Vad är en ren resistiv AC-krets?
Rent AC-krets
En krets som enbart innehåller en ren resistans R (i ohm) i ett AC-system definieras som en rent resistiv AC-krets, utan induktans och kapacitans. Växelström och spänning i en sådan krets svänger tvåvägat, vilket genererar en sinusvåg (sinusformad vågform). I denna konfiguration dissiperas effekt av resistorn, med spänning och ström i perfekt fas - båda når sina toppvärden samtidigt. Som en passiv komponent genererar eller förbrukar inte resistorn elektrisk effekt; istället omvandlar den elektrisk energi till värme.
Förklaring av resistiv krets
I en AC-krets påverkas förhållandet mellan spänning och ström av försyningsfrekvens, fasvinkel och fasförsprång. Noterbart är att i en AC-resistiv krets, håller resistansvärdet sig konstant oavsett försyningsfrekvens.
Tänk dig en växelspänning applicerad över kretsen, beskriven av ekvationen:
Då kommer det momentana värdet av strömmen genom resistorn, som visas i figuren nedan, vara:
Strömvärdet kommer att vara maximalt när ωt= 90° eller sinωt = 1. Genom att sätta värdet av sinωt i ekvation (2) får vi
Fasvinkel och vågform i resistiv krets
Från ekvationerna (1) och (3) är det uppenbart att ingen fasförsprång existerar mellan den applicerade spänningen och strömmen i en ren resistiv krets - fasvinkeln mellan spänning och ström är noll. Därför, i en AC-krets med ren resistans, är strömmen i perfekt fas med spänningen, som illustreras i vågformdiagrammet nedan:
Effekt i ren resistiv krets
Vågformen för effektkurvan använder tre färger - röd, blå och rosa - för att representera strömskurvan, spänningskurvan och effektkurvan, respektive. Fasordiagrammet bekräftar att ström och spänning är i fas, vilket betyder att deras toppar inträffar samtidigt. Därför förblir effektkurvan positiv för alla spännings- och strömvärden.
I en DC-krets definieras effekt som produkten av spänning och ström. På liknande sätt beräknas effekt i en AC-krets med samma princip, fast den tar hänsyn till de momentana värdena av spänning och ström. Således uttrycks den momentana effekten i en ren resistiv krets av:
Momentan effekt: p = vi
Genomsnittseffekten som förbrukas i kretsen under en full cykel ges av
Eftersom värdet av cosωt är noll. Så, genom att sätta värdet av cosωt i ekvation (4) blir effektens värde givet av
Där,
P - genomsnittseffekt
Vr.m.s - rotmedelkvadratiskt värde av försyningsspänning
Ir.m.s - rotmedelkvadratiskt värde av strömmen
Således ges effekten i en ren resistiv krets av:
I en ren resistiv krets är spänning och ström i perfekt fas med en nollfasvinkel, vilket innebär att ingen fasförsprång existerar mellan dem. De växlande storheterna når sina toppvärden vid samma tidsintervall, och stigande och fallande av spänning och ström inträffar samtidigt.
