Sisältö
Sähkövarat jaetaan neljään luokkaan: resistiivinen, kapasitiivinen, induktiivinen tai näiden kolmen yhdistelmä. Harvat kuormat ovat puhtaasti resistiivisiä, kapasitiivisia tai induktiivisia. Elektronisten laitteiden kokoonpanon epätäydellisyys on syy induktioon, vastukseen ja natiiviin harjoitteluun näissä kohteissa.
Resistiiviset kuormat
Vastus on laite, joka vastustaa sähkövirran kulkua. Tällä tavalla osa energiasta haihtuu lämmönä. Kaksi laitetta, jotka käyttävät näitä virtoja, ovat hehkulamput ja sähkölämmittimet. Vastus (R) mitataan ohmina.
Hehkulamppu tuottaa valoa johtamalla sähkövirtaa tyhjiöfilamentin läpi. Hehkulangan vastus aiheuttaa kuumenemisen ja sähköenergia muuttuu valoksi ja lämmöksi. Sähkölämmittimet toimivat samalla tavalla, mutta tuottavat vähän tai ei ollenkaan valoa.
Sähkövirta ja jännite resistiivisessä kuormassa ovat suoraan verrannollisia, toinen kasvaa tai pienenee suhteessa toiseen.
Kapasitiiviset kuormat
Kondensaattori varastoi sähköenergiaa. Kaksi johtavaa ainetta erotetaan eristeellä. Kun sähkövirta syötetään kondensaattorin päälle, virran elektronit liittyvät liittimeen, joka on liimattu liittimeen, jossa virta virtaa. Kun virta katkeaa, elektronit palaavat piirin läpi, kunnes ne saavuttavat kondensaattorin toisen navan.
Kondensaattoreita käytetään sähkömoottoreissa, radiopiireissä, virtalähteissä ja monissa muissa piireissä. Kapasiteettia, jonka kondensaattorilla on varastoida sähköä, kutsutaan kapasitanssiksi tai sähköiseksi kapasiteetiksi (C). Suurin mittayksikkö on farad, mutta suurin osa kondensaattoreista toimii mikrofaradeilla.
Virta indusoi kondensaattorin jännitteen. Liitinjännite alkaa jännitteestä, kun virta on maksimissaan. Kun varaus varastoidaan kondensaattorilevyihin, jännite nousee ja virta putoaa. Kun kondensaattori purkautuu, virta nousee ja jännite pienenee.
Induktiiviset kuormat
Induktori voi olla mikä tahansa johtava materiaali. Kun muuttuva virta kulkee induktorin läpi, se luo magneettikentän ympärilleen. Jos induktori on jousi, magneettikenttä on suurempi. Samanlainen periaate tapahtuu, kun johdin sijoitetaan magneettikenttään. Kenttä indusoi sähkövirran johtimessa.
Esimerkkejä induktiivisista kuormista ovat muuntaja, sähkömoottori ja kela. Sähkömoottorissa kaksi magneettikenttää ovat vastakkain, mikä pakottaa moottorin akselin pyörimään.
Muuntajassa on kaksi induktoria, yksi ensisijainen ja toinen sekundäärinen. Ensisijaisen kelan magneettikenttä indusoi sähkövirran sekundäärissä.
Käämi varastoi energiaa magneettikenttään, joka indusoi, kun vaihteleva sähkövirta kulkee sen läpi, ja vapauttaa energiaa, kun virta katkeaa.
Induktanssi (L) mitataan henriereissä. Induktorin jännitteen ja virran muutos on kääntäen verrannollinen. Kun virta nousee, jännite laskee.
Yhdistetyt kuormat
Kaikilla johtimilla on luonnollinen vastus normaaleissa olosuhteissa ja niillä on myös kapasitiivisia ja induktiivisia vaikutuksia, mutta nämä pienet vaikutukset jätetään yleensä huomiotta käytännön sovelluksissa. Muut kuormat käyttävät erilaisia induktoreiden, kondensaattoreiden ja vastusten yhdistelmiä tiettyjen tarkoitusten saavuttamiseksi.
Radiotaajuuspiiri käyttää vaihtelevia induktoreita tai kondensaattoreita yhdessä vastuksen kanssa erilaisten taajuuksien suodattamiseksi ja vain kapean kaistan sallimiseksi kulkea muun piirin läpi.
Näytön tai television katodisädeputki käyttää vastuksia, induktoreita ja putken sisäänrakennettua kapasitanssia kuvien ohjaamiseen ja näyttämiseen fosforikerroksissa.
Yksivaiheiset moottorit käyttävät kondensaattoreita auttaakseen moottoria sytytyksen ja käytön aikana. Sytytyskondensaattorit tarjoavat moottorille ylimääräisen jännitteen vaiheen, kun ne vetävät virta- ja vaihejännitteen toisiinsa.
