Czy napięcia dwóch różnych prądów pobieranych z źródła AC sumują się?

Czy napięcia dwóch różnych prądów pobieranych z źródła przemiennego będą się sumować?

Napięcia dwóch różnych prądów pobieranych z źródła prądu przemiennego (AC) nie dodają się w sposób, który można by oczekiwać przy źródłach prądu stałego (DC). Aby to zrozumieć, ważne jest, aby rozważyć, jak napięcie i prąd zachowują się w obwodach AC.

Kluczowe pojęcia w obwodach AC

Impedancja (Z): W obwodach AC impedancja jest miarą całkowitego oporu, jaki obwód przedstawia dla prądu, wynikającego z obecności oporu (R), indukcyjności (L) i pojemności (C). Impedancja jest wielkością zespoloną, która obejmuje zarówno wartość, jak i kąt fazowy.

Relacja fazowa: W obwodach AC napięcie i prąd mogą być nierównoległe ze względu na obecność elementów reaktywnych, takich jak cewki i kondensatory. Ta różnica fazowa jest kluczowa, gdy rozważa się zachowanie napięcia i prądu.

Dodawanie wektorowe: W przeciwieństwie do obwodów DC, gdzie spadki napięcia na elementach mogą być dodawane algebraicznie, w obwodach AC spadki napięcia muszą być dodawane wektorowo, ponieważ mogą być nierównoległe.

Relacje między napięciem a prądem

W obwodzie AC relację między napięciem (V), prądem (I) i impedancją (Z) określa wzór:

V=I⋅Z

Tutaj V, I i Z są fazorami, które zawierają zarówno wartość, jak i informację fazową.

Dwa różne prądy pobierane z źródła AC

Rozważmy scenariusz, w którym dwa różne prądy (I1 i I2) są pobierane z źródła AC. Każdy prąd będzie miał swoją impedancję (Z1 i Z2) i powiązane napięcie (V1 i V2):

V1=I1⋅Z

V2=I2⋅Z

Jeśli te prądy płyną przez różne części tego samego obwodu lub różne gałęzie w równoległości, napięcia na każdej gałęzi (V1 i V2) nie dodają się prosto. Zamiast tego, całkowite napięcie w całym obwodzie zależy od konfiguracji obwodu i relacji fazowych między prądami i napięciami.

Połączenie równoległe

Jeśli dwa prądy (I1 i I2) płyną przez różne gałęzie w równoległości, napięcia na każdej gałęzi będą takie same, ponieważ dzielą wspólny węzeł:

V1=V2=V

W tym przypadku, całkowity prąd (I całkowity) jest sumą poszczególnych prądów:

I całkowity=I1+I2

Połączenie szeregowe

Jeśli dwa prądy (I1 i I2) płyną przez różne komponenty szeregowo, całkowite napięcie na kombinacji szeregowej będzie wektorową sumą poszczególnych napięć:

V całkowite=V1+V2

Jednakże, ponieważ V1 i V2 są fazorami, dodawanie musi uwzględniać różnice fazowe:

θ to kąt fazowy między V1 a V2

Podsumowanie

Podsumowując, napięcia dwóch różnych prądów pobieranych z źródła AC nie dodają się prosto, ponieważ:

• Różnice fazowe: Napięcia w obwodach AC muszą być rozpatrywane z uwzględnieniem różnic fazowych.

• Złożone impedancje: Impedancje obejmują zarówno wartość, jak i fazę, wpływając na relację między napięciem a prądem.