Электроника:Переменный ток/Реактанс и импеданс – R/L/C-цепи/Реактивная проводимость и адмиттанс

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Реактивная проводимость и адмиттанс[1]

Что такое проводимость?

При изучении цепей постоянного тока иногда попадается термин, являющийся противоположностью для сопротивления: проводимость. Это весьма полезный термин для лучшего понимания математической формулы для параллельных сопротивлений: RПараллельн. = 1/(1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn).

В отличие от сопротивления, которое уменьшается по мере включения в схему большего количества параллельных компонентов, проводимость в этом случае увеличивается. Математически проводимость обратно пропорциональна сопротивлению, и каждый член 1/R в «формуле для параллельного сопротивления» на самом деле является проводимостью соответствующего элемента.

В то время как термин «сопротивление» обозначает противодействие движению электронов в цепи, «проводимость» показывает, насколько легко по цепи движутся электроны. Сопротивление – это мера того, насколько цепь сопротивляется току, а проводимость – в какой мере цепь проводит ток.

Раньше проводимость измерялась в единицах «mhos» (слово «ом»/«ohm», записанное задом-наперёд + окончание «s», обозначающее множественное число в английском языке). Теперь правильная единица измерения – «Сименс». В формулах правильной буквой для обозначения проводимости является «G».

Реактивные компоненты, такие как катушки индуктивности и конденсаторы, противодействуют потоку электронов в зависимости от времени, а не в виде неизменного «трения» как резисторы. Называется такое сопротивление, зависящее от времени, реактивным сопротивлением и, как и простое сопротивление, измеряется в единицах «Ом».

Реактивная проводимость

Поскольку проводимость является дополнением к сопротивлению, существует также дополнительное выражение реактивного сопротивления, называемое реактивной проводимостью. Математически она равна 1/X, т.е. обратна величине реактивного сопротивления. Как и простая проводимость, раньше реактивная проводимость измерялась в «mhos», но теперь измеряется в «Сименсах».

Математический символ для реактивной проводимости – «B». К сожалению, это тот же символ, который используется для обозначения плотности магнитного потока, что может приводить к путанице.

Реактивное сопротивление и реактивная проводимость

Термины «реактивное сопротивление» и «реактивная проводимость» не лишены определённой лингвистической логики, как и термины «сопротивление» и «проводимость». В то время как реактивное сопротивление – это мера того, насколько цепь противодействует изменению силы тока с течением времени, так и реактивная проводимость – это мера того, насколько цепь восприимчива к изменению силы тока с течением времени.

Если стоит ​​задача определить общий эффект нескольких параллельно соединённых чистых реактивных сопротивлений, то можно преобразовать каждое реактивное сопротивление (X) в реактивную проводимость (B). При этом суммарная реактивная проводимость будет не меньше каждой отдельной параллельной проводимости (как суммарное сопротивление меньше, чем любое частное параллельное сопротивление), а больше: ведь вместо XПараллельн. = 1/(1/X1 + 1/X2 + ... + 1/Xn) будет BПараллельн. = B1 + B2 + … + Bn. Подобно проводимостям (G), общая реактивная проводимость (B) больше, чем частные реактивные проводимости в параллельных цепях и меньше в последовательных.

Также, как и простая проводимость, реактивная проводимость – это скалярная величина.

Когда резистивные и реактивные компоненты соединены между собой в одной цепи, их комбинированный эффект не может быть проанализирован с помощью скалярных величин сопротивления (R) и реактивного сопротивления (X). Аналогичным образом, со значениями простой проводимости (G) и реактивной проводимости (B) можно работать в схемах, где два типа противодействия не смешиваются, то есть это либо чисто резистивная (проводящая) цепь, либо чисто реактивная (чувствительная) цепь.

Чтобы выразить и количественно оценить эффекты смешанных резистивных и реактивных компонентов, мы ввели новый термин: «импеданс», измеряемый в «омах» и обозначаемый буквой «Z».

Что такое адмиттанс?

Чтобы быть последовательными, введём дополнительную меру, обратную импедансу. К эффектным терминам «реактанс» и «импеданс» добавляем ещё одно красивое слово – адмиттанс (ещё употребляется термин полная проводимость). Адмиттанс измеряется в единицах «Сименс» и обозначается буквой «Y». Как и импеданс, адмиттанс – это комплексная величина, а не скаляр.

Опять же, есть определенная логика в именовании нового термина (если дословно перевести, то англ. адмиттанс – рус. допуск, доступ, вход): в то время как сопротивление является мерой того, насколько переменному току сложно протекать в цепи, проводимость является мерой того, насколько легко.

Если есть под рукой инженерный калькулятор, умеющий манипулировать комплексными числами как в полярной, так и в алгебраической форме записи, вам, возможно, никогда и не придётся работать с реактивной проводимостью (B) или адмиттансом (Y). Однако знать о них будет не лишним.

См.также

Внешние ссылки