ურთიერთობა სრულად რეზისტიურ გარემოში AC ცირკვიტში
ცირკვიტი, რომელიც შეიცავს მხოლოდ სრულად რეზისტიურ რეზისტორს R (ომებში) AC სისტემაში, განისახება როგორც სრულად რეზისტიური AC ცირკვიტი, რომელიც არ შეიცავს ინდუქციას და კაპაციტანს. ამ ცირკვიტში ელექტრო ძალა და წერტილი ოსცილირებენ ორივე მიმართულებით, შექმნით სინუსოიდურ გარემოს (სინუსოიდურ ფორმას). ამ კონფიგურაციაში რეზისტორი დისიპირებს ძალას, რომლის შემდეგ წერტილი და ძალა მიღწევს მათ პიკურ მნიშვნელობებს ერთდროულად. რეზისტორი, როგორც პასიური კომპონენტი, არ წარმოქმნის და არც ხარჯავს ელექტრო ძალას, ის უბრალოდ აკეთებს ელექტრო ენერგიის თერმოენერგიად.
რეზისტიური ცირკვიტის აღწერა
AC ცირკვიტში ძალის-წერტილის რაოდენობა დამოკიდებულია საწყობის სიხშირეზე, ფაზის კუთხეზე და ფაზის განსხვავებაზე. სახელად, რეზისტიურ AC ცირკვიტში რეზისტორის მნიშვნელობა რჩება მუდმივი, რაიმე საწყობის სიხშირის მიუხედავად.
დავიკვიროთ ალტერნირებული ძალა, რომელიც გადის ცირკვიტში, რომელიც აღწერილია შემდეგი განტოლებით:
შემდეგ, რეზისტორში გადის წერტილის მიმდინარე მნიშვნელობა შემდეგნაირად იქნება ნაჩვენები სურათზე:
წერტილის მნიშვნელობა იქნება მაქსიმალური, როცა ωt = 90° ან sinωt = 1. შემოთავაზებული მნიშვნელობის ჩასმით განტოლება (2)-ში მივიღებთ
ფაზის კუთხე და გარემო რეზისტიურ ცირკვიტში
განტოლებებიდან (1) და (3) ჩანს, რომ სრულად რეზისტიურ ცირკვიტში არ არსებობს ფაზის განსხვავება გადაწყვეტილი ძალასა და წერტილს შორის - ძალასა და წერტილს შორის ფაზის კუთხე ნულია. შესაბამისად, რეზისტიურ AC ცირკვიტში წერტილი არის სრულად ფაზას შესაბამისი ძალასთან, როგორც ნაჩვენებია შემდეგ გარემოს დიაგრამაში:
ძალა სრულად რეზისტიურ ცირკვიტში
ძალის გრაფიკის გარემო იყენებს სამ ფერს - წითელს, ლურჯს და რóżს, რომლებიც წარმოადგენენ წერტილს, ძალას და ძალას შესაბამისად. ფაზორის დიაგრამა დადასტურებს, რომ წერტილი და ძალა არის ფაზაში, რაც ნიშნავს, რომ მათი პიკური მნიშვნელობები მიღწევენ ერთდროულად. შესაბამისად, ძალის გრაფიკი რჩება დადებითი ყველა ძალისა და წერტილის მნიშვნელობისთვის.
DC ცირკვიტში ძალა განისახება როგორც ძალისა და წერტილის ნამრავლი. ანალოგიურად, AC ცირკვიტში ძალა გამოითვლება იმავე პრინციპით, თუმცა ის ითვლის მიმდინარე მნიშვნელობებს ძალასა და წერტილის შესახებ. შესაბამისად, სრულად რეზისტიურ ცირკვიტში მიმდინარე ძალა გამოისახება შემდეგი განტოლებით:
მიმდინარე ძალა: p = vi
ცირკვიტში სრული ციკლის განმავლობაში ხარჯული საშუალო ძალა გამოითვლება შემდეგი განტოლებით
რადგან cosωt-ის მნიშვნელობა ნულია. შესაბამისად, cosωt-ის მნიშვნელობის ჩასმით განტოლება (4)-ში ძალის მნიშვნელობა იქნება შემდეგი
სადაც,
P – საშუალო ძალა
Vr.m.s – საწყობის ძალის საშუალო კვადრატული მნიშვნელობა
Ir.m.s – წერტილის საშუალო კვადრატული მნიშვნელობა
შესაბამისად, სრულად რეზისტიურ ცირკვიტში ძალა გამოითვლება შემდეგი განტოლებით:
სრულად რეზისტიურ ცირკვიტში ძალა და წერტილი არის სრულად ფაზაში ნულოვანი ფაზის კუთხით, რაც ნიშნავს, რომ მათ შორის არ არსებობს ფაზის განსხვავება. ალტერნირებული რაოდენობები მიღწევენ მათ პიკურ მნიშვნელობებს იდენტურ დროის ინტერვალებში, და ძალასა და წერტილის ზრდა და შემცირება ხდება ერთდროულად.
