Leidendheid, Susceptantie, en Toelaatbaarheid in AC-Stromingen Begrijpen

Wat is Leidendheid?

In DC-stroomanalyse heet het concept dat de inverse is van weerstand leidendheid. Het wordt vooral nuttig bij het vereenvoudigen van netwerken van parallelle weerstanden:

Rparallel = 1 / (1/R₁ + 1/R₂ + … + 1/Rₙ)

Terwijl het toevoegen van weerstanden in parallel de algehele weerstand verlaagt, tellen geleidendheden simpelweg op. Wiskundig is leidendheid het omgekeerde van weerstand: G = 1/R. Elke 1/R term in de parallelle-weerstand vergelijking is in feite een leidendheid.

Weerstand kwantificeert hoeveel een component elektronenstroom weerstaat, terwijl leidendheid meet hoe gemakkelijk elektronen kunnen passeren. Waar "weerstand" een maat is van oppositie, is "leidendheid" een maat van vermogen.

Historisch werd leidendheid uitgedrukt in mhos (ohm achterstevoren). Vandaag is de SI-eenheid de Siemens (symbool S). In formules duidt het symbool G leidendheid aan.

Reactieve elementen—spoelen en condensatoren—weerstaan stroomveranderingen in de tijd in plaats van een constante weerstand te bieden. Deze tijdsafhankelijke oppositie heet reactantie en wordt ook in ohm gemeten.

Wat is Susceptantie?

Net zoals leidendheid weerstand complementeert, heet het omgekeerde van reactantie susceptantie. Het is gedefinieerd als B = 1/X en wordt, net als leidendheid, in Siemens gemeten.

Het symbool voor susceptantie is B—deze letter duidt ook magnetische fluxdichtheid aan in elektromagnetisme, maar in stroomanalyse verwijst het exclusief naar het imaginaire deel van toelaatbaarheid.

Reactantie vs. Susceptantie

De terminologie spiegelt die van weerstand en leidendheid: reactantie beschrijft hoe een stroom veranderingen in stroom in de tijd weerstaat, terwijl susceptantie beschrijft hoe gemakkelijk een stroom een tijdsvariabele stroom accepteert.

Bij het evalueren van verschillende parallelle, puur reactanties, is het vaak makkelijker om elke reactantie X om te zetten in de corresponderende susceptantie B, de B-waarden op te tellen, en dan het omgekeerde te nemen om de equivalente reactantie te verkrijgen:

Xparallel = 1 / (1/X₁ + 1/X₂ + … + 1/Xₙ)

Susceptanties, zoals geleidendheden, tellen op in parallel en combineren in serie. Beide zijn scalaire grootheden. Echter, wanneer weerstands- en reactieve elementen samen voorkomen, is een enkele scalaire grootheid niet meer voldoende.

In gemengde netwerken worden de concepten van impedantie (Z, gemeten in ohm) en zijn omgekeerde, toelaatbaarheid (Y, gemeten in Siemens), essentieel. Impedantie is een complex getal dat zowel weerstand als reactantie omvat; toelaatbaarheid is zijn complexe omgekeerde.

Wat is Toelaatbaarheid?

Toelaatbaarheid, aangeduid Y en gemeten in Siemens, is het omgekeerde van impedantie. Terwijl impedantie kwantificeert hoeveel een stroom AC belemmert, kwantificeert toelaatbaarheid hoeveel het stroomdoorloop toestaat.

Omdat impedantie een complexe grootheid is, is toelaatbaarheid ook complex. Moderne wetenschappelijke rekenmachines kunnen complexe rekenkunde in zowel polaire als rechthoekige vorm aan, dus u hoeft de losse cijfers voor susceptantie (B) of toelaatbaarheid (Y) zelden expliciet te gebruiken. Niettemin blijft hun betekenis begrijpen waardevol.

GERELATEERD WERKBLAD:

• Serie en Parallelle AC Stromingen Werkblad