Indhold
Elektriske belastninger falder i fire kategorier: resistiv, kapacitiv, induktiv eller en kombination af disse tre. Få belastninger er rent resistive, kapacitive eller induktive. Den ufuldkomne karakter af samlingen af elektro-elektroniske enheder er årsagen til induktion, modstand og indfødte kapacitans i disse objekter.
Modstandsdygtige belastninger
En modstand er et apparat, der modstår passagen af elektrisk strøm. På denne måde bliver noget af energien spredt som varme. To apparater, der bruger disse kæder, er glødelamper og elektriske varmeapparater. Modstanden (R) måles i ohm.
En glødelamper producerer lys ved at sende en elektrisk strøm gennem et filament i et vakuum. Filamentets modstand medfører opvarmning, og den elektriske energi omdannes til lys og varme. Elektriske ovne fungerer på samme måde, men de producerer lidt eller intet lys.
Den elektriske strøm og spænding i en resistiv belastning er direkte proportional, en stigende eller faldende i samme forhold som den anden.
Kapacitive belastninger
En kondensator opbevarer elektrisk energi. To ledende stoffer adskilles af en isolator. Når en elektrisk strøm påføres kondensatoren, forbinder elektronerne i strømmen i den bundne plade til den terminal, hvor strømmen strømmer. Når strømmen afbrydes, vender elektronerne tilbage gennem kredsløbet, indtil de når kondensatorens anden terminal.
Kondensatorer anvendes i elmotorer, radiokredsløb, strømforsyninger og mange andre kredsløb. Kapaciteten af en kondensator til opbevaring af elektricitet kaldes kapacitans eller elektrisk kapacitet (C). Hovedheden af storhed er farad, men de fleste kondensatorer opererer i mikrofarader.
Strømmen inducerer kondensatorens spænding. Spændingen på tværs af klemmerne starter ved null volt, når strømmen er på sit maksimum. Mens ladningen opbevares i kondensatorpladerne, stiger spændingen og strømmen falder. Når en kondensator giver den elektriske udladning, går strømmen op og spændingen falder.
Induktiv belastning
En induktor kan være ethvert ledende materiale. Når en variabel strøm passerer gennem en induktor, skaber den et magnetfelt omkring sig selv. Hvis induktoren er en fjeder, bliver magnetfeltet større. Et lignende princip opstår, når en leder er anbragt inde i et magnetfelt. Feltet inducerer en elektrisk strøm i lederen.
Eksempler på induktive belastninger er transformatorer, elmotorer og spoler. I en elektrisk motor er to magnetfelter modsætninger, der tvinger motorakslen til at rotere.
En transformer har to induktorer, en primær og den anden sekundære. Det primære spole magnetfelt inducerer elektrisk strøm i den sekundære.
En spole lagrer energi i magnetfeltet, der inducerer, når en variabel elektrisk strøm passerer igennem den, og frigiver energien, når strømmen afbrydes.
Induktansen (L) måles i henries. Ændringen af spænding og strøm i en induktor er omvendt proportional. Efterhånden som strømmen stiger, falder spændingen.
Kombinerede belastninger
Alle ledere har en naturlig modstand under normale forhold og udviser også kapacitive og induktive påvirkninger, men disse små påvirkninger ignoreres generelt for praktiske anvendelser. Andre belastninger bruger forskellige kombinationer af induktorer, kondensatorer og modstande til opnåelse af specifikke formål.
Frekvens kredsløb i en radio bruger variable induktorer eller kondensatorer i kombination med en modstand til at filtrere ud flere frekvenser og lad kun et smalt bånd passere gennem resten af kredsløbet.
Katodestrålerøret på en skærm eller et fjernsyn gør brug af modstande, induktorer og rørets kapacitans til at styre og vise billeder i sine fosforlag.
Enfasede motorer bruger kondensatorer til at hjælpe motoren under tænding og betjening. Tændkondensatorerne giver en ekstra fase af spænding til motoren, da de tager strøm- og fasespændingen med hinanden.