Apakah Litar AC Murni Rintangan?

Litar AC Resistif Murni

Litar yang mengandungi hanya rintangan murni R (dalam ohm) dalam sistem AC didefinisikan sebagai Litar AC Resistif Murni, bebas dari induktansi dan kapasitansi. Arus bolak-balik dan voltan dalam litar ini berayun secara dua arah, menghasilkan gelombang sinus (bentuk gelombang sinusoidal). Dalam konfigurasi ini, kuasa diserap oleh rintangan, dengan voltan dan arus dalam fasa sempurna—kedua-duanya mencapai nilai puncak mereka secara serentak. Sebagai komponen pasif, rintangan tidak menghasilkan atau menghabiskan tenaga elektrik; sebaliknya, ia menukar tenaga elektrik menjadi haba.

Penjelasan Litar Resistif

Dalam litar AC, nisbah voltan-arus dipengaruhi oleh frekuensi bekalan, sudut fasa, dan perbezaan fasa. Terutamanya, dalam litar resistif AC, nilai rintangan kekal tetap tidak kira frekuensi bekalan.

Pertimbangkan voltan bolak-balik yang dikenakan pada litar, yang diterangkan oleh persamaan:

Maka nilai seketika arus yang mengalir melalui rintangan seperti ditunjukkan dalam gambarajah di bawah akan menjadi:

Nilai arus akan maksimum apabila ωt = 90° atau sinωt = 1. Menyimpan nilai sinωt dalam persamaan (2), kita akan mendapatkan

Sudut Fasa dan Bentuk Gelombang dalam Litar Resistif

Dari Persamaan (1) dan (3), jelas bahawa tiada perbezaan fasa antara voltan yang dikenakan dan arus dalam litar resistif murni—sudut fasa antara voltan dan arus adalah sifar. Oleh itu, dalam litar AC dengan rintangan murni, arus berada dalam fasa sempurna dengan voltan, seperti yang ditunjukkan dalam diagram bentuk gelombang di bawah:

Kuasa dalam Litar Resistif Murni

Bentuk gelombang kurva kuasa menggunakan tiga warna—merah, biru, dan merah jambu—untuk mewakili kurva arus, voltan, dan kuasa, masing-masing. Diagram fasor mengesahkan bahawa arus dan voltan berada dalam fasa, bermaksud puncak mereka berlaku secara serentak. Oleh itu, kurva kuasa kekal positif untuk semua nilai voltan dan arus.

Dalam litar DC, kuasa didefinisikan sebagai hasil darab voltan dan arus. Secara serupa, dalam litar AC, kuasa dikira menggunakan prinsip yang sama, walaupun ia mempertimbangkan nilai seketika voltan dan arus. Oleh itu, kuasa seketika dalam litar resistif murni dinyatakan oleh:

Kuasa seketika: p = vi

 Kuasa purata yang dihabiskan dalam litar selama satu kitaran lengkap diberikan oleh

Kerana nilai cosωt adalah sifar. Jadi, menyimpan nilai cosωt dalam persamaan (4), nilai kuasa akan diberikan oleh

Di mana,

• P — kuasa purata

• V_r.m.s — nilai punca min kuasa voltan bekalan

• I_r.m.s — nilai punca min kuasa arus

Oleh itu, kuasa dalam litar resistif murni diberikan oleh:

Dalam litar resistif murni, voltan dan arus berada dalam fasa sempurna dengan sudut fasa sifar, bermaksud tiada perbezaan fasa antara keduanya. Kuantiti bolak-balik mencapai nilai puncak mereka pada selang masa yang sama, dan peningkatan dan penurunan voltan dan arus berlaku secara serentak.