리액턴스 설명

개요

리액턴스에 대한 내용입니다. Reactance는 코일의 유도기전력의 영향 즉 교류 전원과 코일을 연결했을 때에 직류에서는 전류를 방해하는 것이 저항이고 교류전기에서는 저항 이외에도 코일의 방향과 크기가 달라지면서 유도 기전력에 의해 리액턴스가 발생합니다. 전기회로에서 직류전류처럼 한 방향으로, 흐르는 전류를 방해하는 것은 저항뿐이고 리액턴스는 발생하지 않습니다. 그러나, 교류전류는 전류가 한 방향으로 흐르지 않고 일정한 위상차를 가지며 그 진행을 방해 및 전류양이 시시각각으로 변화하기 때문에 저항 이외에 전류를 방해하는 저항성분이 있는데 이 저항 성분을 리액턴스라 합니다. 이러한 리액턴스는 증폭회로등에 일정한 임계 임피던스를 초과하게 되면 전류를 제한하게 되고, 기타 드라이브가 작동하지 않을 수 있고 전기 장치에 영향을 주게 됩니다.

내용

리액턴스 물리량은 일반적으로 저항과 리액턴스를 합해서 임피던스라고도 하며 교류 회로에서 코일과 축전기에 의해 발생하는 전기 저항과 유사한 역할을 하는 물리량이며, 임피던스의 허수 성분이라 할 수 있습니다. 리액턴스는 저항과 유사한 역할을 하지만 허수성분으로 전력을 소모하지 않습니다. 교류에서 리액턴스는 유도성과 용량성의 2가지가 있다, 에너지가 저장되는 경우에는 양의 혹은 유도성의 경우이며, 에너지가 방출되는 경우는 리액턴스가 음의 혹은 용량성의 경우입니다. 이러한 전류의 변화에 전류를 일정하게 유지시켜 주는 기기가 리액터 또는 인덕터의 역할입니다. 상업용 inverter기기를 사용할 경우 역률의 효율을 위하여 리액터라는 기기를 사용하기도 합니다. 리액터를 사용하는 환경은 전기 전자기기 모두에 해당됩니다.

종류

유도성 리액턴스(inductive reactance) 유도성 리엑턴스에 교류는 도선을 흐를 때는 저항을 거의 받지 않지만, 도선을 코일형태로 감아 놓으면 교류의 흐름을 방해하는 저항이 생기게 됩니다. 그러한 도체, 즉 코일형태로 감아 놓은 인덕터(inductor). 코인 등에에 교류 전류가 흐르면 시간에 따라 변하는 자기장이 생기며 이 자기장은 회로에 흐르는 전류와 회로 양단에 걸리는 전압(전위차)에 영향을 끼치게 됩니다. 인덕터는 근본적으로 전류의 변화를 감소시키고, 전압의 변화에 비해 전류의 변화가 다소 지연됩니다. 회로의 구동 전압이 감소하기 시작해도 전류는 계속 증가하여 구동 전압의 극성이 바뀌는 순간 전류는 최대치에 도달하며, 전압이 반대 극성으로 최대치가 되면 전류는 0이 되고 구동 전압이 다시 감소하기 시작하면, 전류는 반대 방향으로 다시 증가하기 시작합니다. 이와 같이 전류의 변화를 막는 정도를 나타내는 유도성 리액턴스는 교류의 주파수 f와 인덕턴스(L로 표시하며 인덕터의 크기, 구조. 주위 매질에 따라 달라짐)라고 불리는 인덕터의 특성에 비례합니다. 그러므로 유도성 리액턴스 XL은 전류의 주파수와 도체의 인덕턴스를 곱한 값에 2π를 다시 곱한 값으로 XL=2 fL이 됩니다. 이때 단위는 옴(Ω)입니다. 주파수 단위는 Hz이고 인덕턴스의 단위는 핸리입니다.

 

용량성 리액턴스(capacitive reactance) 전기장의 변화와 관계가 있는 것으로 절연물을 매개로 하는 2장의 분리된 도체판에서 생깁니다. 도체판으로 이렇게 구성된 축전기는 근본적으로 두 도체판 사이에 걸리는 전압, 혹은 전위차가 변화할 때 그것을 막는 경향을 가지게 됩니다. 그러므로 축전기가 전기회로 내에 있으면 교류 전압이 교류 전류에 비해 지연되는 결과를 초래합니다. 즉 인덕터와 반대의 결과를 나타낸다. 이와 같이 막는 정도를 나타내는 용량성 리액턴스는 교류 전류의 주파수와 전기용량 (C로 표시하며 축전기의 크기구조와 절연체의 성질에 따라 달라짐)이라고 불리는 축전기의 특성에 반비례합니다. 수식에서 보면 용량성 리액턴스 XC는 전류의 주파수와 전기용량 값의 곱에 2π를 곱한 다음 역수를 취한 것입니다. 즉 XC=1/(2πfC)이고 단위는Ω이다(전기용량의 단위는 패럿[F] 임). 결국 유도성 리액턴스 XL은 전압에 비해 전류가 지연되게 하고 용량성 리액턴스 XC는 전류에 비해 전압이 지연되게 하므로 전체 리액턴스 X는 두 리액턴스의 차이, 즉XL－XC가 되며, 이러한 리액턴스의 역수 1/X을 서스셉턴스(susceptance)라고 하며  모(mho )라고 불리는 의 역수 단위로 표시합니다.

유도성 리액턴스공식

VL = the induced voltage in volts.L = the value of inductance in henries.di/dt = the rate of change of current in amperes per second.

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