Ще се сумират ли напреженията на две различни токове, извлечени от източник на променящо се напрежение?

Ще се сумират ли напреженията на две различни токове, взети от източник на променящ се ток?

Напреженията на две различни токове, взети от източник на променящ се ток (AC), не се сумират по начина, който би се очаквал при източници на постоянен ток (DC). За да разберем защо, е важно да се разгледа как поведението на напрежението и тока в AC вериги.

Основни концепции в AC вериги

Импеданс (Z): В AC вериги импедансът е мярката за общото противодействие, което веригата оказва на тока поради наличието на съпротивление (R), индуктивност (L) и капацитет (C). Импедансът е комплексна величина, която включва както големина, така и фазов ъгъл.

Фазово съотношение: В AC вериги напрежението и токът могат да са извън фаза поради наличието на реактивни компоненти като индуктори и кондензатори. Това фазово разлика е критично, когато се разглежда поведението на напрежението и тока.

Векторно събиране: В отличие от DC веригите, където падовете на напрежението в компонентите могат да се събират алгебрически, в AC вериги падовете на напрежението трябва да се събират векторно, тъй като те могат да са извън фаза.

Връзки между напрежение и ток

В AC верига, връзката между напрежението (V), тока (I) и импеданса (Z) е дадена от:

V=I⋅Z

Тук V, I и Z са фазори, които включват както големина, така и фазова информация.

Две различни токове, взети от източник на променящ се ток

Разгледайте ситуация, в която две различни токове (I1 и I2) се взимат от източник на променящ се ток. Всяко токо ще има свой импеданс (Z1 и Z2) и свързано с него напрежение (V1 и V2)：

V1=I1⋅Z

V2=I2⋅Z

Ако тези токове протичат през различни части на една и съща верига или различни паралелни клони, напреженията във всеки клон (V1 и V2) не се сумират просто. Вместо това, общото напрежение в цялата верига зависи от конфигурацията на веригата и фазовите отношения между токовете и напреженията.

Паралелно свързване

Ако двата тока (I1 и I2) протичат през различни паралелни клони, напреженията във всеки клон ще са еднакви, тъй като споделят обща точка:

V1=V2=V

В този случай, общият ток (I total) е сборът от отделните токове:

I total=I1+I2

Сериево свързване

Ако двата тока (I1 и I2) протичат през различни компоненти в серия, общото напрежение върху серийната комбинация ще бъде векторната сума на отделните напрежения:

V total=V1+V2

Однако, тъй като V1 и V2 са фазори, събирането трябва да вземе предвид фазовите разлики:

θ е фазовият ъгъл между V1 и V2

Резюме

За резюме, напреженията на две различни токове, взети от източник на променящ се ток, не се сумират просто, защото:

• Фазови разлики: Напреженията в AC вериги трябва да се разглеждат с оглед на фазовите разлики.

• Комплексни импеданси: Импедансите включват както големина, така и фаза, влияейки на връзката между напрежението и тока.