Susceptância - Susceptance

Em engenharia elétrica , a susceptância ( B ) é a parte imaginária da admitância , onde a parte real é a condutância . O recíproco de admitância é a impedância , onde a parte imaginária é a reatância e a parte real é a resistência . Em unidades SI , a suscetibilidade é medida em siemens .

Origem

O termo foi cunhado por Charles Proteus Steinmetz em um artigo de maio de 1894. Em algumas fontes, Oliver Heaviside recebe o crédito por cunhar o termo ou pela introdução do conceito sob o nome de permittance . Esta afirmação está equivocada de acordo com o biógrafo de Steinmetz, Ronald R. Kline. O termo susceptância não aparece em nenhum lugar nos trabalhos coletados de Heaviside, e ele usou o termo permittance para significar capacitância , não susceptância.

Fórmula

A equação geral que define a admissão é dada por

Onde,

Y é a admitância complexa , medida em siemens .
G é a condutância com valor real , medida em siemens.
j é a unidade imaginária (ou seja, j ² = −1 ), e
B é a suscetibilidade com valor real, medida em siemens.

A admitância ( Y ) é a recíproca da impedância ( Z ), se a impedância não for zero:

e

Onde

Z é a impedância complexa , medida em ohms
R é a resistência com valor real , medida em ohms
X é a reatância com valor real , medida em ohms.

A suscetibilidade é a parte imaginária da admissão .

A magnitude da admissão é dada por:

E fórmulas semelhantes transformam admitância em impedância, portanto, suscetância ( B ) em reatância ( X ):

portanto

.

A reatância e a suscetância são apenas recíprocas na ausência de resistência ou condutância (somente se R = 0 ou G = 0 , qualquer um dos quais implica o outro, se Z ≠ 0 ou equivalentemente Y ≠ 0 ).

Relação com capacitância

Em dispositivos eletrônicos e semicondutores, a corrente transiente ou dependente da frequência entre os terminais contém componentes de condução e deslocamento. A corrente de condução está relacionada aos portadores de carga em movimento (elétrons, buracos, íons, etc.), enquanto a corrente de deslocamento é causada pelo campo elétrico variável no tempo. O transporte do portador é afetado pelo campo elétrico e por uma série de fenômenos físicos, como deslocamento e difusão do portador, aprisionamento, injeção, efeitos relacionados ao contato e ionização por impacto. Como resultado, a admitância do dispositivo depende da frequência e a fórmula eletrostática simples para capacitância não é aplicável. Uma definição mais geral de capacitância, abrangendo a fórmula eletrostática, é:

onde é a admitância do dispositivo, avaliada na frequência angular em questão, e é a frequência angular. É comum que os componentes elétricos tenham capacitâncias ligeiramente reduzidas em frequências extremas, devido à ligeira indutância dos condutores usados ​​para fazer os capacitores (não apenas os condutores) e mudanças de permissividade em materiais isolantes com frequência: C é muito próximo, mas não exatamente um constante.

Relação com a reatância

A reatância é definida como a parte imaginária da impedância elétrica e é análoga, mas geralmente não igual, ao recíproco da suscetância.

No entanto, para impedâncias puramente reativas (que são admitâncias puramente suscetíveis), a suscetância é igual a negativo o inverso da reatância .

Em notação matemática:

A negação não está presente na relação entre a resistência elétrica e o análogo da condutância G , que é igual .

Se a unidade imaginária for incluída, obtemos

para o caso livre de resistência desde,

Formulários

Materiais de alta suscetibilidade são usados ​​em suscetores construídos em embalagens de alimentos para micro-ondas por sua capacidade de converter a radiação de micro-ondas em calor.

Veja também

Referências