Τι είναι ένα καθαρά αυξητικό περιβάλλον και ένα καθαρά αντιστατικό περιβάλλον;

Ο καθαρά συνεχόμενος κύκλος και ο καθαρά αντισταθμικός κύκλος είναι δύο βασικά μοντέλα κυκλώματος, τα οποία αντιπροσωπεύουν την ιδανική περίπτωση μόνο συνεχών ή μόνο αντισταθμικών συστατικών στο κύκλωμα. Το εξής περιγράφει τα δύο μοντέλα κυκλώματος και τα χαρακτηριστικά τους:

Καθαρά Αντισταθμικό Κύκλωμα

Ορισμός

Ένα καθαρά αντισταθμικό κύκλωμα είναι ένα κύκλωμα που περιέχει μόνο αντισταθμικά συστατικά (R) και κανένα άλλο είδος συστατικών (όπως συνεχείς L ή κατακτητικοί C). Τα αντισταθμικά στοιχεία χρησιμοποιούνται για να αντιπροσωπεύσουν το μέρος του κυκλώματος όπου διασπαρίζεται η ενέργεια, όπως η παραγωγή θερμότητας.

Ιδιομορφίες

• Τάση και ρεύμα σε φάση: Σε ένα καθαρά αντισταθμικό κύκλωμα, η τάση και το ρεύμα είναι σε φάση, δηλαδή η διαφορά φάσης μεταξύ τους είναι 0°.

• Νόμος του Ohm: Η σχέση μεταξύ τάσης (V) και ρεύματος (I) ακολουθεί τον νόμο του Ohm, δηλαδή V=I×R, όπου R είναι η αντίσταση του αντισταθμικού.

• Κατανάλωση ενέργειας: Το αντισταθμικό στοιχείο καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια και τη μετατρέπει σε θερμική ενέργεια, υπολογιζόμενη από την εξίσωση P=V×I ή P= V2/R ή P=I 2×R.
  

Εφαρμογές

• Θερμαντικό στοιχείο: Τα αντισταθμικά στοιχεία είναι πολύ κοινά σε θερμαντικό εξοπλισμό, όπως ηλεκτρικοί θερμαντικοί, ηλεκτρικοί σιδερώματα κλπ.

• Στοιχείο περιορισμού ρεύματος: Χρησιμοποιείται ως στοιχείο περιορισμού ρεύματος σε ένα κύκλωμα για να προληφθεί η υπερβολική ροή ρεύματος που θα μπορούσε να προκαλέσει βλάβη σε άλλα συστατικά.

• Διαχωριστής τάσης: Σε ένα κύκλωμα διαχωριστή τάσης, ένα αντισταθμικό χρησιμοποιείται για την αναλογική κατανομή τάσης.

Καθαρά Συνεχές Κύκλωμα

Ορισμός

Ένα καθαρά συνεχές κύκλωμα είναι ένα κύκλωμα που περιέχει μόνο συνεχή συστατικά (L) και κανένα άλλο είδος συστατικών. Ένας συνεχής αντιπροσωπεύει το μέρος ενός κυκλώματος που αποθηκεύει μαγνητική ενέργεια και είναι συνήθως συντελεσμένος από εντυλιγμένες κατακτητικές.

Ιδιομορφίες

• Η τάση προηγείται του ρεύματος κατά 90° : Σε ένα καθαρά συνεχές κύκλωμα, η τάση είναι 90° μπροστά από το ρεύμα (ή +90° διαφορά φάσης).

• Αντίσταση συνεχούς: Η αντίσταση του συνεχούς στο εναλλακτικό ρεύμα λέγεται αντίσταση συνεχούς (XL), και η μέγεθος της είναι ανάλογη με τη συχνότητα, η εξίσωση υπολογισμού είναι

XL=2πfL, όπου f είναι η συχνότητα του εναλλακτικού ρεύματος και L είναι η τιμή της συνεχείας του συνεχούς.

• Ρεακτίβη ενέργεια: Οι συνεχείς δεν καταναλώνουν ενέργεια, αλλά θα αποθηκεύσουν ενέργεια στο μαγνητικό πεδίο και θα την αποδώσουν στην επόμενη περίοδο, άρα υπάρχει ρεακτίβη ενέργεια (Q) στο συνεχές κύκλωμα, αλλά δεν υπάρχει πραγματική κατανάλωση ενέργειας.

Εφαρμογές

• Φίλτρα: Οι συνεχείς χρησιμοποιούνται συχνά σε φίλτρα, ειδικά σε χαμηλοπερατά φίλτρα, για να εμποδίσουν την πέραση υψηλής συχνότητας σημάτων.

• Βάρος: Σε κύκλωμα φωτοφόρων, οι συνεχείς χρησιμοποιούνται ως βάρος, περιορίζοντας το ρεύμα και παρέχοντας την απαραίτητη τάση ξεκίνησης.

• Κυκλώματα συμφωνίας: Όταν χρησιμοποιούνται με κατακτητικά συστατικά, οι συνεχείς μπορούν να σχηματίσουν LC ταλαντωτικά κυκλώματα για την παραγωγή ταλαντωτικών σημάτων συγκεκριμένης συχνότητας.

Συμπεράσματα

• Καθαρά αντισταθμικό κύκλωμα: χαρακτηρίζεται από τάση και ρεύμα σε φάση, ακολουθεί τον νόμο του Ohm, η ενέργεια καταναλώνεται στο αντίσταθμικό και μετατρέπεται σε θερμότητα.

• Καθαρά συνεχές κύκλωμα: χαρακτηρίζεται από την τάση που προηγείται του ρεύματος κατά 90°, αντίσταση συνεχούς, ενέργεια αποθηκευμένη στο μαγνητικό πεδίο και αποδοθείσα στην επόμενη περίοδο, χωρίς κατανάλωση ενέργειας.

Σε πρακτικές εφαρμογές, καθαρά αντισταθμικά ή συνεχή κυκλώματα συναντιούνται σπάνια, και συχνά περιλαμβάνεται μια συνδυασμός πολλών συστατικών στο κύκλωμα, αλλά η κατανόηση αυτών των δύο βασικών μοντέλων κυκλώματος βοηθά στην ανάλυση και σχεδίαση πιο πολύπλοκων κυκλωμάτων.