Reactana inductiv i reactana capacitiv.

Povesteam n articolul trecut despre faptul c inductanele (bobinele) i capacitile (condensatorii) opun o anumit rezisten la trecerea curentului electric, doar atunci cnd acesta are o anumit variaie de intensitate. n rest, dac acel curent rmne constant i continuu (adic nu-i schimb sensul) bobina are rezisten electric extrem de mic (curentul trece ca-n branz) iar condensatorul are rezisten electric aproape infinit (curentul este complet blocat). Lucrurile devin i mai interesante atunci cnd bobina i condensatorul sunt conectate n circuite electrice prin care circul curent alternativ.Astfel, astzi vom vorbi despre: Ce este curentul electric alternativ ? Reactana inductiv Reactana capacitivn toate situaiile discutate pn acum am considerat, pentru simplificare, c electronii se deplaseaz n acelai sens, adic vorbeam doar desprecurentul electric continuu. n practic ns, pe lng aplicaii de curent continuu exist i o gama vast de aplicaii pentrucurentul electric alternativ.Ce este curentul electric alternativ ?Spre deosebire de curentul electric continuucare este produs de un cmp electric continuu,curentul electric alternativeste creat de uncmp electric alternativ. Alternativ nsemn ceva care i schimb sensul de un anumit numr de ori ntr-o anumit durat de timp. Aceasta nseamn c pe lng tensiune i intensitate, curentul electric alternativ este caracterizat defrecven. Bornele unui generator de curent alternativ nu se mai noteaz cu plus i minus, pentru c evident, nu are nici un rost: o born va avea rnd pe rnd potenial pozitiv (i astfel va deveni pentru scurt timp borna pozitiv) i potenial negativ (moment n care va deveni, tot pentru scurt timp, borna negativ).Perioada de timp n care curentul electric alternativ efectueaz un ciclu complet de schimbare de sens este frecvent numitalternan.Sunt posibile dou sensuri de curgere i astfel perioada de timp dintr-o alternan complet n care curentul curge ntr-un singur sens se numetesemialternan.

Figura 1. Reprezentarea grafic a curentului alternativ cu form de und sinusoidalnfigura 1i-am artat sub forma grafic ce nseamn alternana i semialternana. Poate eti deja familiarizat cu reprezentrile grafice, nsa n caz c nu, uite ce vrea acest grafic s arate: curba roie reprezint tensiunea electric de la bornele generatorului n diferite momente (t0,t1,t2etc.). Tensiunile de deasupra axeit [sec]sunt tensiuni pozitive iar cele de sub aceast ax sunt tensiuni negative. Ce nseamn n cazul acesta tensiune pozitiv i tensiune negativ ? Este o convenie: mai precis nseamn c dac notm bornele generatorului cu 1 i 2, tensiunea pozitiv o putem considera ca fiind cu plusul la borna 1 i cu minusul la borna 2 iar cea negativ, invers, cu minusul la borna 1 i cu plusul la borna 2; considerm c graficul ncepe ntr-un momentt0cnd tensiunea de la bornele generatorului este zero (captul din stnga al curbei roii); odat cu trecerea timpului observm c tensiuneaU [V]crete continuu pn cnd, n momentult1aceasta ajunge la un maxim, dup care coboar pn cnd, n momentult2ajunge la 0. Dup cum am spus deja, aceast variaie a tensiunii reprezint osemialternan, i pentru c n acest caz curba roie corespunde unor tensiuni pozitive, o putem numisemialternan pozitiv. Timpul de lat0lat2se numeteperioada semialternanei; dup ce tensiunea a ajuns la zero observm ca ea continu s coboare n domeniul tensiunilor negative pn cnd, n momentult3ajunge la un maxim negativ. Apoi, la fel ca i n cazul semialternanei pozitive, se ntoarce i urc pn cnd, n momentult4ajunge iar la 0. Aceast variaie o putem numisemialternan negativ.Timpul de lat0lat4se numeteperioada alternanei.Se observ c n graficul de mai sus am reprezentat variaia tensiunii n funcie de timp. n cazul n care n circuit avem doar sarcini rezistive, n locul tensiunii am fi putut reprezenta foarte bine curentul (adic intensitatea lui). De ce ? Pentru c dac punem tensiune electric pe o rezisten electric vom obine imediat i un curent electric. O tensiune mai mic ar fi generat un curent mai mic, o tensiune mai mare ar fi generat un curent mai mare, ceea ce nseamn c o tensiune care variaz ca cea din imaginea de mai sus ar provoca un curent care ar varia exact la fel.Tot nfigura 1se mai poate observa c am ales s reprezint forma de und sinusoidal deoarece este cea mai ntlnit (chiar i forma de und a tensiunii de la priz este tot sinusoidal).n funcie de aplicaii, frecvenele curenilor electrici alternativi pot varia de la cteva fraciuni de her i pn la cteva zeci sau sute de GHz (miliarde de heri). Important ar fi s mai reii i faptul c exist o legtur direct ntre frecvena curentului alternativ i perioada unei alternane a acestuia. Aceast legtur este dat de ecuaia :

sau

unde: f este frecvena curentului alternativ exprimat n Hz (heri); T este perioada unei alternane, exprimat n secunde.Cu aceast formul, putem de exemplu afla c perioada unei alternane a tensiunii de la reea (de la priz) este:

Cnd ns n circuit aveminductane i/sau condensatori, situaia devine puin mai complicat din cauza reactanelor specifice care apar.O.K., prima dat trebuie s-i rspund la ntrebarea ce este o reactan ?. Este o mrime electric ce arat ct de mult frneaz o bobin sau un condensator trecerea unui curent electric alternativ.Echivalentul mecanic alreactaneiestefora de inerie. Cu alte cuvinte, i poi nchipui c electronii (care formeaz curentul electric) ar fi nite bilue din plumb care se plimb vesele prin conductoarele electrice. n cazul curentului continuu, singurul lucru care le stnjenete deplasarea este frecarea cu atomii conductorului electric respectiv (adic rezistena electric). n cazul curentului alternativ, biluelor din plumb li se cere s-i schimbe frecvent sensul de deplasare, adica vor fi frecvent accelerate ntr-un sens, apoi frnate pn la oprire, accelerate n cellalt sens, apoi iar frnate i tot aa. Cu alte cuvinte, n curent alternativ, deplasarea biluelor din plumb este frnat att de rezistena materialului din care e fcut conductorul electric ct i de forele de inerie care apar.Reactanele sunt fenomene electrice care sunt provocate fie de capaciti fie de inductane.Reactana inductivDac vom considera un circuit format dintr-un generator de curent alternativ la bornele cruia este legat o inductan (o bobin), reactana inductiv arat ct de mult se opune bobina respectiv curgerii curentului electric. La fel ca i rezistena electric, reactana inductiv se msoar tot n ohmi [].Pn o vei digera n detaliu, i mai poi imagina c reactana inductiv este rezistena electric n curent alternativ a bobinei. Aa cum se observ din ecuaia de mai jos,reactana inductiv crete odat cu frecvena curentului electric. n condiii de amator este puin mai dificil s msori inductane, ns dac ai cu ce i eti curios s vezi ci ohmi are o anumit inductan la o anumit frecven, trebuie doar s faci produsul din ecuaia urmtoare:

unde: XLeste reactana inductiv, exprimat n ohmi []; feste frecvena curentului alternativ din circuit, exprimat n heri [Hz]; L este inductana bobinei, exprimat n Henry [H].

Reactana capacitivDac vom considera acelai generator de curent alternativ, cuplat de data asta la un condensator, reactana capacitiv este rezistena electric n curent alternativ a condensatorului.Spre deosebire de inductana inductiv, reactana capacitivscade odat cu frecvena curentului electric. Ecuaia reactanei capacitive este urmtoarea:

unde: XCeste reactana capacitiv, exprimat n ohmi []; feste frecvena curentului alternativ din circuit, exprimat n heri [Hz]; C este inductana bobinei, exprimat n Farazi [F].Te ntrebi ce folos are s tii c reactana unei bobine sau a unui condensator variaz cu frecvena curentului ? Unul din cele mai simple i importante rspunsuri este: acest fenomen ne permite ca dintr-un semnal cu o groaz de cureni electrici (fiecare cu frecvena lui), s-i filtram doar pe cei pe care i dorim.n cadrul acestui articol am ncercat s-i vorbesc despre reactan scurt i la obiect. Dac totui vrei informaii mai detaliate i sugerez s tragi cu ochiulaici(ncepnd cu pagina 30).