עקרונות הנדסה חשמלית
אימפולס: הקשר המורכב בין וולטאז' לבין ההווה
Table of Contents
הבנה של אימפולס היא חיונית במחקר של מעגלים חשמליים.זה מייצג את האופוזיציה כי מעגל מציג זרם של שינוי הנוכחי (AC) והוא מושג בסיסי הן בפיסיקה והן בהנדסת חשמל.
מה זה חוסר עכבות?
אימפולס, המוזנח על ידי הסמל Z, הוא כמות מורכבת המשלבת התנגדות (R) ותגובה (X) הוא בא לידי ביטוי באומס ( ⁇ ) ויכול להיות מיוצג בצורה:
« R + JX
איפה:
- (ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ,0) ,XIRFLT:1 הוא התגובה, אשר יכול להיות אינדוקטיבי או קיבולי.
- (ב) ויקרא י"ד: "היחידה הדמיונית" (בראשית כ"ד).
חסידיו של חוסר
התנגדות (R)
התנגדות היא הרכיב של חוסר הדחף המתנגד לזרימת זרם ישיר (DC) והוא עצמאי מתדירות.זה אמיתי בלבד והוא אחראי לאובדן האנרגיה בצורת חום.
תגובה (X)
תגובה היא התנגדות לשינוי בהווה או במתח בשל אינדוקציה וכניעה.זה תלוי בתדר ויכול להיות גם:
- (ב) ,0) תגובה אינדוקטיבית (XL)אנדרט 1) - נגרמה על ידי אינדוקטורים, עלייה עם תדירות.
- (ב) ,0) תגובה חיובית (XC)אנדרט 1 (התוצאה היא על ידי קיבולים, יורדת עם תדירות.
הבנה של וולט והווה
וולטאז (V) הוא ההבדל הפוטנציאלי החשמלי בין שתי נקודות במעגל, בעוד הנוכחי (I) הוא זרם של מטען חשמלי.היחסים בין מתח, זרם, ואימפולסים ניתן לתאר על ידי חוק הואם:
V / Z
נוסחה זו ממחישה כי הזרם הוא פרופורציה ישירה למתח ולמידתיות הפוכה למניעה.
ייצוגו של ה-Phasor Representation of Impedance
אי-ציות ניתן לייצג בתחום הphasor, המאפשר חישובים קלים יותר במעגלים AC. בייצוג זה, מתח ונוכחים מתוארים כVis רוטטים (phasors) במטוס מורכב.
מטוס מורכב
המטוס המורכב מורכב ציר אמיתי (horizontal) המייצג התנגדות וציר דמיוני (מורטי) המייצג תגובה.הקטור האימפולסיבית יכול להיות ויזואלי כמו:
- אורך הווקטור מציין את גודל הדחף.
- זווית ( ⁇ ) מעידה על ההבדל בין מתח לבין זרם.
המונחים: Impedance
כדי לחשב את הדחף הכולל במעגל, יש לשקול גם רכיבים מנוגדים וגם תגובתיים.עבור סדרות ועיגולים מקבילים, החישובים שונים:
סדרות מעגליות
במעגל סדרה, אימפולס מוחלט הוא סכום של דחפים בודדים:
Z total = Z1 + Z2 + Z3 +
מעגלים מקבילים
במעגל מקביל, ניתן לחשב את כל הדחף באמצעות הנוסחה:
1 / Z total = 1 / Z1 + 1 / Z2 + 1 / Z3 +
החשיבות של אי-ציות במעגלי AC
אימפולס ממלא תפקיד חיוני בקביעת האופן שבו מעגלים מתנהגים בתנאים AC. זה משפיע על האמפולדה והשלב של זרם ומתח, המשפיעים על ביצועי מכשירים חשמליים.
כוח
גורם הכוח (PF) הוא מדד של איך כוח חשמלי ביעילות מומר לתוך תפוקת עבודה מועילה.זה מוגדר כמו:
PF = cos( ⁇ )
כאשר ⁇ הוא זווית שלב בין הזרם למתח. גורם כוח של 1 מציין כי כל הכוח משמש ביעילות.
Resonance
ההתחדשות מתרחשת במעגלים כאשר התגובה אינדוקטיבית והמצמצה שווים, וכתוצאה מכך זרימה נוכחית מקסימלית.תופעה זו חיונית מעגלים ופילטרים.
יישומים של עכבות
אימפולס משמש ביישומים שונים, כולל:
- (ב) ,0) ,Audio EquipmentveFLT:1 - התאמת אימפולסים מבטיח איכות סאונד אופטימלית.
- (ב) ,0) ,7 ,7 , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ,0) ,כוח תפוצה (FLT:0) , מיצוי של העצמה (FLT) - הבנה של אימפולס מסייע בצמצום ההפסדים.
מסקנה
אימפולסים מעצימים חושפים את מערכת היחסים המורכבת שלה עם מתח ונוכחים.הבנת מערכת יחסים זו חיונית לכל מי לומד הנדסה חשמלית ופיסיקה. על ידי שליטה במושגים של אימפולס, התנגדות, תגובה, והשלכותיהם במעגלים AC, תלמידים ומחנכים יכולים להעמיק את הבנתם של מערכות חשמל.