Innehåll
Elektriska laster faller i fyra kategorier: resistiv, kapacitiv, induktiv eller en kombination av dessa tre. Få laster är rent resistiva, kapacitiva eller induktiva. Den ofullkomliga naturen hos sammansättningen av elektroelektroniska anordningar är orsaken till induktion, motstånd och infödd kapacitering i dessa föremål.
Motståndskraftiga belastningar
Ett motstånd är en apparat som motstår passagen av elektrisk ström. På så sätt släpps en del av energin som värme. Två apparater som använder dessa kedjor är glödlampor och elvärmare. Motståndet (R) mäts i ohm.
En glödlampa producerar ljus genom att leda en elektrisk ström genom en glödtråd i vakuum. Filamentets motstånd orsakar uppvärmning och den elektriska energin omvandlas till ljus och värme. Elvärmare fungerar på samma sätt, men de producerar lite eller inget ljus.
Den elektriska strömmen och spänningen i en resistiv belastning är direkt proportionell, en ökning eller minskning i samma proportion som den andra.
Kapacitiva belastningar
En kondensator lagrar elektrisk energi. Två ledande ämnen separeras av en isolator. När en elektrisk ström appliceras på kondensatorn, ansluts elektronerna i strömmen i den förbundna plattan till terminalen där strömmen strömmar. När strömmen avbryts returnerar elektronerna genom kretsen tills de når kondensatorns andra terminal.
Kondensatorer används i elmotorer, radiokretsar, nätaggregat och många andra kretsar. Kapaciteten hos en kondensator för att lagra el kallas kapacitans eller elkapacitet (C). Huvudsenheten är farad, men de flesta kondensatorer fungerar i mikrofarader.
Strömmen inducerar kondensatorens spänning. Spänningen över terminalerna börjar vid noll volt när strömmen är högst. Medan laddningen lagras i kondensatorplattorna, stiger spänningen och strömmen faller. När en kondensator ger den elektriska urladdningen, går strömmen upp och spänningen minskar.
Induktiva belastningar
En induktor kan vara något ledande material. När en variabel ström passerar genom en induktor skapar det ett magnetfält runt sig själv. Om induktorn är en fjäder blir magnetfältet större. En liknande princip uppträder när en ledare placeras inuti ett magnetfält. Fältet inducerar en elektrisk ström i ledaren.
Exempel på induktiva belastningar är transformatorer, elmotorer och spolar. I en elektrisk motor är två magnetfält motsatta, vilket tvingar motoraxeln att rotera.
En transformator har två induktorer, en primär och den andra sekundära. Den primära spolens magnetfält inducerar elektrisk ström i sekundärspolen.
En spole lagrar energi i magnetfältet som inducerar när en variabel elektrisk ström passerar genom den och släpper ut energin när strömmen är avbruten.
Induktansen (L) mäts i henries. Ändringen av spänning och ström i en induktor är omvänd proportionell. När strömmen stiger, sjunker spänningen.
Kombinerade belastningar
Alla ledare har ett naturligt motstånd under normala förhållanden och uppvisar även kapacitiva och induktiva influenser, men dessa små influenser ignoreras generellt för praktiska tillämpningar. Andra belastningar använder olika kombinationer av induktorer, kondensatorer och motstånd för att uppnå specifika ändamål.
Frekvenskretsen i en radio använder variabla induktorer eller kondensatorer i kombination med ett motstånd för att filtrera ut flera frekvenser och låt endast ett smalt band passera genom resten av kretsen.
Katodstråleröret på en monitor eller tv använder sig av motstånd, induktorer och rörets kapacitans för att styra och visa bilder i sina fosforlager.
Enfasmotorer använder kondensatorer för att hjälpa motorn vid tändning och drift. Tändkondensatorerna ger en ytterligare fas av spänning till motorn, eftersom de tar ström- och fasspänningen med varandra.