HESÊN AIRÊN AIR

Bişkojka TINACloudê li ser rêgezên mînakê binivîse an binivîse û hilbijêre û modela DC-ê hilbijêrin ku ji wan re online.
Ji bo TINACloud têketin kirina mesrefên kêm kêm bibin ji bo nimûneyên an jî çêkirina xwe

Dema ku em ji lêkolîna xwe ya li ser şebekeyên DC ber bi şebekeyên AC ve diçin, divê em du celebên din ên pêkhateya pasîf, ên ku ji berxwedanan pir cûda tevdigerin-ango, induktator û kapasîtor. Berxwedan tenê bi berxwedana xwe û bi qanûna Ohm têne xuyang kirin. Induktor û kondensator qonaxa heyî ya xwe bi voltaja xwe diguherînin û xwedî impedansên ku bi frekansê ve girêdayî ne. Ev şebekeyên AC pir balkêştir û bihêztir dike. Di vê serî de, hûn ê bibînin ka karanîna karanînê çawa ye fasors dê bihêle ku em di beşên AC de hemî pêkhatên pasîf (ristor, inductor û kanserê) karakter bikin neçar û ji gelemperî Şerîeta Ohm

Resistor

Dema ku berxwedanek di qerta AC de tête bikar anîn, guhertinên li seranserê navîn û voltaja li tevahî berxwedêr di qonaxê de ne. Bi gotinên din, voltaja û rahijên sinusoidal ên wan xwedan heman qonaxê ne. Ev têkiliya qonaxê dikare bi karanîna qanûna Ohm ya gelemperî ya ji bo fasorên voltaja û ya niha were analîz kirin:

V_M = R *I_M or V = R *I

Diyar e, em dikarin qanûna Ohm bi tenê ji bo nirxên lûtkeyê an rms bikar bînin (nirxên mutleq ên faktorên tevlihev)

V_M = R * I_M or V = R * I

lê ev form agahdariya qonaxê tune, ku di qulên AC de rolek weha girîng dileyize.

Inductor

Inductor bi dirêjahiya tîrê ye, carinan jî tenê şopek kurt li ser PCB-ê, carinan jî birînek dirêjtir birûmet di şiklê kûlekê de bi kûreyek hesin an hewayê.

Sembolê ya pêşbaziyê ye L, Dema ku nirxê wê tê gotin tevgerê. Yekeya pîşesaziyê henry e (H), ku navê wî fîzîknasê navdar ê Amerîkî Joseph Henry ye. Her ku induktans zêde dibe, dijberiya induktor a li hember herikîna herikên AC jî zêde dibe.

Dikare were xuyandin ku voltaja AC li seranserê inductor rûkalê heya bi mehekê dom dike. Wekî fasor têne dîtin, voltaja 90 e° pêş (di berevajoyek berevajî) ya niha de. Di balafirê kompleksê de, fasoriya voltaja bi gelemperî li gorî fasora heyî, di binavkirina erênî de (bi rêzgirtina ji bo gavavêtinê, berevajî) ve girêdayî ye. Hûn dikarin vê bi hejmarên tevlihev bi karanîna faktorek xeyal eşkere bikin j wekî pirrjimar.

Ew reaksiyonek inductive of a inductor nerazîbûna xwe li hemberê rişandina AC ya niha li ser frekûyek taybetî nîşan dide, bi sembola X tê destnîşan kirin_L, û di ohms de tê pîvandin. Reaksiyonek inductive bi têkiliya X ve tê hesibandin_L = w* L = 2 *p* f * L. Rêjeya volteyê li seranserî inductor X dimîne_L demên niha. Ev têkilî hem ji bo nirxên pez an jî rms ya voltaja û ya niha derbasdar e. Di navhevkirinê de ji bo reaksiyona inductive (X_L ), f li Hz, w the frekuence angular in rad / s (radans / second), û L inductance li H (Henry). Ji ber vê yekê du formên me hene Qanûna Ohm generalîzekirin:

1. Bo serî (V_M, Ez_M ) an tesîrane (V, I) nirxên niha û voltage

V_M = X_L*I_M or V = X_L*I

2. Bikaranîna fesazên giring

V_M = j * X_L I_M or V = j * X_L * I

Rêjeya navbera voltaja û fasorên îroyîn ên inductor tevliheviya wê ye impedance inductive:

Z_L= V/I = V_M / I_M = j w L

Rêjeya di navbera fasorên niha û voltaja inductor de tevliheviya wê ye Adelekirinê

Y_L= I / V = I_M /V_M = 1 / (j w L)

Hûn dikarin bibînin ku sê teşeyên qanûna Ohm-a giştî -Z_L= V / I, I = V / Z_L, û V = I * Z_L–Bi qanûna Ohm ya ji bo DC-yê pir dişibin, ji xeynî ku ew impedans û fansorên tevlihev bikar tînin. Bi karanîna impedansasyon, mikurhatin û zagona Ohm ya gelemperî, em dikarin şebekeyên AC-yê pir dişibînin şebekeyên DC-yê.

Em dikarin qanûna Ohm bi mezinahiya berteka inductive ya ku me ji bo berxwedanê kiriye bikarbînin. Em tenê pez têkildar dikin (V_M, IM) û rms (V, I) nirxên ji hêla û voltage ve X_L, mezinahiya riya tevgerê ya tevgerê:

V_M = X_L I_M or V = X_L * I

Lêbelê, ji ber ku ev hevsengî ciyawaziya qonaxa di navbera voltaja û îrojê de naynin, divê ew neyên bikar anîn heya ku qonaxa berjewendiyek çênebe yan jî bi rengek din nayê girtin.

Delîl Fonksiyona demê ya voltajê li seranserê a linear paqij destpêkê (inductor bi berxwedana navxweyî ya zerû û bê kapasîteyek xilas nabe) dikare bi nêrîna fonksiyonê dema ku voltaja û rûkê ya inductor têkildar peyde bibe: . Bikaranîna têgeha fonksiyonê ya dema tevlihev a ku di beşa berê de hatî destpêkirin tê bikar anîn Bikaranîna fesazên giring VL = j w L* IL an jî bi fonksiyonên dema rastîn e vL (t) = w L iL (t + 90°) vî awayî voltage dê 90 e° pêşî ya niha.

Werin em delîla li jor bi TINA re nîşan bidin û bi voltaja û ya niha wekî fonksiyonên demê û wekî fasor nîşan bikin, di ajalê de ku hilberînerek voltaja sinusoidal û inductor pêk tê. Pêşîn em ê fonksiyonên bi destan hesab bikin.

Circara ku em ê lêkolînê pêk tê ji induktorek 1mH ve girêdayî voltaja sinusoidal ya bi 1Vpk ve û frekansek 100Hz ve girêdayî ye._L= 1sin (wt) = 1sin (6.28 * 100t) V).

Bi karanîna qanûna Ohm ya gelemperî, fasora tevlihev a niha:

I_LM= V_LM/(jwL) = 1 / (j6.28 * 100 * 0.001) = -j1.59A

û di encamê de fonksiyona demê ya dema niha:

i_L(t) = 1.59sin (wt-90°) A.

Naha em bi TINA ve heman karan nîşan didin. Encamên di hejmarên paşîn de têne nîşandan.

Nîşe li ser karanîna TINA: Me karanîna karanîna demê derxist Analysis / AC Analysis / Time Function, dema ku diyardeya fasor bi kar anîn bû Analysis / AC Analysis / Diagram Fasor. Hingê paşê kopî û paşê bikar anîn ku encama encamên encam bikin li ser damezrandina damezirandinê. Ji bo amplitude û qonaxa amûrên li ser skematîkî nîşan bidin, me AC Mode Interactive bikar anîn.

Diagramê de digel wextê wext û fasor diagramê de

Bişkojk bike / binivîse serî ya li ser veguhestinê an jî li ser vê rûpelê binêrin ji bo binçavkirina Windows

Karên wextê

Phasor diagram

1

Reaksiyonek inductive û berevajiya tevlihev a inductor bi L = 3mH inductance, li frekansê bibînin f = 50 Hz.

X_L = 2 *p* f * L = 2 * 3.14 * 50 * 0.003 = 0.9425 ohm = 942.5 mohs

Impedance tevlihev:

Z_L= j w L = j 0.9425 = 0.9425 j ohms

Hûn dikarin van encaman bi kar tînin Parzûna Tedmayê. Rêzeya li ser xanî ya impedance-ê, ya ku gava ku hûn du caran li ser metroyê digerin, dahatûyê dravê li ser 50Hz di qata xaniyê xanî de destnîşan bikin. Heke hûn AC-ê dişkînin metroya impedance dê reaksiyonek inductive nîşan bide Modeêweyê înteraktîf bişkojka ku di hejmarê de nîşan dide, yan heger hûn hilbijêre Analysis / AC Analysis / Voltasyonên nodal hejmartin ferman.

bi bikaranîna Analysis / AC Analysis / Voltasyonên nodal hejmartin emrê, hûn dikarin her weha berevoka tevlihev a ku bi pîvanê pîvanê ve hatine kontrol bikin jî bigirin. Vebijêrîna pen-like-yê ku li dû vê fermanê xuya dike û li ser inductor bikirtîne, hûn ê tabloya jêrîn bibînin ku berxwedana tevlihevî û pejirandinê ye.

Têbînî ku hem impedance û hem jî pejirandin xwedan perçeyek rastînek pir piçûktir (1E-16) ji ber xeletiyên xeletiyê di hesabê de ne.

Her weha hûn dikarin wekî impasansek tevlihev wekî phasorek tevlihev bi karanîna Diazona AC ya TINA-yê nîşan bidin. Encam di hêjeya duyemîn de tê nîşandan. Fermana Auto Label bikar bînin da ku labelê nîşana reaksiyonê ya inductive ya li ser hêjîrê nîşan bide. Têbînî ku hûn hewce ne ku meriv hewce bike ku mîhengên otomatîkî yên axan bi duqatan werin guhertin da ku hûn bigihîjin pîvana ku li jêr tê nîşandan.

2

Vê gumankirina 3mH re dîsa veguhestinê ya lêgerînê, lê ev demê li f Frequency f = 200kHz.

X_L = 2 *p* f * L = 2 * 3.14 * 200 * 3 = 3769.91 ohms

Wekî ku hûn dibînin, berteka inductive rises bi bîhnfirehiyê

Bi karanîna TINA hûn dikarin reaktansiyonê wekî fonksiyonek draviyê jî bikin.

Hilberîna Ragihandinê / Rêziknameya / AC / veguheztina AC hilbijêrin û bişkoka Amplitude û Phase bicîh bikin. Dîreya jêrîn dê xuya bibe:

Di vê diyagramê de Impedance li ser pîvanek xêzek li dijî dravê li ser pîvanek logarithmîkî tê nîşandan. Vê rastiyê veşêre ku impedance fonksiyonek linear a berbiçav e. Ji bo dîtina vê yekê, li ser axa frekansa jorîn duçik bikirtînin û Scale li Linear û Number of Ticks li 6. Destpêka diyalogê li jêr binihêrin:

Têbînî ku di hin guhertoyên kevn ên TINA de diyardeya qonaxê de dibe ku dorpêçên pir piçûk li dora 90 derece ji ber xeletiyên dorpêçandî nîşan bide. Hûn dikarin vê yekê ji sermaseyê derxînin û bi danîna sînorê axa vertikal a mîna ya li jorên li jor nîşan dan.

Capacitor

Kapasîtek ji du elektrodên rêber ên metal pêk tê ji hêla materyalê dielectric (insulasyona) veqetandî ye. Capacitor berdêla elektrîkê digire.

Sembola kapasator e Cû wê kapîtaliyê (or aborî) bi farads (F) tête pîvandin, piştî kîmyager û fîzîknasê navdar ê Englishngîlîzî Michael Faraday. Her ku kapasîtans zêde dibe, dijberiya kondensatorê ya li hember herikîna herikên AC kêm dibe. Wekî din, her ku frekans zêde dibe, dijberiya kondensatorê ya li hember herikîna herikên AC kêm dibe.

Rastiya AC bi kapasîteyê bihurandina voltaja AC li seranserê
capacitor ji hêla çar meha. Wekî fasor têne dîtin, voltaja 90 e° paş (in berevajî tevgera tevgera demjimêr) heyî. Di balafira tevlihev de, fezaya voltajê perpendîkular e bi qonaxa heyî, di rêça neyînî de (bi rêzgirtina ji bo rêça referansê, berevajî şûnda). Hûn dikarin vê yekê bi hejmarên tevlihev bi karanîna faktorek xeyalî vebêjin -j wekî pirrjimar.

Ew reaksiyonên karîger of a capacitor nerazîbûna xwe li hemberê rîska AC ya li ser dubareyeka taybetî nîşan dide, ji hêla sembolê ve tê destnîşan kirin X_C, û di ohms de tê pîvandin. Reaksiyonek kapasîteyê bi têkiliyê ve tê hesibandin X_C = 1 / (2 *p* f * C) = 1 /wC. Rêjeya voltajê li seranserê kapasîteyek X ye_C demên niha. Ev têkilî hem ji bo nirxên pez an jî rms ya voltaja û ya niha derbasdar e. Nîşe: Di navhevkirina ji bo kapasîteyê de reaksiyon (X_C ), f li Hz, w kûçikek angular di rad / s (radiyan / duyemîn) de, C ev e

li F (Farad) û X_C reaksîyonê kapasîteyê di ohms de ye. Ji ber vê yekê me du awayên nifş hene Qanûna Ohm generalîzekirin:

1. Bo pezê bêkêmasî or tesîrane nirxên heyî û yên woltî:

or V = X_C*I

2. Bo pekçûk or tesîrane nirxên heyî û voltage:

V_M = -j * X_C*I_M or V = - j * X_C*I

Rêjeya di navbera voltaja û fasorên îroyîn ên kanserê de kompleksa wê ye impedance capacitive:

Z_C = V / I = V_M / I_M = - j*X_C = - j / wC

Rêjeya di navbera fasorên niha û voltaja lêker de kompleksa wê ye dabeşandina kapasîtal:

Y_C= I / V = I_M / V_M = j wC)

Delîl: Ew fonksiyona demjimêrê ya voltajê li seranserê kapasîteya linearê ya pak (kapasîtorek bêyî berxwedanê paralel an rêze û bê inductance yê xilas) bi karanîna dema karên volkan ên capacator (vC) berdan (qC) û niha (iC ): Heke C bi dema ve girêdayî nîne, karanîna karûbarên demjimêr ên tevlihev bikar tîne: iC(t) = j w C vC(t) or vC(t) = (-1 /jwC) *iC(t) an karanîna fasorên tevlihev: an jî bi fonksiyonên dema rastîn e vc (t) = ic (t-90°) / (w C) vî awayî voltage dê 90 e° paş niha.

Werin em delîla li jor bi TINA nîşan bidin û voltaja û niha jî wekî fonksiyonên dem, û wekî fasor nîşan bidin. Qerta me hilberînerek voltaja sinusoidal û kondensatorê pêk tîne. Pêşîn em ê fonksiyonên bi destan hesab bikin.

Kapasîteya 100nF e û li seranserê voltaja sinusoidal ya bi 2V û frekansek 1MHz bi voltaja sinusoidal ve girêdayî ye._L= 2sin (wt) = 2sin (6.28 * 10⁶t) V

Bi karanîna qanûna Ohm ya gelemperî, fasora tevlihev a niha:

I_CM= jwCV_CM =j6.28*10⁶10^-7 * 2) =j1.26A,

û di encamê de fonksiyona dema niha ye:

i_L(t) = 1.26sin (wt + 90°) A

lewra niha li gorî voltajê 90 pêş de ye°.

Naha em bi TINA ve heman karan nîşan didin. Encamên di hejmarên paşîn de têne nîşandan.

Diagramê de digel wextê wext û fasor diagramê de

Bişkojk bike / binivîse serî ya li ser veguhestinê an jî li ser vê rûpelê binêrin ji bo binçavkirina Windows

Dişramê de
Phasor diagram

3

Reaksiyona kapasîteyê û berevoka tevlihev a kondensatorê bi C = 25 re bibînin mKapasîteya F, li cûrbecûr f = 50 Hz.

X_C = 1 / (2 *p*f*C) = 1/(2*3.14*50*25*10^-6) = 127.32 ohms

Impedance tevlihev:

Z_-C= 1 / (j w C) = - j 127.32 = -127.32 j ohms

Ka em bi TINA-ê ev encamên ku me berê ji induktorê re kirî kontrol bikin.

Her weha hûn dikarin wekî impasansek tevlihev wekî phasorek tevlihev bi karanîna Diazona AC ya TINA-yê nîşan bidin. Encam di hêjeya duyemîn de tê nîşandan. Fermana Auto Label bikar bînin da ku labelê nîşana reaksiyonê ya inductive ya li ser hêjîrê nîşan bide. Têbînî ku hûn hewce ne ku meriv hewce bike ku mîhengên otomatîkî yên axan bi duqatan werin guhertin da ku hûn bigihîjin pîvana ku li jêr tê nîşandan.

4

Guhertina kapacitive ya 25 bibînin mKapasîteya F dîsa, lê vê carê li frekansa f = 200 kHz.

X_C = 1 / (2 *p*f*C) = 1/(2*3.14*200*10³* 25 * 10^-6) = 0.0318 = şikandina 31.8.

Hûn dikarin bibînin ku reaksîyonê kemilandî ye kêm dibe bi bîhnfirehiyê

Bo dîtina girêdayiya dûvdirêj a berevpêşbendê, werin em TINA bikar bînin wekî ku me berê bi induktorê kir.

Dema ku di vê beşê de em pê ve girêdayî ye,

Ew Qanûna Ohm ya gelemperî:

Z = V / I = V_M/I_M

Imedance kompleks ji bo hêmanên bingehîn ên RLC:

Z_R = R; Z_L = j w L û Z_C = 1 / (j w C) = -j / wC

Me dît ku forma giştî ya qanûna Ohm çawa li ser hemî pêkhateyan – berxwedan, kondensator û induktor derbas dibe. Ji ber ku me berê fêr bû ku meriv çawa bi qanûnên Kirchoff û qanûna Ohm re ji bo şebekeyên DC dixebite, em dikarin li ser wan ava bikin û qaîdeyên pir dişibînin û teoremayên çerxan ji bo şebekeyên AC bikar bînin. Ev dê di beşên bê de were vegotin û pêşandan.

---