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.