Tilbake til kapitteloversikt

Kapittel 9 · Vekselstrøm

Reaktans, impedans og trekantene

I dette kapittelet skal du lære hvordan resistans, reaktans og impedans beskriver motstand i vekselstrømskretser, og hvordan trekantene kan brukes til å forstå spenning, impedans og effekt.

Læringsmål

Dette skal du kunne

  • forklare forskjellen på resistans, reaktans og impedans
  • forklare hva induktiv og kapasitiv reaktans betyr
  • forklare at reaktans kan gi faseforskyvning mellom strøm og spenning
  • bruke impedanstrekanten med R, X og Z
  • bruke spenningstrekanten med UR, UX og U
  • bruke effekttrekanten med P, Q og S
  • regne med Pythagoras i trekantene
  • forklare forskjellen på aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt

Grunnbegreper

Fra likestrøm til vekselstrøm

I likestrøm bruker vi ofte resistans R som motstand mot strøm. I vekselstrøm kan spoler og kondensatorer også motsette seg strøm. Dette kalles reaktans, og den samlede motstanden kalles impedans.

Resistans

Symbol

R

Vanlig elektrisk motstand. Resistans omsetter energi til varme, lys eller arbeid.

Reaktans

Symbol

X

Motstand i vekselstrøm fra spoler og kondensatorer. Reaktans lagrer og leverer energi tilbake.

Impedans

Symbol

Z

Den totale motstanden i en vekselstrømskrets. Impedans består av resistans og reaktans.

Induktiv og kapasitiv reaktans

Spoler gir induktiv reaktans. Kondensatorer gir kapasitiv reaktans. I dette kapittelet holder vi oss til grunnprinsippene og enkle beregninger.

XL = XS = 2πfL
XC = XK =12πfC

Faseforskyvning

Strøm og spenning er ikke alltid i takt

I en ren resistiv last er strøm og spenning i fase. I en induktiv last kommer strømmen etter spenningen. I en kapasitiv last kommer strømmen foran spenningen.

Induktiv last

Motorer og transformatorer er ofte induktive. De kan gi faseforskyvning og reaktiv effekt.

Kapasitiv last

Kondensatorer kan gi motsatt fasevirkning av spoler. Dette er nyttig å kjenne igjen i vekselstrøm.

Trekantene

Vannrett del, loddrett del og hypotenus

Impedanstrekanten

RXZ
Z = √R² + X²
R = √Z² − X²
X = √Z² − R²

Spenningstrekanten

URUXU
U = √UR² + UX²
UR = √U² − UX²
UX = √U² − UR²

Effekttrekanten

PQS
S = √P² + Q²
P = S · cos φ
cos φ =PS

Eksempel

Impedanstrekanten

Gitt: R = 30 Ω og X = 40 Ω.

Z = √R² + X²
Z = √30² + 40²
Z = 50 Ω

Eksempel

Effekttrekanten

Gitt: P = 300 W og Q = 400 var.

S = √P² + Q²
S = √300² + 400²
S = 500 VA

Vanlige feil

  • blander resistans og impedans
  • tror reaktans er det samme som vanlig resistans
  • blander W, var og VA
  • glemmer at Z, U og S er hypotenuser i trekantene
  • bruker vanlig pluss direkte i stedet for Pythagoras
  • blander induktiv og kapasitiv virkning
  • tror effektfaktor alltid er 1