Mi az induktív és kapacitív terhelés?

A váltakozó áramú áramkörökben alkalmazott "kapacitív terhelés" és "induktív terhelés" kifejezések a fogyasztó váltakozó feszültségforrással való kölcsönhatásának bizonyos természetét jelzik.

Nagyjából ezt a következő példa szemlélteti: egy teljesen lemerült kondenzátor csatlakoztatása a kimenethez, az első pillanatban gyakorlatilag megfigyeljük rövidzárlat, míg ha egy induktorokat csatlakoztat ugyanahhoz a kimenethez, akkor az ilyen terhelésen áthaladó áram az első pillanatban majdnem nulla lesz.

Ennek oka a tekercs és a kondenzátor alapvetően eltérő módon működik kölcsönösen a váltakozó árammalmi az Az alapvető különbség az induktív és a kapacitív terhelések között.

Kapacitív terhelés

A kapacitív terhelésről azt értjük, hogy ez egy váltakozó áramkörben viselkedik mint egy kondenzátor.

Ez azt jelenti a szinuszos váltakozó áram időszakosan (a forrás kétszeres frekvenciájával) feltölti a terhelési kapacitástEbben az esetben az időszak első negyedévében a forrás energiát költik egy elektromos mező létrehozására a kondenzátorlemezek között. Az időszak második negyedévében a kondenzátor lemezei közötti elektromos mező energiája visszatér a forráshoz.

Az időszak harmadik negyedévében a kapacitást a forrástól ellentétes polaritású töltik ki (az időszak első negyedévéhez képest). Az időszak negyedik negyedévében a kapacitás visszaadja az elektromos mező energiáját a hálózathoz. A következő időszakban ezt a ciklust megismételjük. Így viselkedik a tiszta kapacitív terhelés a szinuszos váltakozó áramú áramkörben.

Ez gyakorlatilag kiderül kapacitív terhelésnél az áram meghaladja az adott terheléshez alkalmazott váltakozó feszültség fázisának egynegyedét, mert amikor a kapacitás töltődik, az áram már az első pillanatban maximális, amikor a forrás alkalmazott feszültsége csak növekedni kezd, az áramenergiát a terhelés során felhalmozódott töltés növekvő elektromos mezőjének energiává kell átalakítani, mint egy kondenzátorban.

Az alkalmazott feszültség növekedésével a kapacitásnak már sok felhalmozódott töltése van, ezért amikor a forrás feszültsége megközelíti a maximális értékét, a kapacitív terhelésben a töltés felhalmozódási sebessége csökken, és az áramfogyasztás nullára csökken.

Példák kapacitív terhelésekre: kondenzátor bankok, teljesítménytényező-korrektorok, szinkron motorok, extra magas feszültségű vezetékek.

Induktív terhelés

Ha most figyelünk az induktív terhelésre, akkor ez váltakozó áramú áramkörben viselkedik mint egy induktor.

Ez azt jelenti a szinuszos váltakozó feszültség periodikusan (a forrás kétszeres frekvenciájával) áramot generál a terhelés induktivitása révénEbben az esetben az időszak első negyedévében a forrás energiát arra fordítják, hogy az áram mágneses mezőjére létrejöjjenek a tekercsen.

Az időszak második negyedévében a tekercs mágneses mezőjének energiája visszatér a forráshoz. Az időszak harmadik negyedévében a tekercs ellenkező polaritással mágnesezhető (összehasonlítva azzal, ami az időszak első negyedévében volt), és az időszak negyedik negyedévében az induktivitás visszaadja a mágneses mező energiáját a hálózathoz.

A következő időszakban ezt a ciklust megismételjük. Így viselkedik egy tisztán induktív terhelés a szinuszos váltakozó áramú áramkörben.

Valójában ez kiderül induktív terhelésnél az áram az idõszak negyedévében fázissal elmarad az ehhez a terheléshez alkalmazott váltakozó feszültségtől, mert amikor az induktivitás mágnesezni kezd, az első pillanatban a rajta áthaladó áram minimális, bár a forrás alkalmazott feszültsége már a maximális ponton van.

A forrás energiáját itt átalakítják a terhelés induktivitásán keresztül áramló áram növekvő mágneses mezőjének energiájává. A feszültség csökkenésével az induktivitáson átáramló áramnak már kellően nagy értéke van, ezért a forrás feszültségének megközelítve a minimumot, az induktív terhelésben az áramnövekedés üteme lelassul, de maga az induktivitásban az áram maximális.

Példák induktív terhelésekre: aszinkron motorok, elektromágnesek, fojtók, reaktorok, transzformátorok, egyenirányítók, tirisztor konverterek.

Lásd még:

Induktorok alkalmazása

Mi a reaktív erő és hogyan kell kezelni?

Mi a szimmetrikus és aszimmetrikus terhelés?