Circuit AC purament resistiu
Un circuit que conté només una resistència pura R (en ohms) en un sistema AC es defineix com un Circuit AC purament resistiu, sense inductància ni capacitància. La corrent i la tensió alternades en aquest circuit oscil·len bidireccionalment, generant una ona sinusoidal. En aquesta configuració, la potència s'esvaeix per la resistència, amb la tensió i la corrent en fase perfecta —ambdós assolint els seus valors màxims simultàniament. Com a component passiu, la resistència no genera ni consumeix energia elèctrica; en lloc d'això, converteix l'energia elèctrica en calor.
Explicació del circuit resistiu
En un circuit AC, la relació tensió-corrent està influïda per la freqüència de subministrament, l'angle de fase i la diferència de fase. Notablement, en un circuit resistiu AC, el valor de la resistència roman constant independentment de la freqüència de subministrament.
Considerem una tensió alternada aplicada al circuit, descrita per l'equació:
Llavors, el valor instantani de la corrent que flueix a través de la resistència mostrada a la figura següent serà:
El valor de la corrent serà màxim quan ωt= 90° o sinωt = 1. Posant el valor de sinωt a l'equació (2) obtindrem
Angle de fase i forma d'ona en el circuit resistiu
D'acord amb les Equacions (1) i (3), és evident que no hi ha cap diferència de fase entre la tensió aplicada i la corrent en un circuit purament resistiu —l'angle de fase entre la tensió i la corrent és zero. Conseqüentment, en un circuit AC amb pura resistència, la corrent està en fase perfecta amb la tensió, tal com es mostra en el diagrama de forma d'ona següent:
Potència en un circuit purament resistiu
La forma d'ona de la corba de potència utilitza tres colors —vermell, blau i rosa— per representar les corbes de corrent, tensió i potència, respectivament. El diagrama fasorial confirma que la corrent i la tensió estan en fase, volent dir que els seus pics ocorren simultàniament. Com a resultat, la corba de potència roman positiva per a tots els valors de tensió i corrent.
En un circuit CC, la potència es defineix com el producte de la tensió i la corrent. De manera similar, en un circuit AC, la potència es calcula utilitzant el mateix principi, encara que considera els valors instantanis de tensió i corrent. Així, la potència instantània en un circuit purament resistiu es expressa per:
Potència instantània: p = vi
La potència mitjana consumida en el circuit durant un cicle complet es dona per
Com el valor de cosωt és zero. Així, posant el valor de cosωt a l'equació (4) el valor de la potència serà donat per
On,
P — potència mitjana
Vr.m.s — valor mitjà quadràtic de la tensió de subministrament
Ir.m.s — valor mitjà quadràtic de la corrent
Per tant, la potència en un circuit purament resistiu es dóna per:
En un circuit purament resistiu, la tensió i la corrent estan en fase perfecta amb un angle de fase zero, volent dir que no hi ha cap diferència de fase entre elles. Les magnituds alternades assolen els seus valors màxims en els mateixos intervals de temps, i l'augment i la disminució de la tensió i la corrent ocorren simultàniament.
