Hvad er en ren induktiv kredsløb og et rent resistivt kredsløb?

Ren purløjningskredsløb og rent resistivt kredsløb er to grundlæggende kredsløbsmodeller, som hver især repræsenterer det ideelle tilfælde af kun løjnings- eller kun resistive komponenter i kredsløbet. Nedenfor beskrives de to kredsløbsmodeller og deres karakteristika:

Rent resistivt kredsløb

Definition

Et rent resistivt kredsløb er et kredsløb, der kun indeholder resistive komponenter (R) og ingen andre typer komponenter (som løjninger L eller kondensatorer C). Resistive elementer bruges til at repræsentere den del af kredsløbet, hvor energi omsættes, f.eks. til varme.

Karakteristika

• Spænding og strøm i fase: I et rent resistivt kredsløb er spændingen og strømmen i fase, dvs. fasen forskel mellem dem er 0°.

• Ohms lov: Forholdet mellem spænding (V) og strøm (I) følger Ohms lov, dvs. V=I×R, hvor R er motstanden for en resistor.

• Energiforbrug: Det resistive element forbruger elektrisk energi og konverterer den til varmeenergi, beregnet ved effekt P=V×I eller P= V2/R eller P=I 2×R.
  

Anvendelse

• Opvarmningskomponent: Resistive elementer er meget almindelige i opvarmningsudstyr, såsom elvandvarmere, strikkejern osv.

• Strømbegrænsningskomponent: Bruges som en strømbegrænsningskomponent i et kredsløb for at forhindre, at for høj strøm skader andre komponenter.

• Spændingsdivider: I et spændingsdividerkredsløb bruges en resistor til at fordele spændingen proportionalt.

Rent løjningskredsløb

Definition

Et rent løjningskredsløb er et kredsløb, der kun indeholder løjningskomponenter (L) og ingen andre typer komponenter. En løjning repræsenterer den del af kredsløbet, der lagrer magnetfeltenergi, og består normalt af vindede spoler.

Karakteristika

• Spænding fører strøm med 90°: I et rent løjningskredsløb er spændingen 90° foran strømmen (eller +90° fasedifferens).

• Induktiv reaktans: Den induktive komponents blokerende effekt på vekselstrøm kaldes induktiv reaktans (XL), og dens størrelse er proportional med frekvensen, beregningsformlen er

XL=2πfL, hvor f er frekvensen for vekselstrømmen og L er løjningsværdien for løjningen.

• Reaktiv effekt: Induktive elementer forbruger ikke energi, men vil lagre energi i magnetfeltet og frigive den i næste cyklus, så der findes reaktiv effekt (Q) i det induktive kredsløb, men ingen faktisk energiforbrug.

Anvendelse

• Filtre: Løjninger anvendes ofte i filtre, især lavpasfiltre, for at blokere gennemgang af højkredsige signaler.

• Ballest: I lysrørskredsløb anvendes løjninger som ballest, begrænser strøm og leverer den nødvendige startspænding.

• Resonanskredsløb: Når de anvendes sammen med kapacitive komponenter, kan løjninger danne LC-svingningsekredsløb for at generere svingningssignaler af en bestemt frekvens.

Sammenfatning

• Rent resistivt kredsløb: karakteriseret ved, at spænding og strøm er i fase, følger Ohms lov, energi forbruges på resistoren, konverteres til varme.

• Rent løjningskredsløb: karakteriseret ved, at spændingen fører strømmen med 90°, induktiv reaktans, energi lagres i magnetfeltet og frigives i næste cyklus, ingen energiforbrug.

I praksis mødes man sjældent med rent resistive eller løjningskredsløb, og der er ofte en kombination af flere komponenter inkluderet i kredsløbet, men forståelsen af disse to grundlæggende kredsløbsmodeller hjælper med at analysere og designe mere komplekse kredsløb.