Τι είναι ένα καθαρά Ωμικό Κύκλωμα CA;
Καθαρά Ωμικό Κύκλωμα CA
Ένα κύκλωμα που περιέχει μόνο έναν καθαρό αντίστατη R (σε Ω) σε ένα σύστημα CA ορίζεται ως καθαρά Ωμικό Κύκλωμα CA, χωρίς αυξαντικότητα και διατεταγμένη. Η εναλλακτόμορφη ρευστή και τάση σε τέτοιο κύκλωμα διαταράσσονται διπλανά, παράγοντας μια συνημιτόνοειδή κύμα (συνημιτόνοειδής μορφή κύματος). Σε αυτή τη διάταξη, η δύναμη διασπαρίσκεται από τον αντίστατη, με την τάση και τη ρευστή να βρίσκονται σε τέλεια φάση - και οι δύο φθάνουν στις κορυφαίες τιμές τους ταυτόχρονα. Ως ενεργό στοιχείο, ο αντίστατης δεν παράγει ούτε καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια· αντίθετα, μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμότητα.
Εξήγηση του Ωμικού Κυκλώματος
Σε ένα κύκλωμα CA, το ποσοστό τάσης-ρευστής επηρεάζεται από τη συχνότητα εφοδιασμού, τη γωνία φάσης και τη διαφορά φάσης. Σημαντικά, σε ένα Ωμικό Κύκλωμα CA, η τιμή της αντίστασης παραμένει σταθερή, ανεξάρτητα από τη συχνότητα εφοδιασμού.
Θεωρήστε μια εναλλακτόμορφη τάση που εφαρμόζεται στο κύκλωμα, περιγραφόμενη από την εξίσωση:
Τότε η στιγμιότυπη τιμή της ρευστής που διαρρέει τον αντίστατη, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, θα είναι:
Η τιμή της ρευστής θα είναι μέγιστη όταν ωt= 90° ή sinωt = 1. Θέτοντας την τιμή του sin&ωt στην εξίσωση (2), θα πάρουμε
Γωνία Φάσης και Μορφή Κύματος σε Ωμικό Κύκλωμα
Από τις εξισώσεις (1) και (3), είναι σαφές ότι δεν υπάρχει διαφορά φάσης μεταξύ της εφαρμοσμένης τάσης και της ρευστής σε ένα καθαρά Ωμικό Κύκλωμα - η γωνία φάσης μεταξύ τάσης και ρευστής είναι μηδέν. Συνεπώς, σε ένα κύκλωμα CA με καθαρή αντίσταση, η ρευστή είναι σε τέλεια φάση με την τάση, όπως φαίνεται στο διάγραμμα μορφής κύματος παρακάτω:
Δύναμη σε Καθαρά Ωμικό Κύκλωμα
Η καμπύλη δύναμης χρησιμοποιεί τρεις χρωματικές - κόκκινο, μπλε και ροζ - για να αναπαραστήσει τις καμπύλες ρευστής, τάσης και δύναμης, αντίστοιχα. Το διάγραμμα φάσης επιβεβαιώνει ότι η ρευστή και η τάση είναι σε φάση, πράγμα που σημαίνει ότι οι κορυφαίες τιμές τους εμφανίζονται ταυτόχρονα. Συνεπώς, η καμπύλη δύναμης παραμένει θετική για όλες τις τιμές τάσης και ρευστής.
Σε ένα κύκλωμα CC, η δύναμη ορίζεται ως το γινόμενο τάσης και ρευστής. Ομοίως, σε ένα κύκλωμα CA, η δύναμη υπολογίζεται με την ίδια αρχή, αν και λαμβάνει υπόψη τις στιγμιότυπες τιμές τάσης και ρευστής. Επομένως, η στιγμιότυπη δύναμη σε ένα καθαρά Ωμικό Κύκλωμα εκφράζεται από:
Στιγμιότυπη δύναμη: p = vi
Η μέση δύναμη που καταναλώνεται στο κύκλωμα κατά τη διάρκεια ενός ολοκληρωμένου κύκλου δίνεται από
Ως η τιμή του cos&ωt είναι μηδέν. Συνεπώς, θέτοντας την τιμή του cos&ωt στην εξίσωση (4), η τιμή της δύναμης θα δίνεται από
Όπου,
P – μέση δύναμη
Vr.m.s – τετραγωνική μέση τιμή τάσης εφοδιασμού
Ir.m.s – τετραγωνική μέση τιμή της ρευστής
Επομένως, η δύναμη σε ένα καθαρά Ωμικό Κύκλωμα δίνεται από:
Σε ένα καθαρά Ωμικό Κύκλωμα, η τάση και η ρευστή είναι σε τέλεια φάση με μηδενική γωνία φάση, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχει διαφορά φάσης μεταξύ τους. Οι εναλλακτόμορφες μεγεθήσεις φθάνουν στις κορυφαίες τιμές τους στα ίδια χρονικά διαστήματα, και η αύξηση και μείωση της τάσης και της ρευστής συμβαίνει ταυτόχρονα.
