Какво е чисто резистивен чертеж на променящо се ток?

Чисто резистивна AC верига

Верига, съдържаща само чисто съпротивление R (в ом) в AC система, е дефинирана като чисто резистивна AC верига, лишена от индуктивност и капацитет. Променливият ток и напрежението в такава верига колебаят двупосочно, генерирайки синусоидална вълна. В тази конфигурация, мощността се разсейва от съпротивлението, с напрежение и ток в перфектна фаза - достигайки своите пикови стойности едновременно. Като пасивен компонент, съпротивлението не генерира, нито използва електрическа мощност; вместо това преобразува електрическата енергия в топлина.

Обяснение на резистивната верига

В AC верига, отношението напрежение-ток е влияно от честотата на захранването, фазовия ъгъл и фазовата разлика. Забележително е, че в AC резистивна верига, стойността на съпротивлението остава постоянна независимо от честотата на захранването.

Представете си променливо напрежение, приложено към веригата, описано от уравнението:

Тогава моментната стойност на тока, протичащ през съпротивлението, показано в фигурата по-долу, ще бъде:

Стойността на тока ще бъде максимална, когато ωt = 90° или sinωt = 1. Поставяйки стойността на sinωt в уравнение (2), получаваме

Фазов ъгъл и вълнова форма в резистивна верига

От уравнения (1) и (3) е очевидно, че няма фазова разлика между приложеното напрежение и тока в чисто резистивна верига - фазовият ъгъл между напрежението и тока е нула. Следователно, в AC верига с чисто съпротивление, токът е в перфектна фаза с напрежението, както е илюстрирано в диаграмата на вълновата форма по-долу:

Мощност в чисто резистивна верига

Кривата на мощността използва три цвета - червен, син и розов - за представяне на кривите на тока, напрежението и мощността, съответно. Фазоровата диаграма потвърждава, че токът и напрежението са в фаза, което означава, че техните пики се случват едновременно. Следователно, кривата на мощността остава положителна за всички стойности на напрежението и тока.

В DC верига, мощността е дефинирана като произведение от напрежението и тока. Аналогично, в AC верига, мощността се изчислява със същия принцип, макар и да се взимат предвид моментните стойности на напрежението и тока. Така, моментната мощност в чисто резистивна верига е изразена чрез:

Моментна мощност: p = vi

Средната мощност, изразходвана в веригата за един цикъл, е дадена от

Тъй като стойността на cosωt е нула. Следователно, като поставим стойността на cosωt в уравнение (4), стойността на мощността ще бъде дадена от

Където,

• P – средна мощност

• V_r.m.s – средноквадратична стойност на захранващото напрежение

• I_r.m.s – средноквадратична стойност на тока

Следователно, мощността в чисто резистивна верига е дадена от:

В чисто резистивна верига, напрежението и токът са в перфектна фаза с нулев фазов ъгъл, което означава, че няма фазова разлика между тях. Променливите количества достигат своите пикови стойности в едни и същи интервали, а увеличението и намаляването на напрежението и тока се случват едновременно.