Αύγ
30
2019
|
| |||
|
Προσομοίωση με την οποία να μελετήσουμε τα βασικά χαρακτηριστικά του εναλλασσόμενου ρεύματος. Μπορούμε να μεταβάλλουμε το πλάτος της τάσης και την αντίσταση του κυκλώματος για να δούμε την επίδραση των μεταβολών αυτών στην ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος.
Εναλλασσόμενη είναι η τάση της οποίας η πολικότητά της εναλλάσσεται (δηλαδή γίνεται θετική – αρνητική) περιοδικά με τον χρόνο. Η ποιο συνηθισμένη περίπτωση είναι η τάση να μεταβάλλεται αρμονικά με τον χρόνο δηλαδή να είναι της μορφής $$v=V\mathsf{\thinspaceημ\thinspace}{\left(\omega t+\varphi\right)}$$Όπου $V$ είναι η μέγιστη τιμή της τάσης, $ω$ είναι κυκλική συχνότητα και $φ$ η αρχική φάση. Αντίστοιχα εναλλασσόμενο ρεύμα είναι αυτό που η φορά του μεταβάλλεται περιοδικά με τον χρόνο. Η συνήθης μορφή εναλλασσόμενου ρεύματος είναι το αρμονικά εναλλασσόμενο η εξίσωση του οποίου είναι $$i=I\mathsf{\thinspaceημ\thinspace}{\left(\omega t+\vartheta\right)}$$Όπου $I$ είναι η μέγιστη τιμή της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος. Στο εξής όταν θα λέμε εναλλασσόμενο ρεύμα θα εννοούμαι αρμονικά εναλλασσόμενο ρεύμα. Θα ακολουθήσουμε κάποιους κανόνες συμβολισμού. Μεγέθη τα οποία μεταβάλλονται με τον χρόνο θα σημειώνονται με πεζά γράμματα ενώ μεγέθη που είναι σταθερά με τον χρόνο θα συμβολίζονται με κεφαλαία γράμματα. Έτσι το σύμβολο $i$ θα συμβολίζει ένα μεταβαλλόμενο ρεύμα ενώ το $I$ θα συμβολίζει ένα σταθερό ρεύμα. Στο συνεχές ρεύμα το φορτίο κινείται προς μια κατεύθυνση ενώ στο εναλλασσόμενο ρεύμα το φορτίο εκτελεί μια ταλάντωση. Ένα φορτίο που βρίσκεται στην περιοχή της πηγής δεν θα φτάσει ποτέ στην περιοχή του αντιστάτη. Ουσιαστικά μένει στην ίδια θέση, δεν μεταφέρεται. Αυτό που μεταφέρεται είναι η ενέργεια. Η πιο απλή περίπτωση κυκλώματος εναλλασσόμενου ρεύματος είναι μια πηγή και ένας αντιστάτης. Όπως και στο συνεχές έτσι και στο εναλλασσόμενο ισχύει ο νόμος του Ohm. $$i=\frac{v}{R}$$Αν η τάση στα άκρα του αντιστάτη είναι $$v=V\mathsf{\thinspaceημ\thinspace}{\omega t}$$τότε $$i=\frac{v}{R}$$ $$i=\frac{V}{R}\mathsf{ημ\thinspace}{\omega t}$$ $$i=I\mathsf{\thinspaceημ\thinspace}{\omega t}$$όπου $$I=\frac{V}{R}$$Παρατηρούμε ότι η τάση στα άκρα ενός αντιστάτη και η ένταση του ρεύματος που τον διαρρέει είναι μεγέθη συμφασικά. Παίρνουν δηλαδή ταυτόχρονα την μέγιστη και την ελάχιστη τους τιμή.
|
| Σχόλια |
|