Annahme und Aufnahme

Was ist Leitfähigkeit?

Beim Studium von Gleichstromkreisen stößt der Elektrizitätsstudent auf einen Begriff, der das Gegenteil von Widerstand bedeutet:Leitfähigkeit . Es ist ein nützlicher Begriff, wenn Sie die mathematische Formel für parallele Widerstände untersuchen:R_parallel =1 / (1/R₁ + 1/R₂ + . . . 1/R_n ).

Im Gegensatz zum Widerstand, der abnimmt, wenn mehr parallele Komponenten in der Schaltung enthalten sind, wird die Leitfähigkeit einfach hinzugefügt. Mathematisch ist der Leitwert der Kehrwert des Widerstands, und jeder 1/R-Term in der „Parallelwiderstandsformel“ ist eigentlich ein Leitwert.

Während der Begriff „Widerstand“ den Widerstand gegen fließende Elektronen in einem Stromkreis bezeichnet, steht „Leitfähigkeit“ für die Leichtigkeit, mit der Elektronen fließen können. Der Widerstand ist das Maß dafür, wie viel ein Schaltkreis widersteht Strom, während der Leitwert das Maß dafür ist, wie viel ein Stromkreis leitfähig ist aktuell.

Der Leitwert wurde früher in der Einheit mhos . gemessen , oder „Ohm“ rückwärts geschrieben. Die richtige Maßeinheit ist jetzt Siemens . In einer mathematischen Formel symbolisiert, ist der richtige Buchstabe für den Leitwert „G“.

Reaktive Bauelemente wie Induktivitäten und Kondensatoren wirken dem Elektronenfluss zeitlich entgegen und nicht wie Widerstände mit konstanter, unveränderlicher Reibung. Wir nennen diese zeitbasierte Opposition Reaktanz , und wie der Widerstand messen wir ihn auch in der Einheit Ohm .

Was ist Anfälligkeit?

Da die Leitfähigkeit das Komplement des Widerstands ist, gibt es auch einen komplementären Ausdruck der Reaktanz, der als Suszeptanz bezeichnet wird . Mathematisch ist es gleich 1/X, dem Kehrwert der Reaktanz. Wie der Leitwert wurde er früher in der Einheit mhos gemessen, wird jetzt aber in Siemens gemessen.

Sein mathematisches Symbol ist "B", leider dasselbe Symbol, das verwendet wird, um die magnetische Flussdichte darzustellen.

Reaktanz vs. Suszeptanz

Die Begriffe „Reaktanz“ und „Suszeptanz“ haben ebenso wie Widerstand und Leitfähigkeit eine gewisse sprachliche Logik. Während die Reaktanz das Maß dafür ist, wie stark eine Schaltung reagiert gegen die Änderung des Stroms im Laufe der Zeit ist die Suszeptanz das Maß dafür, wie stark ein Stromkreis anfällig ist einen sich ändernden Strom zu leiten.

Wäre man damit beauftragt, die Gesamtwirkung mehrerer parallel geschalteter reiner Reaktanzen zu bestimmen, könnte man jede Reaktanz (X) in eine Suszeptanz (B) umwandeln, dann Suszeptanzen addieren statt Reaktanzen verkleinern:X_parallel =1/(1/X₁ + 1/X₂ + . . . 1/X_n ). Wie Leitwerte (G) addieren sich Suszeptanzen (B) parallel und nehmen in Reihe ab.

Ebenso wie die Leitfähigkeit ist die Suszeptanz eine skalare Größe.

Wenn ohmsche und reaktive Komponenten miteinander verbunden sind, können ihre kombinierten Auswirkungen nicht mehr mit skalaren Größen von Widerstand (R) und Reaktanz (X) analysiert werden.

Ebenso sind die Werte für Leitwert (G) und Suszeptanz (B) am nützlichsten in Schaltungen, in denen die beiden Arten von Widerständen nicht gemischt sind, dh entweder eine rein ohmsche (leitfähige) Schaltung oder eine rein reaktive (suszeptive) Schaltung.

Um die Auswirkungen gemischter ohmscher und reaktiver Komponenten auszudrücken und zu quantifizieren, mussten wir einen neuen Begriff verwenden:Impedanz , gemessen in Ohm und symbolisiert durch den Buchstaben „Z“.

Was ist Zulassung?

Um konsistent zu sein, brauchen wir ein komplementäres Maß, das den Kehrwert der Impedanz darstellt. Der Name für diese Maßnahme lautet Zulassung . Die Admittanz wird in der Einheit Siemens gemessen und ihr Symbol ist „Y“. Wie die Impedanz ist die Admittanz eine komplexe Größe und kein Skalar.

Auch hier sehen wir eine gewisse Logik in der Benennung dieses neuen Begriffs:Während die Impedanz ein Maß dafür ist, wie viel Wechselstrom behindert In einem Stromkreis ist die Admittanz ein Maß dafür, wie viel Strom zugelassen ist .

Mit einem wissenschaftlichen Taschenrechner, der komplexe Zahlenarithmetik sowohl in polarer als auch in rechteckiger Form verarbeiten kann, müssen Sie möglicherweise nie mit Suszeptanzzahlen (B) oder Admittanzzahlen (Y) arbeiten. Seien Sie sich jedoch ihrer Existenz und ihrer Bedeutungen bewusst.

VERWANDTES ARBEITSBLATT:

• Arbeitsblatt für Reihen- und Parallel-Wechselstromkreise