Litar elektrik dengan arus bukan sinus

Arus bukan sinusoidal dan penguraiannya

Dalam litar elektrik, arus bukan sinusoidal boleh berlaku atas dua sebab:

1. litar elektrik itu sendiri adalah linear, tetapi voltan bukan sinusoidal bertindak pada litar,

2. voltan yang bertindak pada litar adalah sinusoidal, tetapi litar elektrik mengandungi unsur bukan linear.

Mungkin terdapat kedua-dua sebab. Bab ini berkaitan dengan litar untuk titik pertama sahaja. Dalam kes ini, voltan bukan sinusoidal dianggap berkala.

Penjana denyutan berkala digunakan dalam pelbagai peranti kejuruteraan radio, automasi, telemekanik. Bentuk denyutan boleh berbeza: gergaji, melangkah, segi empat tepat (Rajah 1).

Rajah 1. Bentuk nadi

Fenomena yang berlaku dalam litar elektrik linear di bawah voltan berkala tetapi bukan sinusoidal adalah paling mudah untuk dikaji jika lengkung voltan dikembangkan dalam siri Fourier trigonometri:

Sebutan pertama siri A0 dipanggil komponen malar atau harmonik sifar, sebutan kedua siri itu

— harmonik asas atau pertama dan semua ahli lain dalam bentuk

untuk k> 1 dipanggil harmonik yang lebih tinggi.

Jika dalam ungkapan (3.1) kita membuka sinus jumlah, maka kita boleh beralih ke bentuk lain penulisan siri:

Jika fungsi adalah simetri tentang paksi absis, maka siri itu tidak mengandungi komponen malar. Jika fungsi adalah simetri tentang paksi ordinat, maka siri itu tidak mengandungi sinus. Fungsi adalah simetri tentang asal dan tidak mengandungi kosinus.

Beberapa contoh pengembangan siri diberikan dalam jadual. 1 dan ia juga terdapat dalam kesusasteraan rujukan.

Jadual 1. Pengembangan siri Fourier

Pengiraan litar arus bukan sinusoidal

Litar dikira untuk setiap harmonik mengikut model. Litar dikira seberapa banyak kali kerana terdapat harmonik dalam voltan yang bertindak pada litar. Dalam kes ini, perlu mengambil kira beberapa ciri.

Perlu diingatkan bahawa rintangan unsur induktif meningkat apabila nombor harmonik meningkat

dan unsur kapasitif, sebaliknya, berkurangan:

Ia juga harus diambil kira bahawa komponen berterusan arus tidak melalui kapasitor dan induktansi bukan rintangan kepadanya.

Di samping itu, seseorang tidak sepatutnya melupakan fenomena resonans yang mungkin bukan sahaja pada harmonik asas, tetapi juga pada harmonik yang lebih tinggi.

Gambar rajah vektor boleh diplot untuk setiap harmonik secara berasingan.

Menurut prinsip superposisi, arus setiap cawangan boleh terdiri daripada jumlah istilah individu (sifar, asas dan harmonik yang lebih tinggi):

Nilai rms bagi jumlah arus cawangan boleh ditentukan oleh nilai purata arus harmonik individu:

Kuasa aktif arus bukan sinus adalah sama dengan jumlah kuasa aktif harmonik individu:

Di bawah ialah contoh umum untuk mengira litar arus bukan sinusoidal. Semua arus, voltan, rintangan akan mempunyai dua indeks: digit pertama bermaksud nombor cawangan dan digit kedua nombor harmonik. Voltan masukan:

• Komponen kekal

Rajah 2. Gambar rajah elektrik

• Harmonik Utama:

• harmonik ketiga:

Baca juga: Skim pembetulan AC ke DC yang paling biasa