Nasıl Bir Şeydir Saf Dirençli AC Devresi?
Saf İhtişamı Olan AC Devresi
AC sistemde sadece saf bir direnç R (ohm cinsinden) içeren devre, indüktans ve kapasitans olmayan Saf İhtişamı Olan AC Devresi olarak tanımlanır. Bu tür bir devredeki alterne akım ve voltaj, iki yönlü salınırlar ve sinüzoidal dalga formu oluştururlar. Bu yapılandırmada, güç direnç tarafından dağılır, voltaj ve akım tam fazda olup aynı anda zirve değerlerine ulaşır. Pasif bir bileşen olan direnç, elektrik enerjisini ısıya dönüştürerek ne elektrik gücü üretir ne de tüketir.
İhtişamı Olan Devrenin Açıklaması
AC devresinde, voltaj-akım oranı, besleme frekansı, faz açısı ve faz farkı etkileri altındadır. Öne çıkan nokta, AC ihtişamı olan devrede, direnç değeri besleme frekansından bağımsız olarak sabit kalır.
Devreye uygulanan alternatif gerilim aşağıdaki denklemle tanımlanabilir:
Aşağıdaki şema gösterildiği gibi dirençten geçen anlık akım değeri şu şekilde olacaktır:
Akım değeri ωt= 90° veya sinωt = 1 olduğunda maksimum olacaktır. Denklem (2)'ye sinωt değerini koyduğumuzda elde edeceğiz
İhtişamı Olan Devrede Faz Açısı ve Dalga Formu
Denklemler (1) ve (3)'den, saf ihtişamı olan devrede uygulanan voltaj ve akım arasında faz farkı olmadığı açıkça görülüyor - voltaj ve akım arasındaki faz açısı sıfırdır. Sonuç olarak, saf dirençli bir AC devresinde, akım voltajla tam fazdadır, aşağıdaki dalga formu çizelgesinde gösterildiği gibi:
Saf İhtişamı Olan Devrede Güç
Güç eğrisi dalga formu, akım, voltaj ve güç eğrilerini sırasıyla kırmızı, mavi ve pembe renklerle temsil eder. Fazör diyagramı, akım ve voltajın fazda olduğunu onaylar, yani zirveleri aynı anda oluşur. Bu nedenle, güç eğrisi tüm voltaj ve akım değerleri için pozitif kalır.
DC devresinde güç, voltaj ve akımın çarpımı olarak tanımlanır. Benzer şekilde, AC devresinde güç, aynı prensibi kullanarak hesaplanır, ancak anlık voltaj ve akım değerlerini dikkate alır. Böylece, saf ihtişamı olan devrede anlık güç şu şekilde ifade edilir:
Anlık güç: p = vi
Tam bir döngü boyunca devrede tüketilen ortalama güç şu şekilde verilir
cosωt'nin değeri sıfır olduğundan. Denklem (4)'e cosωt'nin değerini koyduğumuzda güç değeri şu şekilde verilecektir
Burada,
P – ortalama güç
Vr.m.s – besleme geriliminin ortalama karekök değeri
Ir.m.s – akımın ortalama karekök değeri
Böylece, saf ihtişamı olan devredeki güç şu şekilde verilir:
Saf ihtişamı olan devrede, voltaj ve akım sıfır faz açısı ile tam fazdadır, yani aralarında faz farkı yoktur. Alternatif miktarlar aynı zaman dilimlerinde zirve değerlerine ulaşır ve voltajın ve akımın yükselişi ve düşüşü aynı anda gerçekleşir.
