Cosa è un circuito AC puramente resistivo?
Circuito AC Puro Resistivo
Un circuito contenente solo una pura resistenza R (in ohm) in un sistema AC è definito come un Circuito AC Puro Resistivo, privo di induttanza e capacità. La corrente alternata e la tensione in tale circuito oscillano bidirezionalmente, generando un'onda sinusoidale. In questa configurazione, la potenza è dissipata dal resistore, con tensione e corrente in perfetta fase - entrambe raggiungono i loro valori massimi simultaneamente. Come componente passivo, il resistore non genera né consuma energia elettrica; invece, converte l'energia elettrica in calore.
Spiegazione del Circuito Resistivo
In un circuito AC, il rapporto tra tensione e corrente è influenzato dalla frequenza di alimentazione, dall'angolo di fase e dalla differenza di fase. Nota, in un circuito AC resistivo, il valore della resistenza rimane costante indipendentemente dalla frequenza di alimentazione.
Consideriamo una tensione alternata applicata al circuito, descritta dall'equazione:
Allora, il valore istantaneo della corrente che scorre attraverso il resistore mostrato nella figura sottostante sarà:
Il valore della corrente sarà massimo quando ωt = 90° o sinωt = 1. Inserendo il valore di sinωt nell'equazione (2) otterremo
Angolo di Fase e Forma d'Onda nel Circuito Resistivo
Dalle equazioni (1) e (3), è evidente che non esiste differenza di fase tra la tensione applicata e la corrente in un circuito puro resistivo - l'angolo di fase tra tensione e corrente è zero. Di conseguenza, in un circuito AC con pura resistenza, la corrente è in perfetta fase con la tensione, come illustrato nella forma d'onda sottostante:
Potenza in un Circuito Puro Resistivo
La forma d'onda della curva di potenza utilizza tre colori - rosso, blu e rosa - per rappresentare rispettivamente le curve di corrente, tensione e potenza. Il diagramma fasore conferma che corrente e tensione sono in fase, il che significa che i loro picchi si verificano simultaneamente. Di conseguenza, la curva di potenza rimane positiva per tutti i valori di tensione e corrente.
In un circuito DC, la potenza è definita come il prodotto della tensione e della corrente. Analogamente, in un circuito AC, la potenza viene calcolata usando lo stesso principio, sebbene consideri i valori istantanei di tensione e corrente. Pertanto, la potenza istantanea in un circuito puro resistivo è espressa da:
Potenza istantanea: p = vi
La potenza media consumata nel circuito su un ciclo completo è data da
Poiché il valore di cosωt è zero. Quindi, inserendo il valore di cosωt nell'equazione (4) il valore della potenza sarà dato da
Dove,
P - potenza media
Vr.m.s - valore quadratico medio della tensione di alimentazione
Ir.m.s - valore quadratico medio della corrente
Pertanto, la potenza in un circuito puramente resistivo è data da:
In un circuito puro resistivo, tensione e corrente sono in perfetta fase con un angolo di fase zero, il che significa che non esiste differenza di fase tra di loro. Le grandezze alternate raggiungono i loro valori massimi negli stessi intervalli temporali, e l'aumento e il decremento di tensione e corrente avvengono simultaneamente.
