אימפולס הוא מושג בסיסי בשינוי מעגלים נוכחיים (AC), המקיף את ההשפעות של התנגדות, אינדוקציה, וכניעה.הבנת האופן שבו אלמנטים אלה אינטראקציה חיונית לכל מי לומד הנדסה חשמלית או פיזיקה. מאמר זה יעמיק להגדרות והשלכות של אי-ציות, מתן בהירות על איך זה פועל במעגלים AC.

מה זה חוסר עכבות?

אימפולס, המוזנח כ- Z, הוא מדד של כמה מעגל מתנגד לזרימת זרם של שינוי הזרם.זה מרחיב את מושג ההתנגדות לכלול גם רכיבים מנוגדים ופעילים.הנוסה למניעה ניתנת על ידי:

(ב) ויקרא י"ד: ⁇

איפה:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"ד: "היחידה הדמיונית" (בראשית כ"ד).

התנגדות במעגלים AC

התנגדות היא הרכיב של אימפולס המתנגד לזרימת זרם הנוכחי במעגל מבלי להציג כל שינוי שלב.זה נמדד ב-Oms והוא כמות סקארית. במעגלי AC, ההתנגדות משפיעה הן על האבדה והן על השלב של הזרם והמתח.

דמויות מפתח של התנגדות

  • תוקפים הופכים אנרגיה חשמלית לחום.
  • הם הולכים בעקבות חוק הואם:0.V=IRIRFLT 1
  • ההתנגדות נותרה קבועה ללא קשר לתדירות.

חינוך במעגלי AC

אינדוקציה היא רכוש של מעגל המתנגד לשינויים בהווה.הוא מיוצג על ידי הסמל L והוא נמדד במברשות (H) במעגלים AC, אינדוקציה מציגה שינוי שלב בין המתח לזרם, עם הזרם הנוכחי מכווץ את המתח.

תגובה אינדוקטיבית

התגובה בשל אינדוקציה נקראת תגובה אינדוקטיבית (XL) וניתנת על ידי הנוסחה:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מאפיינים מרכזיים של אינדוקטיבציה

  • המחנכים מאחסנים אנרגיה בתחום מגנטי.
  • תגובה אינדוקטיבית עולה עם תדירות.
  • אינדוקציה גורמת לזרם להתגות מאחורי מתח.

Capacitance in AC Circuits

Capacitance היא היכולת של מעגל לאחסן אנרגיה חשמלית בתחום חשמלי.הוא מיוצג על ידי הסמל C והוא נמדד בתעריפים (F) במעגלים AC, קיבול גם מציג שינוי שלב, אבל במקרה זה, הנוכחי מוביל את המתח.

תגובה זמנית

התגובה עקב קיבולת נקראה תגובה קיבולית (XC) והוא מחושב באמצעות הנוסחה:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מאפיינים מרכזיים של Capacitance

  • Capacitors שומרת אנרגיה בתחום חשמלי.
  • תגובה קפאית יורדת עם תדירות הולכת וגוברת.
  • Capacitance גורם למתח להוביל.

שילוב התנגדות, אינדוקטיבציה, ו Capacitance

במעגלים AC בעולם האמיתי, התנגדות, אינדוקציה, ו- capacitance לעתים קרובות coexist.האימפולס הכולל יכול להיות מחושב על ידי שילוב של הרכיבים בודדים.היחסים בין התנגדות, תגובה אינדוקטיבית, ותגובה קיבולית ניתן לדמיין באמצעות דיאגרמה phasor.

Phasor Diagram

תרשים phasor מייצג את היחסים בין מתח זרם במעגל AC. בתרשים:

  • וקטור ההתנגדות הוא אופקי.
  • הווקטור מגיב אינדוקטיבי הוא אנכי ומצביע למעלה.
  • וקטור הגיבוי הקפיטל הוא אנכי ומצביע למטה.

המונחים: Total Impedance

את כל הדחף (Z) במעגל סדרה ניתן לחשב באמצעות הנוסחה:

(ב) ⁇ =0= ⁇ (R2 + (XL - XC)2)FIRLT

דוגמה: Calculation

קחו בחשבון מעגל עם הערכים הבאים:

  • התנגדות (R) = 10 ⁇
  • Inductance (L) = 0.1 H
  • Capacitance (C) = 100 מיקרוF
  • תדירות (f) = 50 Hz

ראשית, חישוב התגובה האינטגרטיבית:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

לאחר מכן, לחשב את התגובה הקפיטליסטית:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כעת, החליפו ערכים אלה לנוסחת המחיקה הכוללת:

(ב) ⁇ = ⁇ 2 + (31.42 - 31.83)) ⁇ 10.00 ⁇ FLT:1

מסקנה

הבנה של אי-ציות במעגלים AC היא חיונית לניתוח ולעיצוב מערכות חשמל.על ידי הבנת התפקידים של התנגדות, חינוך, וכניעה, תלמידים ומורים יכולים להעריך טוב יותר את המורכבות של הנדסת חשמל.עם ידע זה, ניתן להתמודד ביעילות עם בעיות הקשורות להתנהגות מעגלים AC.