מידע נוסף על ההתנגדות R, השראות L והקיבול C

בקטע הקודם, דיברנו על הקשר בין ההתנגדות R, ההשראות L והקיבול C, וכאן נדון במידע נוסף עליהם.

באשר לסיבה מדוע סלילים וקבלים מייצרים ריאקציות אינדוקטיביות וקיבוליות במעגלי AC, המהות טמונה בשינויים במתח ובזרם, וכתוצאה מכך שינויים באנרגיה.

עבור משרן, כאשר הזרם משתנה, גם השדה המגנטי שלו משתנה (שינויי אנרגיה). כולנו יודעים שבאינדוקציה אלקטרומגנטית, השדה המגנטי המושרה תמיד מעכב את השינוי של השדה המגנטי המקורי, כך שככל שהתדר עולה, ההשפעה של חסימה זו הופכת בולטת יותר, שהיא עלייה בהשראות.

כאשר מתח הקבל משתנה, גם כמות המטען על לוח האלקטרודה משתנה בהתאם. ברור שככל שהמתח משתנה מהר יותר, כך תנועת כמות המטען על לוח האלקטרודה מהירה וגוברת. תנועת כמות המטען היא למעשה הזרם. במילים פשוטות, ככל שהמתח משתנה מהר יותר, כך הזרם הזורם דרך הקבל גדול יותר. משמעות הדבר היא שלקבל עצמו יש אפקט חסימה קטן יותר על הזרם, מה שאומר שהתגובה הקיבולית יורדת.

לסיכום, ההשראות של משרן היא ביחס ישר לתדר, בעוד שהקיבול של קבל הוא ביחס הפוך לתדר.

מהם ההבדלים בין ההספק וההתנגדות של סלילים וקבלים?

נגדים צורכים אנרגיה הן במעגלי זרם ישר והן במעגלי זרם חילופין, והשינויים במתח ובזרם תמיד מסונכרנים. לדוגמה, האיור הבא מציג את עקומות המתח, הזרם וההספק של נגדים במעגלי זרם חילופין. מהגרף ניתן לראות שההספק של הנגד תמיד היה גדול או שווה לאפס, ולא יהיה קטן מאפס, מה שאומר שהנגד סופג אנרגיה חשמלית.

במעגלי זרם חילופין, ההספק הנצרך על ידי נגדים נקרא הספק ממוצע או הספק פעיל, המסומן באות הגדולה P. ההספק הפעיל מייצג רק את מאפייני צריכת האנרגיה של הרכיב. אם לרכיב מסוים יש צריכת אנרגיה, אז צריכת האנרגיה מיוצגת על ידי ההספק הפעיל P כדי לציין את גודל (או מהירות) צריכת האנרגיה שלו.

וקבלים ומשרנים אינם צורכים אנרגיה, הם רק אוגרים ומשחררים אנרגיה. ביניהם, משרנים סופגים אנרגיה חשמלית בצורת שדות מגנטיים של עירור, אשר סופגים וממירים אנרגיה חשמלית לאנרגיית שדה מגנטי, ולאחר מכן משחררים אנרגיית שדה מגנטי לאנרגיה חשמלית, תוך כדי חזרה מתמדת; באופן דומה, קבלים סופגים אנרגיה חשמלית וממירים אותה לאנרגיית שדה חשמלי, תוך שחרור אנרגיית שדה חשמלי והמרתה לאנרגיה חשמלית.

השראות וקיבול, תהליך של ספיגה ושחרור אנרגיה חשמלית, אינם צורכים אנרגיה וברור שלא ניתן לייצג אותם על ידי הספק אקטיבי. בהתבסס על כך, פיזיקאים הגדירו שם חדש, שהוא הספק ריאקטיבי, המיוצג על ידי האותיות Q ו-Q.