Wat is een zuivere weerstand AC-schakeling?

Zuivere Ohmische Wisselstroomkring

Een kring die alleen een zuivere weerstand R (in ohms) bevat in een wisselstroom systeem wordt gedefinieerd als een Zuivere Ohmische Wisselstroomkring, zonder spoel- of capaciteit. De wisselstroom en spanning in zo'n kring oscilleren tweerichtings, wat resulteert in een sinusgolf (sinusoïdale vorm). In deze configuratie wordt vermogen door de weerstand gedissipeerd, met spanning en stroom in perfecte fase - beide bereiken hun piekwaarden tegelijk. Als passief component genereert de weerstand noch elektrisch vermogen, maar converteert hij elektrische energie in warmte.

Uitleg van Ohmische Kring

In een wisselstroomkring wordt het verhouding tussen spanning en stroom beïnvloed door de voedingssignaal frequentie, fasehoek en fasedverschil. Merk op dat in een wisselstroomohmische kring de weerstandswaarde constant blijft, ongeacht de voedingssignaal frequentie.

Stel een wisselspanning toegepast over de kring, beschreven door de vergelijking:

Dan zal de momentane waarde van de stroom die door de weerstand stroomt, zoals getoond in de onderstaande figuur, zijn:

De waarde van de stroom zal maximaal zijn wanneer ωt= 90° of sinωt = 1. Door de waarde van sinωt in vergelijking (2) te plaatsen krijgen we

Fasehoek en Golfform in Ohmische Kring

Uit vergelijkingen (1) en (3) is duidelijk dat er geen fasedverschil bestaat tussen de aangebrachte spanning en de stroom in een zuivere ohmische kring - de fasehoek tussen spanning en stroom is nul. Daarom is in een wisselstroomkring met zuivere weerstand, de stroom in perfecte fase met de spanning, zoals getoond in het golfform diagram hieronder:

Vermogen in Zuivere Ohmische Kring

Het vermogenscurve-golfform gebruikt drie kleuren - rood, blauw en roze - om respectievelijk de stroom-, spanning- en vermogenscurves weer te geven. Het fasordiagram bevestigt dat stroom en spanning in fase zijn, wat betekent dat hun pieken gelijktijdig optreden. Hierdoor blijft de vermogenscurve positief voor alle spanning- en stroomwaarden.

In een gelijkstroomkring wordt vermogen gedefinieerd als het product van spanning en stroom. Op dezelfde manier wordt in een wisselstroomkring het vermogen berekend volgens hetzelfde principe, hoewel het rekening houdt met de momentane waarden van spanning en stroom. Dus wordt het momentane vermogen in een zuivere ohmische kring uitgedrukt door:

Momentaan vermogen: p = vi

Het gemiddelde verbruikte vermogen in de kring over een complete cyclus wordt gegeven door

Aangezien de waarde van cosωt nul is. Dus, door de waarde van cosωt in vergelijking (4) te plaatsen, wordt de waarde van het vermogen gegeven door

Waarbij,

• P – gemiddeld vermogen

• V_r.m.s – wortelgemiddelde waarde van de voedingsspanning

• I_r.m.s – wortelgemiddelde waarde van de stroom

Dus, het vermogen in een zuiver ohmische kring wordt gegeven door:

In een zuivere ohmische kring zijn spanning en stroom in perfecte fase met een nul fasehoek, wat betekent dat er geen fasedverschil bestaat tussen hen. De wisselgrootheden bereiken hun piekwaarden op dezelfde tijdsintervallen, en de stijging en daling van spanning en stroom vinden gelijktijdig plaats.