Що таке чистий індуктивний коло та чистий опірний коло
Чистий індуктивний контур та чистий резистивний контур - це дві основні моделі кіл, які відповідно представляють ідеальний випадок лише індуктивних або лише резистивних компонентів у схемі. Нижче описано ці дві моделі кіл та їх характеристики:
Чистий Резистивний Контур
Визначення
Чистий резистивний контур - це контур, який містить лише резистивні компоненти (R) і не має інших типів компонентів (таких як індуктори L або конденсатори C). Резистивні елементи використовуються для представлення частини контуру, де енергія дисипується, наприклад, генерації тепла.
Особливості
Напруга та струм в фазі: У чистому резистивному контурі напруга та струм знаходяться в фазі, тобто фазова різниця між ними становить 0°.
Закон Ома: Зв'язок між напругою (V) та струмом (I) відповідає закону Ома, тобто V=I×R, де R - опір резистора.
Споживання енергії: Резистивний елемент споживає електричну енергію та перетворює її на теплову, обчислюється за формулою P=V×I або P= V2/R або P=I 2×R.
Застосування
Нагрівальний елемент: Резистивні елементи дуже поширені в нагрівальному обладнанні, такому як електричний водонагрівач, електроплита тощо.
Елемент обмеження струму: Використовується як елемент обмеження струму в схемі, щоб запобігти надмірному струму, що може пошкодити інші компоненти.
Дільник напруги: У схемі дільника напруги резистор використовується для пропорційного розподілу напруги.
Чистий Індуктивний Контур
Визначення
Чистий індуктивний контур - це контур, який містить лише індуктивні елементи (L) і не має інших типів компонентів. Індуктор представляє частину контуру, яка зберігає енергію магнітного поля і зазвичай складається з намотаних катушок.
Особливості
Напруга опереджає струм на 90° : У чистому індуктивному контурі напруга опереджає струм на 90° (або +90° фазова різниця).
Індуктивна реактивна опір: Блокувальний ефект індуктивного елемента на черговий струм називається індуктивним реактивним опором (XL), і його величина пропорційна частоті, формула обчислення
XL=2πfL, де f - частота чергового струму, а L - значення індуктивності індуктора.
Реактивна потужність: Індуктивні елементи не споживають енергію, але зберігають її в магнітному полі та випускають в наступному циклі, тому в індуктивному контурі є реактивна потужність (Q), але немає фактичного споживання енергії.
Застосування
Фільтри: Індуктори часто використовуються в фільтрах, особливо в низькочастотних фільтрах, для заборони проходження високочастотних сигналів.
Балласт: У схемах ламп світлофора, індуктори використовуються як балласт, обмежуючи струм і надаючи необхідну початкову напругу.
Резонансна схема: Коли використовуються разом з конденсаторами, індуктори можуть формувати LC коливальні схеми для генерації коливальних сигналів певної частоти.
Підсумок
Чистий резистивний контур: характеризується напругою та струмом в фазі, відповідає закону Ома, енергія споживається на опорі, перетворюється на тепло.
Чистий індуктивний контур: характеризується напругою, що опереджає струм на 90°, індуктивним реактивним опором, енергією, що зберігається в магнітному полі та випускається в наступному циклі, без фактичного споживання енергії.
На практиці чисті резистивні або індуктивні контури зустрічаються дуже рідко, і часто в схемах включаються комбінації багатьох компонентів, але розуміння цих двох основних моделей кіл допомагає аналізувати та проектувати більш складні схеми.
