Vsebina
Električne obremenitve spadajo v štiri kategorije: uporovni, kapacitivni, induktivni ali kombinacija teh treh. Nekaj obremenitev je zgolj uporovnih, kapacitivnih ali induktivnih. Nepopolna narava montaže elektro-elektronskih naprav je vzrok za indukcijo, upornost in naravni kapacitivnost v teh objektih.
Odporne obremenitve
Upor je naprava, ki se upira prehodu električnega toka. Na ta način se nekaj energije razprši kot toplota. Dve napravi, ki uporabljata te verige, sta žarnice z žarilno nitko in električni grelci. Upor (R) se meri v ohmih.
Žarnica z žarilno nitko proizvaja svetlobo tako, da skozi vakuum prehaja električni tok skozi žarilno nitko. Upor žarilne nitke povzroči segrevanje, električna energija pa se pretvori v svetlobo in toploto. Električni grelniki delujejo na enak način, vendar proizvajajo malo ali nič svetlobe.
Električni tok in napetost v uporovnem bremenu sta neposredno sorazmerna, pri čemer se ena poveča ali zmanjša v enakem razmerju kot drugi.
Kapacitivne obremenitve
Kondenzator shranjuje električno energijo. Dve prevodni snovi sta ločeni z izolatorjem. Ko se na kondenzator uporabi električni tok, se elektroni v toku priključijo na vezano ploščo na terminal, kjer teče tok. Ko je tok prekinjen, se elektroni vrnejo skozi vezje, dokler ne dosežejo drugega terminala kondenzatorja.
Kondenzatorji se uporabljajo v elektromotorjih, radijskih vezjih, napajalnikih in mnogih drugih vezjih. Zmogljivost kondenzatorja za shranjevanje električne energije se imenuje kapacitivnost ali električna zmogljivost (C). Glavna enota velikosti je farad, vendar večina kondenzatorjev deluje v mikrofaradih.
Tok inducira napetost kondenzatorja. Napetost na sponkah se prične pri 0 voltih, ko je tok največji. Medtem ko je polnjenje shranjeno v ploščah kondenzatorja, se napetost dvigne in tok pade. Ko kondenzator dovaja električni tok, se tok poveča in napetost se zmanjša.
Induktivne obremenitve
Induktor je lahko katerikoli prevodni material. Ko spremenljivi tok preide skozi induktor, ustvari okoli sebe magnetno polje. Če je induktor vzmet, bo magnetno polje večje. Podobno načelo se zgodi, ko je vodnik nameščen znotraj magnetnega polja. Polje inducira električni tok v prevodniku.
Primeri induktivnih obremenitev so transformatorji, elektromotorji in tuljave. V električnem motorju sta dve magnetni polji nasprotujoči, kar povzroči vrtenje motorne gredi.
Transformator ima dva induktorja, enega primarnega in drugega sekundarnega. Magnetno polje primarne tuljave inducira električni tok v sekundarnem.
Navitje shranjuje energijo v magnetnem polju, ki inducira, ko skozi to prehaja spremenljivi električni tok, in sprosti energijo, ko je tok prekinjen.
Induktivnost (L) se meri v henrih. Sprememba napetosti in toka v induktorju je obratno sorazmerna. Ko se tok dvigne, napetost pade.
Kombinirane obremenitve
Vsi vodniki imajo naravno odpornost pri normalnih pogojih in imajo tudi kapacitivne in induktivne vplive, toda ti majhni vplivi se na splošno ne upoštevajo za praktično uporabo. Druge obremenitve uporabljajo različne kombinacije induktorjev, kondenzatorjev in uporov za doseganje specifičnih namenov.
Frekvenčni krog radia uporablja spremenljive induktorje ali kondenzatorje v kombinaciji z uporom, da filtrira več frekvenc in pusti le en ozek pas skozi preostali krog.
Katodna cev na monitorju ali televiziji uporablja upore, induktorje in kapacitivnost cevi za nadzor in prikaz slik v fosfornih plasteh.
Enofazni motorji uporabljajo kondenzatorje za pomoč motorju med vžigom in delovanjem. Vžigalni kondenzatorji dajejo motorju dodatno fazo napetosti, saj med seboj vzamejo tokovno in fazno napetost.