Analiza obwodów prądu zmiennego
Analiza obwodów prądu zmiennego
Witam,
mam pytanie - czy jest możliwość analizy obwodów prądu zmiennego podobnie jak prądu stałego, i to bez użycia liczb zespolonych? Chodzi mi o potraktowanie kondensatorów i cewek jako odpowiednich rezystorów (przy pewnej częstotliwości) i dalej analizowanie jak w obwodach prądu stałego. I jeszcze - czy wtedy opór kondensatora jest (w przeciwieństwie do rezystora i cewki) ujemny?
PS Czytałem trochę na Wikipedii.
mam pytanie - czy jest możliwość analizy obwodów prądu zmiennego podobnie jak prądu stałego, i to bez użycia liczb zespolonych? Chodzi mi o potraktowanie kondensatorów i cewek jako odpowiednich rezystorów (przy pewnej częstotliwości) i dalej analizowanie jak w obwodach prądu stałego. I jeszcze - czy wtedy opór kondensatora jest (w przeciwieństwie do rezystora i cewki) ujemny?
PS Czytałem trochę na Wikipedii.
Przy prostych obwodach (tylko połączenie szeregowe lub równoległe) można się obejść bez liczb zespolonych. Przy bardziej rozbudowanych obwodach jest to raczej niemożliwe. Przy prądach zmiennych trzeba jakoś uwzględnić przesunięcia fazowe prądu i napięcia, a prawa Kirchhoffa mają zastosowanie jedynie do wartości chwilowych. Dlatego niezbędne jest skorzystanie z bardziej złożonego zapisu matematycznego, jakim są liczby zespolone.
Opór ujemny oznacza, że przy wzroście napięcia prąd maleje lub inaczej że przy wzroście prądu maleje spadek napięcia. W przypadku cewki lub kondensatora wzrost wartości skutecznej przyłożonego napięcia spowoduje wzrost wartości skutecznej prądu, więc "rezystancja" cewki i kondensatora jest zawsze dodatnia. Natomiast reaktancja zależy od częstotliwości, i dla cewki wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości, a dla kondensatora jest odwrotnie - maleje. Dlatego też na osi liczb urojonych reaktancja indukcyjna ma wartości dodatnie, a pojemnościowa ujemne. Wynika to z przesunięcia fazowego między prądem i napięciem na tych elementach.
Opór ujemny oznacza, że przy wzroście napięcia prąd maleje lub inaczej że przy wzroście prądu maleje spadek napięcia. W przypadku cewki lub kondensatora wzrost wartości skutecznej przyłożonego napięcia spowoduje wzrost wartości skutecznej prądu, więc "rezystancja" cewki i kondensatora jest zawsze dodatnia. Natomiast reaktancja zależy od częstotliwości, i dla cewki wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości, a dla kondensatora jest odwrotnie - maleje. Dlatego też na osi liczb urojonych reaktancja indukcyjna ma wartości dodatnie, a pojemnościowa ujemne. Wynika to z przesunięcia fazowego między prądem i napięciem na tych elementach.
Proste obwody obwodu zmiennego można analizować stosując wykres wskazowy (wektorowy). Prościej się nie da. I kondensator nie ma ujemnej reaktancji.
Tylko na osi liczb urojonych zaznacza się ją w ujemnej części bo odejmuje się ona od reaktancja cewki.
https://elportal.pl/pdf/k01/19_06.pdf
https://elportal.pl/pdf/k01/20_08.pdf
Tylko na osi liczb urojonych zaznacza się ją w ujemnej części bo odejmuje się ona od reaktancja cewki.
https://elportal.pl/pdf/k01/19_06.pdf
https://elportal.pl/pdf/k01/20_08.pdf
Przy obwodach zawierających i kondensatory, i cewki to rozumiem, że nie można podstawić dodatnich reaktancji i liczyć normalnie. Przykład - obwód szeregowy LC - tutaj przy częstotliwości rezonansowej oporność jest równa 0, a licząc normalnie (jest to niepoprawne) byłaby równa 2*Xc (=2*Xl)
Jednak jeśli obwód zawiera kondensatory (bez cewek) lub cewki (bez kondensatorów) ewentualnie z rezystorami, to można potraktować kondensatory lub cewki jako rezystory o wartościach równych odpowiednim reaktancjom i analizować wszystko normalnie korzystając z wartości skutecznych napięcia i prądu?
I czy prawo Ohma działa dla owych wartości (prąd skuteczny = napięcie skuteczne / oporność)?
Jednak jeśli obwód zawiera kondensatory (bez cewek) lub cewki (bez kondensatorów) ewentualnie z rezystorami, to można potraktować kondensatory lub cewki jako rezystory o wartościach równych odpowiednim reaktancjom i analizować wszystko normalnie korzystając z wartości skutecznych napięcia i prądu?
I czy prawo Ohma działa dla owych wartości (prąd skuteczny = napięcie skuteczne / oporność)?