แรงดันไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกันสองกระแสที่ได้จากแหล่งจ่ายไฟ AC จะรวมกันหรือไม่

แรงดันไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้าสองกระแสที่แตกต่างกันที่ได้จากแหล่งไฟฟ้า AC จะบวกกันหรือไม่?

แรงดันไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้าสองกระแสที่แตกต่างกันที่ได้จากแหล่งไฟฟ้า AC (Alternating Current) ไม่ได้บวกกันอย่างง่ายเหมือนที่คาดหวังจากแหล่งไฟฟ้า DC (Direct Current) ในการเข้าใจว่าทำไม จึงจำเป็นต้องพิจารณาว่าแรงดันและกระแสไฟฟ้าทำงานอย่างไรในวงจร AC

หลักการสำคัญในวงจร AC

อิมพีแดนซ์ (Z): ในวงจร AC อิมพีแดนซ์คือการวัดความต้านทานรวมทั้งหมดที่วงจรเสนอต่อกระแสไฟฟ้าเนื่องจากมีความต้านทาน (R) อิน덕แทนซ์ (L) และแคปาซิแทนซ์ (C) อิมพีแดนซ์เป็นปริมาณเชิงซ้อนที่รวมทั้งขนาดและมุมเฟส

ความสัมพันธ์ระหว่างเฟส: ในวงจร AC แรงดันและกระแสไฟฟ้าอาจไม่ตรงเฟสกันเนื่องจากมีองค์ประกอบแบบรีแอคทีฟ เช่น อินดักเตอร์และแคปาซิเตอร์ ความแตกต่างของเฟสนี้มีความสำคัญเมื่อพิจารณาพฤติกรรมของแรงดันและกระแสไฟฟ้า

การบวกเวกเตอร์: ต่างจากวงจร DC ที่แรงดันตกคร่อมองค์ประกอบสามารถบวกทางพีชคณิตได้ ในวงจร AC แรงดันตกคร่อมต้องบวกทางเวกเตอร์เนื่องจากอาจไม่ตรงเฟสกัน

ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสไฟฟ้า

ในวงจร AC ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน (V) กระแสไฟฟ้า (I) และอิมพีแดนซ์ (Z) กำหนดโดย:

V=I⋅Z

ที่นี่ V, I, และ Z ล้วนเป็นฟีเซอร์ ซึ่งรวมทั้งขนาดและข้อมูลเฟส

กระแสไฟฟ้าสองกระแสที่แตกต่างกันที่ได้จากแหล่งไฟฟ้า AC

พิจารณาสถานการณ์ที่กระแสไฟฟ้าสองกระแส (I1 และ I2) ถูกดึงออกจากแหล่งไฟฟ้า AC แต่ละกระแสจะมีอิมพีแดนซ์ (Z1 และ Z2) และแรงดันที่เกี่ยวข้อง (V1 และ V2)：

V1=I1⋅Z

V2=I2⋅Z

หากกระแสเหล่านี้ไหลผ่านส่วนต่าง ๆ ของวงจรเดียวกันหรือสาขาต่าง ๆ ที่ขนานกัน แรงดันที่ขวางแต่ละสาขา (V1 และ V2) จะไม่บวกกันอย่างง่าย แทนที่จะเป็นเช่นนั้น แรงดันรวมทั้งหมดข้ามวงจรทั้งหมดขึ้นอยู่กับการกำหนดโครงสร้างวงจรและความสัมพันธ์เฟสระหว่างกระแสและแรงดัน

การเชื่อมต่อขนาน

หากกระแสไฟฟ้าสองกระแส (I1 และ I2) ไหลผ่านสาขาต่าง ๆ ที่ขนานกัน แรงดันที่ขวางแต่ละสาขาจะเท่ากันเนื่องจากมีโหนดร่วม:

V1=V2=V

ในกรณีนี้ กระแสไฟฟ้ารวม (I รวม) เป็นผลรวมของกระแสไฟฟ้าแต่ละกระแส:

I รวม=I1+I2

การเชื่อมต่ออนุกรม

หากกระแสไฟฟ้าสองกระแส (I1 และ I2) ไหลผ่านองค์ประกอบต่าง ๆ ที่เชื่อมต่ออนุกรม แรงดันรวมที่ขวางการเชื่อมต่ออนุกรมจะเป็นผลรวมเวกเตอร์ของแรงดันแต่ละแรงดัน:

V รวม=V1+V2

อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก V1 และ V2 เป็นฟีเซอร์ การบวกต้องคำนึงถึงความแตกต่างของเฟส:

θ คือมุมเฟสระหว่าง V1 และ V2

สรุป

สรุปแล้ว แรงดันไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้าสองกระแสที่แตกต่างกันที่ได้จากแหล่งไฟฟ้า AC ไม่ได้บวกกันอย่างง่ายเนื่องจาก:

• ความแตกต่างของเฟส: แรงดันในวงจร AC ต้องพิจารณาด้วยความแตกต่างของเฟส

• อิมพีแดนซ์เชิงซ้อน: อิมพีแดนซ์รวมทั้งขนาดและเฟส ส่งผลต่อความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสไฟฟ้า