Hvad er induktiv og kapacitiv belastning?

Udtrykkene "kapacitiv belastning" og "induktiv belastning", anvendt på vekselstrømskredsløb, indebærer en bestemt karakter af forbrugerens interaktion med en vekslende spændingskilde.

Groft kan dette illustreres ved følgende eksempel: tilslutning af en fuldt udladet kondensator til udløbet, på det første tidspunkt vil vi observere praktisk talt kortslutninghvorimod ved at forbinde en induktor til det samme udløb, vil strømmen gennem en sådan belastning på det første tidspunkt være næsten nul.

Dette skyldes spolen og kondensatoren interagerer med vekselstrøm grundlæggende forskelligthvad er Den vigtigste forskel mellem induktiv og kapacitiv belastning.

Kapacitiv belastning

Når vi taler om kapacitiv belastning, betyder de, at den opfører sig i et vekselstrømskredsløb som en kondensator.

Dette betyder det sinusformet vekselstrøm vil periodisk (med en dobbelt frekvens af kilden) genoplade lastkapacitansenI dette tilfælde, i første kvartal af perioden, vil kildenergien blive brugt på at skabe et elektrisk felt mellem kondensatorpladerne. I andet kvartal af perioden vil energien fra det elektriske felt mellem kondensatorens plader vende tilbage til kilden.

I tredje kvartal af perioden oplades kapacitansen fra kilden med den modsatte polaritet (sammenlignet med hvad der var i første kvartal af perioden). I det fjerde kvartal af perioden vil kapacitansen igen bringe det elektriske felt tilbage til netværket. I den næste periode gentages denne cyklus. Sådan fungerer en ren kapacitiv belastning i et sinusformet vekselstrømskredsløb.

Det viser sig praktisk talt, at ved en kapacitiv belastning overgår strømmen med en fjerdedel af fasen den vekslende spænding, der påføres en given belastning, fordi når kapacitansen oplades, er strømmen maksimal allerede i det første øjeblik, når den påførte spænding på kilden lige er begyndt at stige, konverteres den aktuelle energi til energien i det stigende elektriske felt for den ladning, der er akkumuleret i belastningen, som i en kondensator.

Men med en stigning i den påførte spænding har kapacitansen allerede en masse akkumuleret ladning, når kildespændingen nærmer sig det maksimale, bliver ladningsakkumuleringshastigheden i den kapacitive belastning lavere, og strømforbruget falder til nul.

Eksempler på kapacitive belastninger: kondensatorbanker, effektfaktorkorrigerere, synkronmotorer, kraftledninger med ekstra høj spænding.

Induktiv belastning

Hvis vi nu er opmærksomme på den induktive belastning, opfører den sig i et vekselstrømskredsløb som en induktor.

Dette betyder det sinusformet skiftevis spænding genererer periodisk (med en dobbelt frekvens af kilden) en strøm gennem belastningsinduktanseni dette tilfælde, i første kvartal af perioden, vil kildenergien blive brugt på at skabe et magnetisk felt af strømmen gennem spolen.

I andet kvartal af perioden vender spolens magnetiske feltenergi tilbage til kilden. I tredje kvartal af perioden magnetiseres spolen af ​​den modsatte polaritet (sammenlignet med hvad det var i første kvartal af perioden), og i fjerde kvartal af perioden vil induktansen igen returnere magnetfeltenergien tilbage til netværket.

I den næste periode gentages denne cyklus. Sådan fungerer en rent induktiv belastning i et sinusformet vekselstrømskredsløb.

Det viser sig faktisk ved en induktiv belastning halter strømmen i fase med en fjerdedel af perioden fra den vekslende spænding, der påføres denne belastning, fordi når induktansen begynder at blive magnetiseret, på det første tidspunkt, er strømmen igennem den minimal, selvom den påførte spænding for kilden allerede er på det maksimale punkt.

Kildens energi omdannes her til energien i et stigende magnetfelt for strømmen, der strømmer gennem belastningens induktans. Med et fald i spænding har strømmen gennem induktansen allerede en tilstrækkelig stor værdi, derfor, når kildespændingen nærmer sig sit minimum, bremser den aktuelle væksthastighed i den induktive belastning, men selve strømmen i induktansen er maksimal.

Eksempler på induktive belastninger: asynkronmotorer, elektromagneter, chokere, reaktorer, transformatorer, ensrettere, tyristoromformere.

Se også:

Anvendelse af induktorer

Hvad er reaktiv kraft, og hvordan man håndterer det

Hvad er symmetrisk og asymmetrisk belastning?