Elektrikle ilgili meşhur kanunlardan biri 'Ohm Kanunu' dur. Ohm yasası, şunu tanımlayan ampirik bir ilişki verir: iletkenlik çeşitli elektriksel olarak iletken malzemeler. Bu yasaya göre, bir iletkende akan akım, orantılılık sabiti olarak dirençle, iletken üzerindeki voltajla doğru orantılıdır. Burada akım birimleri Amperdir, voltaj birimleri volt olarak verilir ve direnç birimleri Ohm'dur. Fizikte, bu yasa genellikle elektromanyetikte Vektör biçiminde olduğu gibi yasanın çeşitli genellemelerine atıfta bulunmak için kullanılır. Benzer şekilde, AC ile çalışırken indüktörler Direncin 'direnç' yerine 'Endüktif Reaktans' olarak ifade edildiği ohm kanunu kullanılır.
Endüktif Reaktans nedir?
Bir indüktöre voltaj uygulandığında, indüktör devresi boyunca bir akım indüklenir. Bununla birlikte, bu akım anında üretilmez, ancak indüktörün kendiliğinden indüklenen değerleri tarafından belirlenen hızlı bir oranda büyür. İndüklenen akım, indüktör bobin sargılarında bulunan direnç elemanlarıyla sınırlıdır. Burada, direnç miktarı Ohm Yasasında belirtildiği gibi uygulanan voltajın indüklenen akıma oranına bağlıdır.
Aşağıdaki şekil, endüktif reaktansı hesaplamak için kullanılan bir Endüktör devresidir.
Endüktif reaktans
Bununla birlikte, indüktör AC devresine bağlandığında, akım akışı farklı davranır. Burada sinüzoidal besleme kullanılır. Bu nedenle, voltaj ve akım dalga formu arasında bir faz farkı oluşur. Şimdi, indüktör bobini için AC beslemesi kullanıldığında, bobinin endüktansının yanı sıra, akımın da AC dalga formunun frekansıyla karşı karşıya gelmesi gerekir. AC devresine bağlıyken indüktördeki akımın karşılaştığı bu direnç “Endüktif Direnç” olarak adlandırılır.
Endüktans ve Reaktans Arasındaki Fark
Endüktans, bir malzemenin, içindeki akım akışında bir değişiklik olduğunda içinde bir voltaj indükleme kabiliyetidir. Endüktans sembolü 'L' dir. Buna karşılık, reaktans akımdaki değişime karşı çıkan elektriksel malzemelerin özelliğidir. Reaktans birimleri 'Ohm' dir ve onu normal dirençten ayırt etmek için 'X' sembolü ile gösterilir.
Reaktans benzer şekilde çalışır elektrik direnci ancak dirençten farklı olarak, reaktans gücü ısı olarak dağıtmaz. Bunun yerine enerjiyi bir reaktans değeri olarak depolar ve devreye geri döndürür. İdeal bir indüktör sıfır dirence sahipken, ideal bir direnç sıfır reaktansa sahiptir.
Endüktif Reaktans Formülü Türetme
Endüktif reaktans, AC devreleriyle ilgili terimdir. AC devrelerindeki akım akışına karşı çıkar. Faz farkından dolayı bir AC endüktif devrede, akım dalga formu uygulanan voltaj dalga formunu 90 derece “LAGS”. Yani, voltaj dalga formu 0 derecedeyse, akım dalga formu -90 derecede olacaktır.
Endüktif bir devrede, indüktör AC voltaj kaynağının karşısına yerleştirilir. İndüktördeki kendi kendine indüklenen emf, besleme voltajının frekansındaki artış ve azalma ile artar ve azalır. Kendinden indüklenen emf, indüktör bobinindeki akım değişim hızı ile doğru orantılıdır. En yüksek değişim oranı, besleme voltajı dalga biçimi pozitif yarı döngüden negatif yarı döngüye veya tersine geçtiğinde ortaya çıkar.
Endüktif bir devrede akım, voltajın gerisinde kalır. Dolayısıyla, voltaj 0 derecedeyse akım, voltaja göre -90 derece olacaktır. Bu nedenle, sinüzoidal dalga biçimleri düşünüldüğünde, voltaj dalga biçimi VLsinüs dalgası ve akım dalga biçimi olarak sınıflandırılabilir ILnegatif bir kosinüs dalgası olarak.
Böylece, bir noktadaki akım şu şekilde tanımlanabilir:
benL= Imax. günah (ωt - 900), φω is radyan cinsindendir ve 't' saniye cinsindendir
Endüktif devredeki voltaj ve akım oranı, endüktif reaktansın değerini verir XL
Böylece, XL= VL/ BENLohms = ωL = 2πfL ohm
Burada L endüktans, f frekans ve 2πf = ω
Bu türetmeden, Endüktif reaktansın, indüktörün 'f' frekansı ve endüktansı 'L' ile doğru orantılı olduğu görülebilir. Bobinin voltaj frekansında veya endüktansında bir artışla, devrenin genel reaktansı artar. Frekans sonsuza yükseldikçe, endüktif reaktans da açık devreye benzer şekilde sonsuza yükselir. Frekansta sıfıra bir düşüş için, endüktif reaktans da bir kısa devreye benzer şekilde sıfıra düşer.
Sembol
Endüktif reaktans, AC voltajı sağlandığında indüktördeki akım akışının karşılaştığı dirençtir. Birimleri direnç birimlerine benzer. Endüktif reaktansın sembolü 'XL'. Akım, voltaj indüktörüne göre 90 derece geciktiğinden, herhangi bir miktarın değerine sahip olarak diğeri kolayca hesaplanabilir. Voltaj biliniyorsa, voltaj dalga formunun negatif 90 derecelik kayması ile akım dalga formu türetilebilir.
Misal
Endüktif reaktansı hesaplamak için bir örneğe bakalım.
200mH endüktans ve sıfır dirençli bir indüktör, 150V voltaj kaynağına bağlanır. Voltaj kaynağı frekansı 60Hz'dir. Endüktif reaktansı ve indüktörden geçen akımı hesaplayın
Endüktif reaktans
XL= 2πfL
= 2π × 50 × 0.20
= 76,08 ohm
Güncel
benL= VL/ XL
= 150 / 76.08
= 1,97 A
Elektrik ve elektronik devrelerde 'reaktans' terimi düzenli olarak indüktör ve kapasitör devreleri ile kullanılır. Bu devrelerdeki reaktans değerindeki bir artış, bunlar boyunca akımda bir azalmaya yol açar. Endüktif reaktans, voltaj ve akımın faz dışına çıkmasına neden olur. Elektrik güç sistemlerinde bu, AC iletim hatlarının güç kapasitesini sınırlayacaktır. Bu gibi durumlarda akım yine de aksa da, iletim hatları ısınacak ve etkili bir güç aktarımı olmayacaktır. Bu nedenle, devrelerin endüktif reaktansını izlemek önemlidir. İndüktör devresi için voltaj ve akım dalga formları arasındaki faz farkı nedir?
