Введение
Противодействие току, создаваемое индуктивностью или ёмкостью
В электрических цепях реактивное сопротивление – это противодействие переменному току, обусловленное индуктивностью и ёмкостью. Наряду с активным сопротивлением, оно является одним из двух компонентов импеданса; однако, хотя оба компонента связаны с передачей электрической энергии, в реактивном сопротивлении не происходит её рассеяния в виде тепла; вместо этого реактивное сопротивление накапливает энергию, которая возвращается в цепь через четверть цикла. Чем выше реактивное сопротивление, тем меньше ток при заданном напряжении. Реактивное сопротивление используется для вычисления изменений амплитуды и фазы синусоидального переменного тока при прохождении через элемент цепи. Как и активное сопротивление, реактивное сопротивление измеряется в омах, при этом положительные значения соответствуют индуктивному реактивному сопротивлению, а отрицательные – ёмкостному. Оно обозначается символом X. Идеальный резистор имеет нулевое реактивное сопротивление, в то время как идеальные индукторы и конденсаторы имеют нулевое активное сопротивление. С увеличением частоты индуктивное реактивное сопротивление возрастает, а ёмкостное – уменьшается.
Сравнение с сопротивлением
Реактивность аналогична сопротивлению в том, что большее значение реактивности приводит к меньшему току при одном и том же приложенном напряжении. Более того, цепь, состоящая исключительно из элементов, обладающих только реактивностью (и не имеющих сопротивления), может быть проанализирована так же, как цепь, состоящая исключительно из сопротивлений. Те же методы также могут быть использованы для комбинирования элементов с реактивностью и элементов с сопротивлением, однако обычно для этого требуются комплексные числа. Это рассматривается ниже в разделе, посвященном импедансу. Тем не менее, между реактивностью и сопротивлением существуют несколько важных различий. Во-первых, реактивность сдвигает фазу тока, протекающего через элемент, на четверть цикла относительно фазы приложенного к элементу напряжения. Во-вторых, в чисто реактивном элементе мощность не рассеивается, а накапливается. В-третьих, реактивности могут быть отрицательными, что позволяет им взаимно компенсироваться. Наконец, основные элементы цепи, обладающие реактивностью (конденсаторы и индуктивности), имеют частотно-зависимую реактивность, в отличие от резисторов, которые имеют одно и то же сопротивление для всех частот, по крайней мере, в идеальном случае. Термин "реактивность" впервые был предложен французским инженером М. Оспиталие в журнале L'Industrie Electrique 10 мая 1893 года и официально принят Американским институтом инженеров-электриков в мае 1894 года.
Фазовые связи
Фаза напряжения на чисто реактивном элементе (т.е. с нулевым паразитным сопротивлением) отстает от тока на π/2 радиан для емкостного реактивного сопротивления и опережает ток на π/2 радиан для индуктивного реактивного сопротивления. Без знания как сопротивления, так и реактивного сопротивления невозможно определить взаимосвязь между напряжением и током. Причина различных знаков емкостного и индуктивного реактивного сопротивления заключается в фазовом факторе в импедансе. Для реактивного компонента синусоидальное напряжение на компоненте сдвинуто по фазе на π/2 (является в квадратуре) относительно синусоидального тока через компонент. Компонент попеременно накапливает энергию из цепи и затем возвращает ее в цепь, таким образом, чистое реактивное сопротивление не рассеивает мощность.