Qu'est-ce qu'une réactance inductive: définition, unité et formule

L’une des lois célèbres liées à l’électricité est la «loi d’Ohm». La loi d'Ohm donne une relation empirique qui décrit la conductivité de divers matériaux électriquement conducteurs. Selon cette loi, le courant circulant dans un conducteur est directement proportionnel à la tension aux bornes du conducteur, la résistance étant une constante de proportionnalité. Ici, les unités de courant sont l'Ampère, les unités de tension sont données en volts et les unités de résistance sont les Ohms. En physique, cette loi est généralement également utilisée pour désigner diverses généralisations de la loi, comme sous forme vectorielle en électromagnétique. De même, lorsque vous travaillez avec AC inducteurs , la loi des ohms est utilisée, où la résistance est appelée «réactance inductive» au lieu de «résistance».

Qu'est-ce que la réactance inductive?

Lorsqu'une tension est appliquée à une inductance, un courant est induit à travers le circuit de l'inductance. Cependant, ce courant n’est pas généré instantanément mais croît à une vitesse rapide déterminée par les valeurs auto-induites de l’inducteur. Le courant induit est limité par les éléments résistifs présents dans les enroulements de la bobine d'inductance. Ici, la quantité de résistance dépend du rapport de la tension appliquée au courant induit, comme mentionné dans la loi d'Ohm.

La figure ci-dessous est un circuit inductif utilisé pour calculer la réactance inductive.

Réactance inductive

Cependant, lorsque l'inducteur est connecté au circuit CA, le flux de courant se comporte différemment. Ici, l'alimentation sinusoïdale est utilisée. Par conséquent, une différence de phase entre la tension et la forme d'onde de courant se produit. Maintenant, lorsque l'alimentation en courant alternatif est utilisée pour la bobine d'inductance, outre l'inductance de la bobine, le courant doit également faire face à l'opposition de la fréquence de la forme d'onde alternative. Cette résistance face au courant dans l'inductance lorsqu'elle est connectée dans un circuit CA est appelée «résistance inductive».

Différence entre l'inductance et la réactance

L'inductance est la capacité d'un matériau à induire une tension dans celui-ci lorsqu'il y a un changement dans le flux de courant à l'intérieur. Le symbole de l'inductance est «L». Tandis que, réactance est la propriété des matériaux électriques qui s'oppose au changement de courant. Les unités de réactance sont «Ohm» et il est indiqué par le symbole «X» pour le distinguer de la résistance normale.

La réactance fonctionne de la même manière que résistance électrique mais contrairement à la résistance, la réactance ne dissipe pas la puissance sous forme de chaleur. Il stocke plutôt l'énergie sous forme de valeur de réactance et la renvoie au circuit. Un inducteur idéal a une résistance nulle alors qu'une résistance idéale a une réactance nulle.

Dérivation de la formule de réactance inductive

La réactance inductive est le terme lié aux circuits CA. Il s'oppose au flux de courant dans les circuits AC. Dans un circuit inductif à courant alternatif en raison d'une différence de phase, la forme d'onde de courant «LAGS» la forme d'onde de tension appliquée de 90 degrés .i.e si la forme d'onde de tension est à 0 degrés, la forme d'onde de courant sera à -90 degrés.

Dans un circuit inductif, l'inducteur est placé aux bornes de l'alimentation en tension alternative. La force électromotrice auto-induite dans l'inducteur augmente et diminue avec l'augmentation et la diminution de la fréquence de la tension d'alimentation. La force électromotrice auto-induite est directement proportionnelle à la vitesse de variation du courant dans la bobine d'inductance. Le taux de changement le plus élevé se produit lorsque la forme d'onde de la tension d'alimentation passe du demi-cycle positif à un demi-cycle négatif ou vice versa.

Dans un circuit inductif, le courant est en retard sur la tension. Ainsi, si la tension est à 0 degré, le courant sera à -90 degrés par rapport à la tension. Par conséquent, lorsque les formes d'onde sinusoïdales sont considérées, la forme d'onde de tension V_Lpeut être classé comme une onde sinusoïdale et une forme d'onde de courant I_Lcomme une onde cosinus négative.

Ainsi, le courant en un point peut être défini comme:

je_L= Je_max. sin (ωt - 90⁰), φω est en radians et «t» en secondes

Le rapport de la tension et du courant dans le circuit inductif donne la valeur de la réactance inductive X_L

Ainsi, X_L= V_L/ JE_Lohms = ωL = 2πfL ohms

Ici, L est l'inductance, f est la fréquence et 2πf = ω

À partir de cette dérivation, on peut voir que la réactance inductive est directement proportionnelle à la fréquence «f» et à l’inductance «L» de l’inducteur. Avec une augmentation de la fréquence de tension ou de l'inductance de la bobine, la réactance globale du circuit augmente. Lorsque la fréquence augmente à l'infini, la réactance inductive augmente également à l'infini, agissant de manière similaire à un circuit ouvert. Pour un creux de fréquence à zéro, la réactance inductive diminue également jusqu'à zéro, agissant comme un court-circuit.

symbole

La réactance inductive est la résistance à laquelle le courant circule dans l'inductance lorsque la tension alternative est fournie. Ses unités sont similaires aux unités de résistance. Le symbole de la réactance inductive est «X_L«. Comme le courant est en retard de 90 degrés par rapport à l'inductance de tension, en ayant la valeur de l'une ou l'autre des quantités, l'autre peut être calculée facilement. Si la tension est connue, alors par le décalage négatif de 90 degrés de la forme d'onde de tension, la forme d'onde de courant peut être dérivée.

Exemple

Prenons un exemple pour calculer la réactance inductive.

Un inducteur avec une inductance de 200 mH et une résistance nulle est connecté à travers une alimentation en tension de 150 V. La fréquence d'alimentation en tension est de 60 Hz. Calculez la réactance inductive et le courant traversant l'inductance

Réactance inductive

X_L= 2πfL

= 2π × 50 × 0,20

= 76,08 ohms

Actuel

je_L= V_L/ X_L

= 150 / 76,08

= 1,97 Un

Dans les circuits électriques et électroniques, le terme «réactance» est régulièrement utilisé avec les circuits à inductance et condensateur. Une augmentation de la valeur de réactance dans ces circuits conduit à une diminution du courant à travers eux. La réactance inductive entraîne la déphasage de la tension et du courant. Dans les systèmes d'alimentation électrique, cela limitera la capacité de puissance des lignes de transmission CA. Bien que le courant circule encore dans de telles situations, les lignes de transmission s'échauffent et il n'y aura pas de transfert de puissance efficace. Il est donc important de surveiller la réactance inductive des circuits. Quelle est la différence de phase entre les formes d'onde de tension et de courant pour le circuit inducteur?