지난 글에서 우리는 저항 R, 인덕턴스 L, 커패시턴스 C 사이의 관계에 대해 이야기했습니다. 여기서는 이들에 대한 좀 더 자세한 정보를 논의하겠습니다.
인덕터와 커패시터가 AC 회로에서 유도성 및 용량성 리액턴스를 생성하는 이유는 전압과 전류의 변화로 인해 에너지가 변화하기 때문입니다.
인덕터의 경우, 전류가 변하면 자기장(에너지)도 변합니다. 전자기 유도에서 유도 자기장은 항상 원래 자기장의 변화를 방해한다는 것은 누구나 알고 있습니다. 따라서 주파수가 증가함에 따라 이러한 방해의 영향이 더욱 뚜렷해지며, 이것이 바로 인덕턴스 증가입니다.
커패시터의 전압이 변하면 전극판의 전하량도 그에 따라 변합니다. 당연히 전압이 빠르게 변할수록 전극판의 전하량은 더 빠르고 더 많이 이동합니다. 전하량의 이동은 실제로 전류입니다. 간단히 말해, 전압이 빠르게 변할수록 커패시터를 통해 흐르는 전류는 더 커집니다. 이는 커패시터 자체가 전류에 미치는 차단 효과가 작아지고, 이는 용량성 리액턴스가 감소함을 의미합니다.
요약하자면, 인덕터의 인덕턴스는 주파수에 직접 비례하고, 커패시터의 커패시턴스는 주파수에 반비례합니다.
인덕터와 커패시터의 전력과 저항의 차이점은 무엇입니까?
저항은 직류 및 교류 회로 모두에서 에너지를 소비하며, 전압과 전류의 변화는 항상 동기화됩니다. 예를 들어, 다음 그림은 교류 회로에서 저항의 전압, 전류, 전력 곡선을 보여줍니다. 그래프에서 저항의 전력은 항상 0보다 크거나 같고, 0보다 작지 않음을 알 수 있습니다. 이는 저항이 전기 에너지를 흡수하고 있음을 의미합니다.
교류 회로에서 저항이 소비하는 전력은 평균 전력 또는 유효 전력이라고 하며, 대문자 P로 표시합니다. 유효 전력은 부품의 에너지 소비 특성만을 나타냅니다. 특정 부품이 에너지를 소비하는 경우, 에너지 소비량(또는 속도)을 나타내기 위해 유효 전력 P로 표시합니다.
커패시터와 인덕터는 에너지를 소비하지 않고 에너지를 저장하고 방출할 뿐입니다. 그중 인덕터는 여기 자기장의 형태로 전기 에너지를 흡수하는데, 이는 전기 에너지를 흡수하여 자기장 에너지로 변환하고, 다시 자기장 에너지를 전기 에너지로 방출하는 과정을 반복합니다. 마찬가지로 커패시터는 전기 에너지를 흡수하여 전기장 에너지로 변환하고, 반대로 전기장 에너지를 방출하여 전기 에너지로 변환합니다.
전기 에너지를 흡수하고 방출하는 과정인 인덕턴스와 커패시턴스는 에너지를 소모하지 않으므로 유효 전력으로 나타낼 수 없습니다. 이를 바탕으로 물리학자들은 Q와 Q로 표기되는 무효 전력이라는 새로운 이름을 정의했습니다.
게시 시간: 2023년 11월 21일