Čist otporni AC krug
Krug koji sadrži samo čist otpor R (u ohmima) u AC sistemu definiše se kao čist otporni AC krug, bez induktivnosti i kapacitivnosti. Nastavni tok i napon u takvom krugu osciliraju bidirektno, generišući sinusoidnu talasnu formu. U ovoj konfiguraciji, snaga se disipira preko otpornika, sa naponom i tokom u savršenom faznom odnosu - oba dostižu svoje maksimalne vrednosti istovremeno. Kao pasivni komponent, otpornik ne proizvodi niti potroši električnu snagu; umesto toga, pretvara električnu energiju u toplotu.
Objašnjenje otpornog kruga
U AC krugu, omjer napona i toka utiče na frekvenciju isporuke, fazni ugao i razliku faza. Značajno je da u AC otpornom krugu, vrednost otpora ostaje konstantna bez obzira na frekvenciju isporuke.
Pretpostavimo da je na krug primijenjen izmjenični napon opisan jednačinom:
Tada će trenutna vrednost toka koji teče kroz otpornik prikazan na slici ispod biti:
Vrednost toka će biti maksimalna kada ωt = 90° ili sinωt = 1. Stavljajući vrednost sinωt u jednačinu (2) dobićemo
Fazni ugao i talasna forma u otpornom krugu
Iz jednačina (1) i (3) je evidentno da ne postoji razlika u fazi između primijenjenog napona i toka u čistom otpornom krugu - fazni ugao između napona i toka je nula. Kao rezultat, u AC krugu s čistim otporom, tok je u savršenom faznom odnosu s naponom, kako je prikazano na dijagramu talasne forme ispod:
Snaga u čistom otpornom krugu
Talasna forma krive snage koristi tri boje - crvenu, plavu i ružicastu - za predstavljanje krivih toka, napona i snage, redom. Fazni dijagram potvrđuje da su tok i napon u fazi, što znači da njihove vrhove dolaze istovremeno. Kao rezultat, kriva snage ostaje pozitivna za sve vrednosti napona i toka.
U DC krugu, snaga se definiše kao proizvod napona i toka. Slično, u AC krugu, snaga se računa koristeći isti princip, iako uzima u obzir trenutne vrednosti napona i toka. Dakle, trenutna snaga u čistom otpornom krugu izražava se sa:
Trenutna snaga: p = vi
Prosječna snaga potrošena u krugu tokom kompletnog ciklusa dana je sa
Kako je vrednost cosωt nula. Stavljajući vrednost cosωt u jednačinu (4), vrednost snage će biti data sa
Gdje,
P - prosječna snaga
Vr.m.s - kvadratna srednja vrijednost napajanja
Ir.m.s - kvadratna srednja vrijednost toka
Dakle, snaga u čistom otpornom krugu dana je sa:
U čistom otpornom krugu, napon i tok su u savršenom faznom odnosu s nultim faznim uglom, što znači da ne postoji razlika u fazi između njih. Izmjenične veličine dostižu svoje maksimalne vrednosti u istim vremenskim intervalima, a povećanje i smanjenje napona i toka javljaju se istovremeno.
