Калькулятор индуктивного сопротивления

Рассчитайте индуктивное сопротивление, импеданс RL и фазовый угол цепи переменного тока.

Калькулятор катушки в цепи переменного тока
Введите частоту, индуктивность и необязательное последовательное сопротивление.

Об индуктивном сопротивлении

Индуктивное сопротивление описывает, насколько сильно катушка препятствует переменному току. В отличие от обычного сопротивления, рассеивающего электрическую энергию в виде тепла, идеальное индуктивное сопротивление временно запасает энергию в магнитном поле и возвращает её в цепь. Его величина равна XL = 2 pi f L, где частота f измеряется в герцах, а индуктивность L — в генри. Результат измеряется в омах. Поскольку частота непосредственно входит в формулу, её удвоение удваивает реактивное сопротивление. То же верно для индуктивности. У реальной катушки есть и сопротивление обмотки. Поэтому калькулятор принимает необязательное последовательное сопротивление и объединяет его с реактивным для определения модуля полного импеданса. Активное и индуктивное сопротивления расположены на перпендикулярных осях диаграммы импеданса, поэтому их величины объединяются по теореме Пифагора. Фазовый угол — арктангенс отношения реактивного сопротивления к активному. У идеальной катушки он равен 90 градусам, а в цепи с преобладанием активного сопротивления ближе к нулю. Инженеры используют индуктивное сопротивление при выборе дросселей, проектировании RL-фильтров, оценке поведения трансформаторов и анализе двигателей или соленоидов с питанием переменным током. Катушка, пропускающая низкочастотный ток, может существенно ограничивать высокочастотный. Эта частотная зависимость полезна для фильтров и подавления помех, но при её исключении из расчёта возможны неожиданные падения напряжения. Радиосистемы используют тот же принцип для настройки и согласования импедансов. Звуковые разделительные фильтры также опираются на рост противодействия катушки с повышением частоты сигнала. Применяя результат к установившимся синусоидальным цепям, используйте действующие значения в частотной области. Реальные катушки также имеют паразитную ёмкость, потери в сердечнике, насыщение и зависящее от частоты сопротивление обмотки. Эти эффекты могут вызвать отличие измеренного импеданса от идеальной последовательной RL-модели, особенно вблизи собственного резонанса или при большом токе. Проверяйте технические данные компонента, если важны точность, нагрев или запас безопасности. Для обычного низкочастотного анализа эти формулы дают быструю и наглядную оценку реактивного сопротивления, импеданса и сдвига фаз между током и напряжением.

Примеры

Исходные данныеРезультаты расчёта
60 Hz, 0.1 H, 10 ОмXL 37.6991 Ом; Z 39.0029 Ом; фаза 75.1439 градусов
1000 Hz, 0.01 H, 0 ОмXL и Z 62.8319 Ом; фаза 90 градусов
50 Hz, 0.2 H, 20 ОмXL 62.8319 Ом; Z 65.9382 Ом; фаза 72.3432 градусов

Как пользоваться калькулятором

  1. Введите частоту источника переменного тока в герцах.
  2. Введите индуктивность катушки в генри.
  3. Добавьте сопротивление обмотки или внешнее последовательное сопротивление либо оставьте ноль для идеальной катушки.
  4. Нажмите «Рассчитать», чтобы увидеть реактивное сопротивление, импеданс и фазовый угол.

Частые вопросы

Что такое индуктивное сопротивление?

Это противодействие катушки переменному току, вызванное изменяющимся магнитным полем. Оно измеряется в омах и растёт с частотой и индуктивностью.

Почему частота увеличивает реактивное сопротивление?

Быстрее меняющийся ток наводит в катушке большее противодействующее напряжение. Поэтому повышение частоты пропорционально увеличивает индуктивное сопротивление.

Реактивное и активное сопротивление — одно и то же?

Нет. Активное сопротивление превращает электрическую энергию главным образом в тепло, а идеальное реактивное запасает и возвращает энергию в каждом периоде переменного тока.

Какой фазовый угол у идеальной катушки?

У идеальной катушки фазовый угол равен 90 градусам, а ток отстаёт от напряжения. Сопротивление обмотки уменьшает угол до значения ниже 90 градусов.

Можно использовать это для цепей постоянного тока?

При установившемся постоянном токе частота равна нулю, как и идеальное индуктивное сопротивление. Переходные процессы переключения требуют анализа во временной области, а не этого установившегося расчёта переменного тока.