Í síðasta kafla ræddum við um samband viðnámsins R, spansins L og rýmdarinnar C, og hér munum við ræða frekari upplýsingar um þau.
Hvað varðar það hvers vegna spólar og þéttar mynda span- og rafrýmdsviðbrögð í riðstraumsrásum, þá liggur kjarninn í breytingum á spennu og straumi, sem leiðir til breytinga á orku.
Fyrir spólu, þegar straumurinn breytist, breytist segulsvið hans einnig (orka breytist). Við vitum öll að í rafsegulörvun hindrar örvað segulsvið alltaf breytingu á upprunalega segulsviðinu, þannig að þegar tíðnin eykst verða áhrif þessarar hindrunar augljósari, sem er aukning á spanstuðlinum.
Þegar spenna þéttis breytist breytist einnig magn hleðslunnar á rafskautsplötunni. Augljóslega, því hraðar sem spennan breytist, því hraðari og meiri verður hreyfing hleðslunnar á rafskautsplötunni. Hreyfing hleðslunnar er í raun straumurinn. Einfaldlega sagt, því hraðar sem spennan breytist, því meiri er straumurinn sem flæðir í gegnum þéttinn. Þetta þýðir að þéttinn sjálfur hefur minni hindrunaráhrif á strauminn, sem þýðir að rafrýmdarviðbrögðin minnka.
Í stuttu máli er spanstuðull spólunnar í réttu hlutfalli við tíðnina, en rýmd þéttisins er í öfugu hlutfalli við tíðnina.
Hver er munurinn á afli og viðnámi spóla og þétta?
Viðnám neyta orku bæði í jafnstraums- og riðstraumsrásum og breytingar á spennu og straumi eru alltaf samstilltar. Til dæmis sýnir eftirfarandi mynd spennu-, straums- og aflsferla viðnáma í riðstraumsrásum. Af grafinu má sjá að afl viðnámsins hefur alltaf verið meira en eða jafnt núlli og verður ekki minna en núll, sem þýðir að viðnámið hefur verið að taka upp raforku.
Í riðstraumsrásum er aflið sem viðnám notar kallað meðalafl eða virkt afl, táknað með hástafnum P. Svokallað virkt afl táknar aðeins orkunotkunareiginleika íhlutsins. Ef ákveðinn íhlutur hefur orkunotkun, þá er orkunotkunin táknuð með virka aflinu P til að gefa til kynna stærð (eða hraða) orkunotkunar hans.
Og þéttar og spólur neyta ekki orku, þeir geyma og losa aðeins orku. Meðal þeirra taka spólur upp raforku í formi örvunarsegulsviða, sem taka upp og breyta raforku í segulsviðsorku og losa síðan segulsviðsorku í raforku, sem endurtekur sig stöðugt; Á sama hátt taka þéttar upp raforku og breyta henni í rafsviðsorku, en losa um rafsviðsorku og breyta henni í raforku.
Spóla og rafrýmd, ferlið við að taka upp og losa raforku, neyta ekki orku og er augljóslega ekki hægt að tákna þau með virku afli. Byggt á þessu hafa eðlisfræðingar skilgreint nýtt heiti, sem er hvarfgjörn afl, táknað með bókstöfunum Q og Q.
Birtingartími: 21. nóvember 2023