Zawartość
Obciążenia elektryczne dzielą się na cztery kategorie: rezystancyjne, pojemnościowe, indukcyjne lub kombinację tych trzech. Kilka ładunków jest czysto rezystancyjnych, pojemnościowych lub indukcyjnych. Niedoskonały charakter montażu urządzeń elektroelektronicznych jest przyczyną indukcji, oporu i rodzimego pojemności w tych obiektach.
Obciążenia oporowe
Rezystor jest urządzeniem odpornym na przepływ prądu elektrycznego. W ten sposób część energii jest rozpraszana jako ciepło. Dwa urządzenia wykorzystujące te łańcuchy to żarówki i grzejniki elektryczne. Rezystancja (R) jest mierzona w omach.
Lampa żarowa wytwarza światło przepuszczając prąd elektryczny przez żarnik w próżni. Opór żarnika powoduje ogrzewanie, a energia elektryczna jest przekształcana na światło i ciepło. Nagrzewnice elektryczne działają w ten sam sposób, ale wytwarzają niewielkie lub żadne światło.
Prąd elektryczny i napięcie w obciążeniu rezystancyjnym są wprost proporcjonalne, jeden wzrasta lub maleje w tej samej proporcji co drugi.
Obciążenia pojemnościowe
Kondensator przechowuje energię elektryczną. Dwie substancje przewodzące są oddzielone izolatorem. Gdy prąd elektryczny jest doprowadzany do kondensatora, elektrony w prądzie łączą się w związaną płytkę z terminalem, w którym płynie prąd. Gdy prąd zostanie przerwany, elektrony powracają przez obwód, aż dotrą do drugiego zacisku kondensatora.
Kondensatory są stosowane w silnikach elektrycznych, obwodach radiowych, zasilaczach i wielu innych obwodach. Zdolność kondensatora do przechowywania energii elektrycznej nazywana jest pojemnością lub pojemnością elektryczną (C). Główną jednostką wielkości jest farad, ale większość kondensatorów działa w mikrofaradach.
Prąd indukuje napięcie kondensatora. Napięcie na zaciskach zaczyna się od zera woltów, gdy prąd jest maksymalny. Podczas gdy ładunek jest przechowywany w płytkach kondensatora, napięcie wzrasta i prąd spada. Gdy kondensator daje wyładowanie elektryczne, prąd wzrasta i napięcie spada.
Obciążenia indukcyjne
Induktor może być dowolnym materiałem przewodzącym. Kiedy prąd zmienny przechodzi przez cewkę indukcyjną, tworzy wokół siebie pole magnetyczne. Jeśli induktor jest sprężyną, pole magnetyczne będzie większe. Podobna zasada występuje, gdy przewodnik jest umieszczony w polu magnetycznym. Pole indukuje prąd elektryczny w przewodniku.
Przykładami obciążeń indukcyjnych są transformatory, silniki elektryczne i cewki. W silniku elektrycznym dwa pola magnetyczne są przeciwieństwami, zmuszając wał silnika do obracania się.
Transformator ma dwie cewki indukcyjne, jedną główną i drugą wtórną. Pole magnetyczne cewki pierwotnej indukuje prąd elektryczny w obwodzie wtórnym.
Cewka przechowuje energię w polu magnetycznym, która indukuje, gdy przechodzi przez nią zmienny prąd elektryczny i uwalnia energię, gdy prąd zostanie przerwany.
Indukcyjność (L) jest mierzona w henrach. Zmiana napięcia i prądu w cewce indukcyjnej jest odwrotnie proporcjonalna. W miarę wzrostu prądu napięcie spada.
Obciążenia kombinowane
Wszystkie przewody mają naturalną odporność w normalnych warunkach, a także wykazują wpływ pojemnościowy i indukcyjny, ale te niewielkie wpływy są generalnie ignorowane w zastosowaniach praktycznych. Inne obciążenia wykorzystują różne kombinacje cewek indukcyjnych, kondensatorów i rezystorów do osiągnięcia określonych celów.
Obwód częstotliwości radiowej wykorzystuje zmienne cewki indukcyjne lub kondensatory w połączeniu z rezystorem w celu odfiltrowania kilku częstotliwości i pozwala tylko jednemu wąskiemu pasmowi przejść przez resztę obwodu.
Lampa elektronopromieniowa na monitorze lub telewizorze wykorzystuje rezystory, cewki indukcyjne i pojemność lampy do sterowania i wyświetlania obrazów w warstwach luminoforu.
Silniki jednofazowe wykorzystują kondensatory do wspomagania silnika podczas zapłonu i pracy. Kondensatory zapłonowe dają dodatkową fazę napięcia do silnika, ponieważ pobierają prąd i napięcie fazowe ze sobą.