Omo dėsnis sudėtinga forma
Apskaičiuojant elektros grandines su kintama sinusine srove, dažnai naudingas sudėtingos formos Ohmo įstatymas. Elektros grandinė čia suprantama kaip tiesinė grandinė, esanti pastovaus veikimo būsenoje, tai yra tokia grandinė, kurioje pereinamieji procesai baigėsi ir susidaro srovės.
Įtampos kritimas, EML šaltiniai ir srovės tokios grandinės šakose yra tiesiog trigonometrinės laiko funkcijos. Jei net ir pastovioje būsenoje srovės grandinės forma nėra sinusoidė (vingiuotas, pjūklas, impulsinis triukšmas), tada sudėtingos formos Ohmo dėsnis nebegalios.
Vienaip ar kitaip, šiandien pramonėje jis naudojamas visur trifazė sistema su kintama sinusine srove… Įtampa tokiuose tinkluose turi griežtai apibrėžtą dažnį ir efektyvią vertę. Efektyvią vertę „220 voltų“ arba „380 voltų“ galima rasti įvairios įrangos žymėjimuose, jos techninėje dokumentacijoje. Dėl šios priežasties, dėl tokio akivaizdaus suvienodinimo, sudėtingos formos Ohmo dėsnis yra patogus atliekant daugelį elektros grandinių skaičiavimų (kur jis naudojamas kartu su Kirchhoff taisyklėmis).
Įprasta Ohmo dėsnio rašymo forma skiriasi nuo sudėtingos jo įrašymo formos. Sudėtingoje formoje EML, įtampų, srovių, varžų žymėjimai parašyti kaip kompleksiniai skaičiai… Tai būtina norint patogiai apskaityti ir atlikti skaičiavimus tiek su aktyviais, tiek su reaktyviais komponentais, kurie atsiranda kintamosios srovės grandinėse.
Ne visada įmanoma tiesiog imti ir padalyti įtampos kritimą iš srovės, kartais svarbu atsižvelgti į grandinės sekcijos pobūdį ir tai verčia mus šiek tiek papildyti matematiką.
Simbolinis metodas (sudėtinių skaičių metodas) pašalina poreikį spręsti diferencialines lygtis apskaičiuojant sinusinės srovės elektros grandinę. Nes kintamosios srovės grandinėje būna, kad, pavyzdžiui, yra srovė, bet grandinės skyriuje nėra įtampos kritimo; arba yra įtampos kritimas, bet grandinėje nėra srovės, kol grandinė atrodo uždaryta.
Nuolatinės srovės grandinėse tai tiesiog neįmanoma. Štai kodėl kintamosios srovės ir Ohmo dėsniai skiriasi. Jei vienfazėje grandinėje nėra grynai aktyvios apkrovos, ją galima naudoti beveik nesiskiriant nuo nuolatinės srovės skaičiavimų.
Kompleksinis skaičius susideda iš įsivaizduojamos Im ir tikrosios Re dalies ir gali būti pavaizduotas vektoriumi polinėmis koordinatėmis. Vektoriui bus būdingas tam tikras modulis ir kampas, kuriuo jis sukasi aplink koordinačių pradžią abscisių ašies atžvilgiu. Modulis yra amplitudė, o kampas yra pradinė fazė.
Šis vektorius gali būti parašytas trigonometrine, eksponentine arba algebrine forma.Tai bus simbolinis realių fizinių reiškinių vaizdas, nes realiai schemose nėra įsivaizduojamų ir materialių savybių. Tai tiesiog patogus būdas išspręsti elektros grandinių problemas.
Sudėtinius skaičius galima dalyti, dauginti, sudėti, kelti iki laipsnio. Šias operacijas turi būti įmanoma atlikti, kad būtų galima pritaikyti Ohmo dėsnį sudėtinga forma.
Kintamosios srovės grandinėse varžos skirstomos į: aktyviąją, reaktyviąją ir bendrąją. Be to, reikia išskirti laidumą. Elektrinė talpa ir induktyvumas turi kintamosios srovės reagentus. Reaktyvusis atsparumas kreipiasi į įsivaizduojamą dalį, o aktyvioji varža ir laidumas – į tikrąją, tai yra, į visiškai realią dalį.
Pasipriešinimo rašymas simboline forma turi tam tikrą fizinę prasmę. Esant aktyviam pasipriešinimui, elektra kartu išsklaido kaip šiluma Džaulio-Lenco dėsnis, nors yra talpos ir induktyvumo, jis paverčiamas elektrinio ir magnetinio lauko energija. Ir galima paversti energiją iš vienos iš šių formų į kitą: iš magnetinio lauko energijos į šilumą arba iš elektrinio lauko energijos iš dalies į magnetinę, iš dalies į šilumą ir pan.
Tradiciškai srovės, įtampos kritimai ir EML rašomi trigonometrine forma, kur atsižvelgiama ir į amplitudę, ir į fazę, o tai aiškiai atspindi fizinę reiškinio prasmę. Įtampų ir srovių kampinis dažnis gali skirtis; todėl algebrinė žymėjimo forma yra praktiškai patogesnė.
Kampo tarp srovės ir įtampos buvimas lemia tai, kad svyravimų metu yra atvejų, kai srovė (arba įtampos kritimas) yra lygus nuliui, o įtampos kritimas (arba srovė) nėra nulis. Kai įtampa ir srovė yra toje pačioje fazėje, kampas tarp jų yra 180 ° kartotinis, o tada, jei įtampos kritimas lygus nuliui, srovė grandinėje yra lygi nuliui. Tai momentinės vertės.
Taigi, suprasdami algebrinį žymėjimą, dabar galime parašyti Ohmo dėsnį sudėtinga forma. Vietoj paprastos aktyviosios varžos (būdingos nuolatinės srovės grandinėms), čia bus rašoma bendra (sudėtinga) varža Z, o efektyvios emf, srovių ir įtampų reikšmės taps sudėtingais dydžiais.
Skaičiuojant elektros grandinę naudojant kompleksinius skaičius, svarbu atsiminti, kad šis metodas taikomas tik sinusinės srovės grandinėms ir yra pastovios būsenos.