Question

5. Как физически объяснить, что индуктивное сопротивление растет при возрастании частоты, а емкостное - падает?

Answer 1

Ответ:

Если с точки физики, то чем больше частота, тем больше энергии участвует на перезарядке обкладок конденсатора, раз энергии идет больше, это эквивалентно уменьшению его реактивного сопротивления. Реактивное сопротивление означает, что энергия перезаряда не расходуется, а периодически возвращается в источник, т. е с той же частотой. В индуктивности, наоборот, чем больше частота, тем меньше требуется энергии на перезарядку, т. е реактивное сопротивление растет с частотой.

Объяснение:

Answer 2

Индуктивное и емкостное сопротивления в электрических цепях возникают из-за воздействия переменного тока на элементы. Давайте разберемся, почему индуктивное сопротивление растет при увеличении частоты, а емкостное сопротивление уменьшается.

1. Индуктивное сопротивление (L - индуктивность): Индуктивность возникает в катушке, когда меняется магнитное поле при прохождении переменного тока через нее. Это изменение магнитного поля создает ЭДС самоиндукции, которая противодействует изменению тока. Формула для индуктивного сопротивления:

   $X_L = 2\pi f L$

   Где:

   • $X_L$ - индуктивное сопротивление.
   • $f$ - частота переменного тока.
   • $L$ - индуктивность.

   Из этой формулы видно, что индуктивное сопротивление $X_L$ прямо пропорционально частоте $f$. Поэтому с увеличением частоты индуктивное сопротивление также увеличивается.

2. Емкостное сопротивление (C - ёмкость): Емкость возникает в конденсаторе, когда заряд накапливается на его пластинах. При изменении напряжения на конденсаторе, заряд на его пластинах меняется, и это создает электрическое поле, которое противодействует изменению напряжения. Формула для емкостного сопротивления:

   $X_C = \frac{1}{2\pi f C}$

   Где:

   • $X_C$ - емкостное сопротивление.
   • $f$ - частота переменного тока.
   • $C$ - ёмкость.

   Из этой формулы видно, что емкостное сопротивление $X_C$ обратно пропорционально частоте $f$. Поэтому с увеличением частоты емкостное сопротивление уменьшается.

Итак, физическое объяснение заключается в том, что при увеличении частоты переменного тока индуктивное сопротивление увеличивается из-за эффекта самоиндукции, а емкостное сопротивление уменьшается из-за изменения заряда на пластинах конденсатора при изменении напряжения.