Arus ulang alik yang kompleks

Sebagai tambahan kepada yang mudah, iaitu. arus ulang alik sinusoidalarus kompleks sering ditemui, di mana graf perubahan semasa dari masa ke masa bukanlah sinusoid, tetapi lengkung yang lebih kompleks. Dalam erti kata lain, bagi arus sedemikian, hukum variasi arus dengan masa adalah lebih rumit daripada arus sinusoidal ringkas. Contoh arus sedemikian ditunjukkan dalam rajah. 1.

Kajian tentang arus ini adalah berdasarkan fakta bahawa mana-mana arus bukan sinus yang kompleks boleh dianggap sebagai terdiri daripada beberapa arus sinusoidal ringkas, amplitudnya berbeza, dan frekuensinya adalah bilangan kali ganda lebih besar daripada frekuensi sesuatu diberi arus kompleks. Penguraian arus kompleks sedemikian kepada satu siri arus ringkas adalah penting, kerana dalam banyak kes kajian arus kompleks boleh dikurangkan kepada pertimbangan arus ringkas yang mana semua undang-undang asas telah diperolehi dalam kejuruteraan elektrik.

nasi. 1. Arus bukan sinusoidal kompleks

Ia dipanggil arus sinusoidal ringkas yang membentuk harmonik arus kompleks dan dinomborkan dalam tertib menaik kekerapannya.Sebagai contoh, jika arus kompleks mempunyai frekuensi 50 Hz, maka harmonik pertamanya, atau dipanggil ayunan asas, ialah arus sinusoidal dengan frekuensi 50 Hz, harmonik kedua ialah arus sinusoidal dengan frekuensi 100 Hz, harmonik ketiga mempunyai frekuensi 150 Hz, dan seterusnya.

Nombor harmonik menunjukkan berapa kali kekerapannya lebih besar daripada frekuensi arus kompleks tertentu. Apabila bilangan harmonik bertambah, amplitudnya biasanya berkurangan, tetapi terdapat pengecualian kepada peraturan ini. Kadang-kadang beberapa harmonik tidak hadir sepenuhnya, iaitu amplitudnya sama dengan sifar. Hanya harmonik pertama yang sentiasa ada.

nasi. 2. Arus ulang alik kompleks dan harmoniknya

Sebagai contoh, FIG. 2a menunjukkan plot arus kompleks yang terdiri daripada harmonik pertama dan kedua dan plot harmonik ini, dan dalam Rajah. 2, b, yang sama ditunjukkan untuk arus yang terdiri daripada harmonik pertama dan ketiga. Dalam graf ini, menambah harmonik dan mendapatkan jumlah arus dengan bentuk kompleks dilakukan dengan menambah segmen menegak yang menggambarkan arus pada masa yang berbeza, dengan mengambil kira tandanya (tambah dan tolak).

Kadangkala arus kompleks, sebagai tambahan kepada harmonik, juga termasuk D.C., iaitu komponen malar. Oleh kerana frekuensi malar adalah sifar, komponen malar boleh dipanggil harmonik sifar.

Sukar untuk mencari harmonik arus kompleks. Bahagian khas matematik yang dipanggil analisis harmonik dikhaskan untuk ini... Walau bagaimanapun, menurut beberapa tanda, kehadiran harmonik tertentu boleh dinilai. Sebagai contoh, jika separuh gelombang positif dan negatif arus kompleks adalah sama dalam bentuk dan nilai maksimum, maka arus sedemikian mengandungi hanya satu harmonik ganjil.

Contoh arus sedemikian diberikan dalam rajah. 2, b.Jika separuh gelombang positif dan negatif berbeza antara satu sama lain dalam bentuk dan nilai maksimum (Rajah 2, a), ini berfungsi sebagai tanda kehadiran harmonik genap (dalam kes ini, mungkin juga terdapat harmonik ganjil).

nasi. 3. Arus ulang alik kompleks pada skrin osiloskop

Voltan berselang-seli dan EMF berbentuk kompleks, seperti arus kompleks, boleh diwakili sebagai jumlah komponen sinusoidal ringkas.

Mengenai makna fizikal penguraian arus kompleks kepada harmonik, apa yang telah diperkatakan boleh diulangi arus berdenyut, yang juga harus diklasifikasikan sebagai arus kompleks.

Dalam litar elektrik yang terdiri daripada peranti linear, tindakan arus kompleks sentiasa boleh dipertimbangkan dan dikira sebagai jumlah tindakan arus komponennya. Walau bagaimanapun, dengan kehadiran peranti bukan linear, kaedah ini mempunyai aplikasi yang lebih terhad, kerana ia boleh memberikan ralat yang ketara apabila menyelesaikan beberapa masalah.

Lihat juga mengenai topik ini: Pengiraan litar arus bukan sinusoidal