Co je čistý indukční obvod a čistý odporový obvod?

Čistě indukční obvod a čistě rezistivní obvod jsou dvě základní modely obvodů, které představují ideální případ pouze s indukčními nebo pouze s rezistivními součástkami v obvodu. Následuje popis těchto dvou modelů obvodů a jejich charakteristik:

Čistě rezistivní obvod

Definice

Čistě rezistivní obvod je obvod, který obsahuje pouze rezistivní součástky (R) a žádné jiné typy součástek (jako jsou cívky L nebo kondenzátory C). Rezistivní prvky slouží k reprezentaci části obvodu, kde dochází k rozptylu energie, například k vytváření tepla.

Specifika

• Napětí a proud ve fázi: V čistě rezistivním obvodu jsou napětí a proud ve fázi, tj. fázový rozdíl mezi nimi je 0°.

• Ohmovův zákon: Vztah mezi napětím (V) a proudem (I) následuje Ohmovův zákon, tj. V=I×R, kde R je odpor rezistoru.

• Spotřeba energie: Rezistivní prvek spotřebovává elektrickou energii a převádí ji na tepelnou energii, což lze vypočítat pomocí výkonu P=V×I nebo P= V2/R nebo P=I 2×R.
  

Aplikace

• Tepelné prvky: Rezistivní prvky jsou velmi běžné v topných zařízeních, jako jsou elektrické vodohřeče, žehličky atd.

• Prvek omezující proud: Používá se jako prvek omezující proud v obvodu, aby se zabránilo poškození jiných součástek nadměrným proudem.

• Dělič napětí: V děliči napětí se rezistor používá k distribuci napětí úměrně.

Čistě indukční obvod

Definice

Čistě indukční obvod je obvod, který obsahuje pouze indukční prvky (L) a žádné jiné typy součástek. Cívka reprezentuje část obvodu, která ukládá magnetickou pole energii a je obvykle tvořena z vinutých cívek.

Specifika

• Napětí předchází proudu 90° : V čistě indukčním obvodu je napětí 90° před proudem (nebo +90° fázový rozdíl).

• Indukční reactance: Blokující efekt indukčního prvku na střídavý proud se nazývá indukční reactance (XL), a jeho velikost je úměrná frekvenci, výpočetní vzorec je

XL=2πfL, kde f je frekvence střídavého proudu a L je hodnota indukce cívky.

• Reaktivní výkon: Indukční prvky nespotřebovávají energii, ale budou ji ukládat v magnetickém poli a uvolňovat ji v dalším cyklu, takže v indukčním obvodu existuje reaktivní výkon (Q), ale není skutečná spotřeba energie.

Aplikace

• Filtry: Cívky se často používají v filtrech, zejména v nízkopropustných filtrech, k blokování průchodu signálů vysoké frekvence.

• Balení: V obvodech s fluorescenčními lampami se cívky používají jako balení, omezují proud a poskytují nezbytné spouštěcí napětí.

• Kmitočtový obvod: Když se používají s kapacitními součástkami, cívky mohou tvořit LC oscilující obvody pro generování oscilujících signálů specifické frekvence.

Shrnutí

• Čistě rezistivní obvod: charakterizovaný tím, že napětí a proud jsou ve fázi, dodržují Ohmovův zákon, energie je spotřebována na rezistoru a převedena na teplo.

• Čistě indukční obvod: charakterizovaný tím, že napětí předchází proudu 90°, indukční reactance, energie je ukládána v magnetickém poli a uvolňována v dalším cyklu, žádná spotřeba energie.

V praxi se čistě rezistivní nebo indukční obvody zřídka setkávají, a často se v obvodu nachází kombinace více součástek, ale porozumění těchto dvou základních modelů obvodů pomáhá analyzovat a navrhovat složitější obvody.