Mfumo wa Mwendo wa AC wa Kutu Tumaini
Mfumo unaopunguza tu kutu tumaini R (katika ohms) katika mfumo wa AC unatafsiriwa kama Mfumo wa Mwendo wa AC wa Kutu Tumaini, bila induktansi na kapasitansi. Mwendo wa mizigo na umeme katika mfumo huo hupelekea mara moja, kuundikiza mwendo wa sine (sinusoidal waveform). Katika muundo huu, nguvu inapungua kutoka kutu, na umeme na mizigo wana phase tofauti - wote wanafika kwenye kiwango cha juu kwa wakati mmoja. Kama komponenti ya pasivu, kutu haingeni na hasafirishwi nguvu ya umeme; badala yake, inabadilisha nishati ya umeme hadi joto.
Maelezo ya Mfumo wa Kutu
Katika mfumo wa AC, uwiano wa umeme kwa mizigo unategemea kwa ukubwa wa mzunguko, phase angle, na tofauti ya phase. Kwa ujumla, katika mfumo wa kutu wa AC, thamani ya kutu inabaki salama chanya na ukubwa wa mzunguko.
Tafakari kuhusu umeme wa kutukutu unaoelekezwa kwenye mfumo, unayoelezwa kwa taarifa:
Basipo ya mizigo yanayopita kupitia kutu unayoelezwa kwenye picha ifuatayo itakuwa:
Thamani ya mizigo itakuwa ya juu sana wakati ωt= 90° au sinωt = 1. Kunipa thamani ya sinωt kwenye taarifa (2) tutapata
Phase Angle na Waveform katika Mfumo wa Kutu
Kutokana na Taarifa (1) na (3), ni wazi kwamba hakuna tofauti ya phase kati ya umeme uliyotumika na mizigo katika mfumo wa kutu safi - tofauti ya phase kati ya umeme na mizigo ni sifuri. Kwa hiyo, katika mfumo wa AC na kutu safi, mizigo yana phase yenye usawa na umeme, kama inavyoelezwa kwenye diagramu ya waveform chini:
Nguvu katika Mfumo wa Kutu Safi
Mtaani wa waveform wa nguvu unatumia rangi tatu - nyekundu, bluu, na pink - kurepresenta mizigo, umeme, na mtaani wa nguvu, kwa mtazamo. Diagramu ya phasor hutambulisha kuwa mizigo na umeme yana phase yenye usawa, maana kilele chao kinajitokeza kwa wakati mmoja. Kwa sababu hiyo, mtaani wa nguvu unabaki chanya kwa wote thamani za umeme na mizigo.
Katika mfumo wa DC, nguvu inaelezwa kama mfululizo wa umeme na mizigo. Vipengele vinginevyo, katika mfumo wa AC, nguvu inahesabiwa kwa kutumia sheria hiyo, ingawa inachukua thamani za wakati ya umeme na mizigo. Kwa hiyo, nguvu ya wakati katika mfumo wa kutu safi inaelezwa kwa:
Nguvu ya wakati: p = vi
Nguvu ya wastani inayotumiwa katika mfumo kwa mzunguko kamili inatoa
Kama thamani ya cosωt ni sifuri. Basi, kunipa thamani ya cosωt kwenye taarifa (4) thamani ya nguvu itatoa
Ambapo,
P – nguvu ya wastani
Vr.m.s – thamani ya wastani ya umeme
Ir.m.s – thamani ya wastani ya mizigo
Basi, nguvu katika mfumo wa kutu safi inatoa:
Katika mfumo wa kutu safi, umeme na mizigo yana phase yenye usawa na tofauti ya phase ni sifuri, maana hakuna tofauti ya phase kati yao. Viwango vyenye kutukutu vinapofika kwenye kiwango cha juu kwa wakati mmoja, na kujitokeza na kukwepa kwa umeme na mizigo kunafanyika kwa wakati mmoja.
