Differenza chiave: resistenza vs reattanza
I componenti elettrici come resistori, induttori e condensatori presentano una sorta di ostruzione per la corrente che li attraversa. Mentre i resistori reagiscono sia alla corrente continua che alla corrente alternata, gli induttori e i condensatori rispondono alle variazioni di corrente o solo alla corrente alternata. Questo ostacolo alla corrente di questi componenti è noto come impedenza elettrica (Z). L'impedenza è un valore complesso nell'analisi matematica. La parte reale di questo numero complesso è chiamata resistenza (R) e solo i resistori puri hanno una resistenza. Condensatori e induttori ideali contribuiscono alla parte immaginaria dell'impedenza che è nota come reattanza (X). Pertanto, la differenza chiave tra resistenza e reattanza è quella la resistenza è una parte reale dell'impedenza di un componente mentre la reattanza è una parte immaginaria dell'impedenza di un componente. Una combinazione di questi tre componenti nei circuiti RLC crea impedenza sul percorso di corrente.
Cos'è la Resistenza?
La resistenza è l'ostacolo che la tensione deve affrontare nel guidare una corrente attraverso un conduttore. Se deve essere pilotata una corrente elevata, la tensione applicata alle estremità del conduttore deve essere elevata. Cioè, la tensione applicata (V) dovrebbe essere proporzionale alla corrente (I) che attraversa il conduttore, come stabilito dalla legge di Ohm; la costante per questa proporzionalità è la resistenza (R) del conduttore.
V=I X R
I conduttori hanno la stessa resistenza indipendentemente dal fatto che la corrente sia costante o variabile. Per la corrente alternata, la resistenza può essere calcolata utilizzando la legge di Ohm con tensione e corrente istantanee. La resistenza misurata in Ohm (Ω) dipende dalla resistività del conduttore (ρ), dalla lunghezza (l) e dall'area della sezione trasversale (A) dove,
La resistenza dipende anche dalla temperatura del conduttore poiché la resistività cambia con la temperatura nel modo seguente. dove ρ 0 si riferisce alla resistività specificata alla temperatura standard T0 che è solitamente la temperatura ambiente, e α è il coefficiente di resistività termica:
Per un dispositivo con resistenza pura, il consumo di energia è calcolato dal prodotto di I2 x R. Poiché tutti quei componenti del prodotto sono valori reali, la potenza consumata dalla resistenza sarà un vero potere. Pertanto, la potenza fornita a una resistenza ideale è completamente utilizzata.
Cos'è la reattanza?
Reattanza è un termine immaginario nel contesto matematico. Ha la stessa nozione di resistenza nei circuiti elettrici e condivide la stessa unità di Ohm (Ω). La reattanza si verifica solo negli induttori e nei condensatori durante un cambio di corrente. Quindi, la reattanza dipende dalla frequenza della corrente alternata attraverso un induttore o un condensatore.
Nel caso di un condensatore, accumula cariche quando viene applicata una tensione ai due terminali finché la tensione del condensatore non corrisponde alla sorgente. Se la tensione applicata è con una sorgente CA, le cariche accumulate vengono restituite alla sorgente al ciclo negativo della tensione. All'aumentare della frequenza, minore è la quantità di cariche conservate nel condensatore per un breve periodo di tempo poiché il tempo di carica e scarica non cambia. Di conseguenza, l'opposizione del condensatore al flusso di corrente nel circuito sarà minore all'aumentare della frequenza. Cioè, la reattanza del condensatore è inversamente proporzionale alla frequenza angolare (ω) dell'AC. Pertanto, la reattanza capacitiva è definita come
C è la capacità del condensatore e f è la frequenza in Hertz. Tuttavia, l'impedenza di un condensatore è un numero negativo. Pertanto, l'impedenza di un condensatore è Z=– i / 2 π fC. Un condensatore ideale è associato solo a una reattanza.
D' altra parte, un induttore si oppone a un cambiamento di corrente attraverso di esso creando una forza contro elettromotrice (emf) attraverso di esso. Questa fem è proporzionale alla frequenza dell'alimentazione CA e la sua opposizione, che è la reattanza induttiva, è proporzionale alla frequenza.
La reattanza induttiva è un valore positivo. Pertanto, l'impedenza di un induttore ideale sarà Z=i2 π fL. Tuttavia, si dovrebbe sempre notare che anche tutti i circuiti pratici sono costituiti da resistenza e questi componenti sono considerati nei circuiti pratici come impedenze.
Come risultato di questa opposizione alla variazione di corrente da parte di induttori e condensatori, la variazione di tensione ai suoi capi avrà un andamento diverso dalla variazione di corrente. Ciò significa che la fase della tensione CA è diversa dalla fase della corrente CA. A causa della reattanza induttiva, la variazione di corrente ha un ritardo rispetto alla fase di tensione, a differenza della reattanza capacitiva in cui la fase di corrente è in anticipo. In componenti ideali, questo anticipo e ritardo ha una magnitudine di 90 gradi.
Figura 01: Relazioni di fase tensione-corrente per un condensatore e un induttore.
Questa variazione della corrente e della tensione nei circuiti CA viene analizzata utilizzando diagrammi fasoriali. A causa della differenza delle fasi di corrente e tensione, la potenza erogata a un circuito reattivo non viene completamente consumata dal circuito. Parte della potenza erogata verrà restituita alla sorgente quando la tensione è positiva e la corrente è negativa (come dove il tempo=0 nel diagramma sopra). Negli impianti elettrici, per una differenza di ϴ gradi tra le fasi in tensione e in corrente, cos(ϴ) è chiamato fattore di potenza del sistema. Questo fattore di potenza è una proprietà critica da controllare nei sistemi elettrici poiché fa funzionare il sistema in modo efficiente. Per la massima potenza utilizzabile dal sistema, il fattore di potenza deve essere mantenuto rendendo ϴ=0 o quasi zero. Poiché la maggior parte dei carichi nei sistemi elettrici sono solitamente carichi induttivi (come i motori), i banchi di condensatori vengono utilizzati per la correzione del fattore di potenza.
Qual è la differenza tra resistenza e reattanza?
Resistenza vs Reattanza |
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| La resistenza è l'opposizione a una corrente costante o variabile in un conduttore. È la parte reale dell'impedenza di un componente. | La reattanza è l'opposizione a una corrente variabile in un induttore o in un condensatore. La reattanza è la parte immaginaria dell'impedenza. |
| Dipendenza | |
| La resistenza dipende dalle dimensioni, dalla resistività e dalla temperatura del conduttore. Non cambia a causa della frequenza della tensione CA. | La reattanza dipende dalla frequenza della corrente alternata. Per gli induttori è proporzionale e per i condensatori è inversamente proporzionale alla frequenza. |
| Fase | |
| La fase della tensione e della corrente attraverso un resistore è la stessa; cioè la differenza di fase è zero. | A causa della reattanza induttiva, la variazione di corrente ha un ritardo rispetto alla fase di tensione. Nella reattanza capacitiva, la corrente è in testa. In una situazione ideale, la differenza di fase è di 90 gradi. |
| Potenza | |
| Il consumo di energia dovuto alla resistenza è potenza reale ed è il prodotto di tensione e corrente. | L'alimentazione fornita a un dispositivo reattivo non viene completamente consumata dal dispositivo a causa di un ritardo o di una corrente in anticipo. |
Riepilogo – Resistenza vs Reattanza
Componenti elettrici come resistori, condensatori e induttori fanno conoscere un ostacolo come impedenza per la corrente che li attraversa, che è un valore complesso. I resistori puri hanno un'impedenza di valore reale nota come resistenza, mentre gli induttori ideali e i condensatori ideali hanno un'impedenza di valore immaginaria chiamata reattanza. La resistenza si verifica sia sulla corrente continua che su quella alternata, ma la reattanza si verifica solo sulle correnti variabili, facendo quindi opposizione alla variazione della corrente nel componente. Mentre la resistenza è indipendente dalla frequenza di AC, la reattanza cambia con la frequenza di AC. La reattanza fa anche una differenza di fase tra la fase corrente e la fase di tensione. Questa è la differenza tra resistenza e reattanza.
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