rubrik blev tillutropande. Yandex har rehabiliterats. Det återstår bara att ge formlerna för spänningens beroende av frekvensen för olika typer av reaktanser.
Kapacitiv: XC=1/(w C). Här är w vinkelfrekvensen, C är kapacitansen för kondensatorn.
Induktiv: XL=w L, där w är samma som i föregående formel, L är induktans.
Som du kan se, påverkar frekvensen värdet på motståndet, och ändrar det, ändrar därför spänningsfallet. Om nätverket har aktivt motstånd R, kapacitiv XC och induktiv XL, kommer summan av spänningsfallen på varje element att vara lika med potentialskillnaden för källan: U=Ur + Uxc + Uxl.
