วงจรอิน덕ทีฟบริสุทธิ์และวงจรความต้านทานบริสุทธิ์คืออะไร

วงจรเหนี่ยวนำบริสุทธิ์และวงจรต้านทานบริสุทธิ์เป็นโมเดลวงจรพื้นฐานสองแบบที่แสดงถึงกรณีอุดมคติของวงจรที่มีเฉพาะองค์ประกอบของเหนี่ยวนำหรือต้านทานเท่านั้น ด้านล่างนี้จะบรรยายเกี่ยวกับโมเดลวงจรทั้งสองและคุณสมบัติของพวกมัน:

วงจรต้านทานบริสุทธิ์

คำนิยาม

วงจรต้านทานบริสุทธิ์คือวงจรที่มีเพียงองค์ประกอบของต้านทาน (R) และไม่มีองค์ประกอบประเภทอื่น ๆ (เช่น เหนี่ยวนำ L หรือคอนเดนเซอร์ C) องค์ประกอบต้านทานใช้ในการแสดงส่วนของวงจรที่มีการสูญเสียพลังงาน เช่น การสร้างความร้อน

คุณสมบัติพิเศษ

• แรงดันและกระแสอยู่ในเฟสเดียวกัน: ในวงจรต้านทานบริสุทธิ์ แรงดันและกระแสอยู่ในเฟสเดียวกัน คือ ความแตกต่างของเฟสระหว่างพวกมันคือ 0°

• กฎของโอห์ม: ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน (V) และกระแส (I) ปฏิบัติตามกฎของโอห์ม คือ V=I×R ซึ่ง R คือค่าต้านทานของตัวต้านทาน

• การใช้พลังงาน: องค์ประกอบต้านทานจะใช้พลังงานไฟฟ้าและแปลงเป็นพลังงานความร้อน คำนวณโดย P=V×I หรือ P= V2/R หรือ P=I 2×R
  

การประยุกต์ใช้

• องค์ประกอบทำความร้อน: องค์ประกอบต้านทานพบได้บ่อยในอุปกรณ์ทำความร้อน เช่น เครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้า เตารีดไฟฟ้า เป็นต้น

• องค์ประกอบจำกัดกระแส: ใช้เป็นองค์ประกอบจำกัดกระแสในวงจรเพื่อป้องกันกระแสที่มากเกินไปจากการทำลายองค์ประกอบอื่น ๆ

• วงจรแบ่งแรงดัน: ในวงจรแบ่งแรงดัน ตัวต้านทานใช้ในการกระจายแรงดันตามสัดส่วน

วงจรเหนี่ยวนำบริสุทธิ์

คำนิยาม

วงจรเหนี่ยวนำบริสุทธิ์คือวงจรที่มีเพียงองค์ประกอบของเหนี่ยวนำ (L) และไม่มีองค์ประกอบประเภทอื่น ๆ เหนี่ยวนำแสดงส่วนของวงจรที่เก็บพลังงานสนามแม่เหล็กและมักประกอบด้วยขดลวดที่พันขึ้นมา

คุณสมบัติพิเศษ

• แรงดันนำกระแส 90° : ในวงจรเหนี่ยวนำบริสุทธิ์ แรงดันจะนำกระแส 90° (หรือ +90° ความแตกต่างของเฟส)

• ความต้านทานเหนี่ยวนำ: ผลของการป้องกันกระแสสลับขององค์ประกอบเหนี่ยวนำเรียกว่าความต้านทานเหนี่ยวนำ (XL) และขนาดของมันเป็นสัดส่วนกับความถี่ สูตรคำนวณคือ

XL=2πfL ซึ่ง f คือความถี่ของกระแสสลับและ L คือค่าเหนี่ยวนำของเหนี่ยวนำ

• กำลัง реактивное: องค์ประกอบเหนี่ยวนำไม่ได้ใช้พลังงาน แต่จะเก็บพลังงานในสนามแม่เหล็กและปล่อยออกมาในวงจรต่อไป ดังนั้นมีกำลัง реактивное (Q) ในวงจรเหนี่ยวนำ แต่ไม่มีการใช้พลังงานจริง

การประยุกต์ใช้

• ตัวกรอง: เหนี่ยวนำมักใช้ในตัวกรอง โดยเฉพาะตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำ เพื่อป้องกันการผ่านของสัญญาณความถี่สูง

• ตัวปรับแสง: ในวงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ เหนี่ยวนำใช้เป็นตัวปรับแสง จำกัดกระแสและให้แรงดันเริ่มต้นที่จำเป็น

• วงจรสั่น: เมื่อใช้ร่วมกับองค์ประกอบคอนเดนเซอร์ เหนี่ยวนำสามารถสร้างวงจร LC สั่นเพื่อสร้างสัญญาณสั่นที่มีความถี่เฉพาะ

สรุป

• วงจรต้านทานบริสุทธิ์: มีคุณสมบัติที่แรงดันและกระแสอยู่ในเฟสเดียวกัน ปฏิบัติตามกฎของโอห์ม พลังงานถูกใช้บนต้านทานและแปลงเป็นความร้อน

• วงจรเหนี่ยวนำบริสุทธิ์: มีคุณสมบัติที่แรงดันนำกระแส 90° ความต้านทานเหนี่ยวนำ พลังงานเก็บในสนามแม่เหล็กและปล่อยออกในวงจรต่อไป ไม่มีการใช้พลังงาน

ในการประยุกต์ใช้งานจริง วงจรต้านทานบริสุทธิ์หรือวงจรเหนี่ยวนำบริสุทธิ์แทบไม่เคยพบเห็น และมักมีการรวมองค์ประกอบหลายชิ้นในวงจร แต่การเข้าใจโมเดลวงจรพื้นฐานทั้งสองนี้ช่วยในการวิเคราะห์และออกแบบวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น