Zawartość
Ładunki elektryczne dzielą się na cztery kategorie: rezystancyjne, pojemnościowe, indukcyjne lub kombinację tych trzech. Niewiele obciążeń jest czysto rezystancyjnych, pojemnościowych lub indukcyjnych. Niedoskonały charakter montażu urządzeń elektronicznych jest przyczyną indukcji, oporu i rodzimego treningu w tych obiektach.
Obciążenia rezystancyjne
Opór to urządzenie, które jest odporne na przepływ prądu elektrycznego. W ten sposób część energii jest rozpraszana w postaci ciepła. Dwa urządzenia wykorzystujące te prądy to żarówki i grzejniki elektryczne. Opór (R) jest mierzony w omach.
Żarówka wytwarza światło, przepuszczając prąd elektryczny przez żarnik próżniowy. Opór żarnika powoduje nagrzewanie, a energia elektryczna jest zamieniana na światło i ciepło. Grzejniki elektryczne działają w ten sam sposób, ale wytwarzają niewiele lub wcale światła.
Prąd elektryczny i napięcie w obciążeniu rezystancyjnym są wprost proporcjonalne, jedno rośnie lub maleje proporcjonalnie do drugiego.
Obciążenia pojemnościowe
Kondensator przechowuje energię elektryczną. Dwie substancje przewodzące są oddzielone izolatorem. Kiedy prąd elektryczny jest doprowadzany do kondensatora, elektrony z prądu łączą się z płytką przyklejoną do zacisku, przez który przepływa prąd. Kiedy prąd jest przerywany, elektrony wracają przez obwód, aż dotrą do drugiego zacisku kondensatora.
Kondensatory są stosowane w silnikach elektrycznych, obwodach radiowych, źródłach prądu i wielu innych obwodach. Zdolność kondensatora do magazynowania energii elektrycznej nazywana jest pojemnością lub pojemnością elektryczną (C). Główną jednostką wielkości jest farad, ale większość kondensatorów działa na mikrofaradach.
Prąd indukuje napięcie kondensatora. Napięcie na zaciskach zaczyna się od zera, gdy prąd osiąga maksimum. Gdy ładunek jest przechowywany w płytach kondensatora, napięcie rośnie, a prąd spada. Kiedy kondensator się rozładowuje, prąd rośnie, a napięcie spada.
Obciążenia indukcyjne
Cewka może być dowolnym materiałem przewodzącym. Kiedy zmienny prąd przepływa przez cewkę indukcyjną, tworzy wokół siebie pole magnetyczne. Jeśli cewka indukcyjna 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 przeciwne, zmuszając wał silnika do obracania się.
Transformator ma dwie cewki indukcyjne, jedną pierwotną i jedną wtórną. Pole magnetyczne cewki pierwotnej indukuje prąd elektryczny w uzwojeniu wtórnym.
Cewka przechowuje energię w polu magnetycznym, które indukuje, gdy przepływa przez nią zmienny prąd elektryczny, i uwalnia energię, gdy prąd zostaje przerwany.
Indukcyjność (L) mierzy się u kur. Zmiana napięcia i prądu w cewce jest odwrotnie proporcjonalna. Wraz ze wzrostem prądu napięcie spada.
Połączone obciążenia
Wszystkie przewodniki mają naturalną rezystancję w normalnych warunkach, a także wykazują wpływy pojemnościowe i indukcyjne, ale te małe wpływy są generalnie ignorowane w zastosowaniach praktycznych. Inne obciążenia wykorzystują różne kombinacje cewek, kondensatorów i rezystorów, aby osiągnąć określone cele.
Obwód częstotliwości radiowej wykorzystuje zmienne cewki indukcyjne lub kondensatory w połączeniu z rezystorem do filtrowania różnych częstotliwości i umożliwia tylko wąskiemu pasmu przejście przez pozostałą część obwodu.
Lampa elektronopromieniowa monitora lub telewizora wykorzystuje rezystory, cewki indukcyjne i wbudowaną pojemność lampy do sterowania i wyświetlania obrazów w warstwach luminoforu.
Silniki jednofazowe wykorzystują kondensatory do wspomagania silnika podczas zapłonu i pracy. Kondensatory zapłonowe dostarczają do silnika dodatkową fazę napięcia, pobierając ze sobą prąd i napięcie fazowe.
