Przebiegi niesinusoidalne

ROZDZIAŁ II: Przebiegi niesinusoidalne
Temat 7 : Przebiegi niesinusoidalne - poj cia podstawowe.
Napi cie lub pr d zaliczamy do przebiegów niesinusoidalnych lub
odkształconych, je eli ich zmienno w funkcji czasu nie jest sinusoidalna.
Napi cia i pr dy mog by okresowe lub nieokresowe.
Rys.7.1. Przykłady przebiegów niesinusoidalnych: a) pr d o przebiegu prostok tnym; b) pr d
piłokształtny; c) pr d t tni cy wyprostowany całofalowo; d) pr d trójk towy; e) okresowy o
dowolnej zmienno ci; f) nieokresowy, wykładniczy malej cy; g1) przebieg pr du
odkształconego w obwodzie z tyrystorem; g2) jego harmoniczne (1,3,5).
Przebiegi niesinusoidalne mog by uzyskiwane w sposób zamierzony,
albo s wynikiem działania okre lonych czynników. Je eli np.
doprowadzimy napi cie sinusoidalne do obwodu z prostownikiem
(rys.7.2.), to otrzymamy w obwodzie pr d wyprostowany półfalowo, który
jest pr dem t tni cym, okresowym niesinusoidalnym.
Rys.7.2. Układ prostowania półfalowego: a) schemat; b) przebieg napi cia doprowadzonego;
c) przebieg pr du wyprostowanego.
Natomiast w wyniku prostowania całofalowego otrzymujemy pr d t tni cy
(rys.7.3.).
Rys.7.3. Układ prostownikowy do prostowania całofalowego:
a) schemat; b) przebieg pr du wyprostowanego.
W układach elektronicznych mo na wytwarza pr dy i napi cia o
przebiegu przedstawionym na rys.7.1.a i b. W wymienionych przypadkach
pr d lub napi cie niesinusoidalne jest wynikiem zamierzonego działania.
Je li natomiast, tak jak w cewce z rdzeniem ferromagnetycznym,
doprowadzimy do zacisków cewki napi cie sinusoidalne, to pr d w
obwodzie jest niesinusoidalny. Równie niesinusoidalny jest pr d w
dławiku podmagnesowanym pr dem stałym.
Temat 9 : Warto skuteczna napi cia i pr du w
przebiegach odkształconych.
Warto
skuteczna napi cia oraz warto
skuteczna pr du
odkształconego jest równa pierwiastkowi kwadratowemu z sumy
kwadratów składowej stałej i warto ci skutecznych poszczególnych
harmonicznych.
U sk = U 02 + U12 + U 22 + U 32 + U 42 + ..... + U n2
I sk = I 02 + I12 + I 22 + I 32 + I 42 + ..... + I n2
Wy sze harmoniczne maj zwykle warto skuteczn du o mniejsz od
warto ci skutecznej pierwszej harmonicznej. Zatem wpływ wy szych
harmonicznych na warto
skuteczn przebiegu odkształconego jest
niewielki.
Temat 10 : Moc w obwodach odkształconych.
Moc czynna w przebiegach odkształconych jest równa sumie mocy
czynnych poszczególnych harmonicznych oraz mocy składowej stałej,
czyli n harmonicznych.
P = U 0 I 0 + U1 I1 cos ϕ1 + U 2 I 2 cos ϕ 2 + .... + U n I n cos ϕ n
Składnik U0I0 jest moc składowej stałej, a pozostałe składniki s mocami
czynnymi poszczególnych harmonicznych. Poniewa moc czynna
pobierana jest tylko przez elementy rezystancyjne, zatem moc czynn
mo emy obliczy ze wzoru:
P = RI sk2
Moc bierna przy przebiegach odkształconych jest równa sumie mocy
biernych poszczególnych harmonicznych, czyli przy n harmonicznych
Q = U 1 I1 sin ϕ1 + U 2 I 2 sin ϕ 2 + ..... + U n I n sin ϕ n
W odró nieniu od przebiegów sinusoidalnych, przy przebiegach
odkształconych, suma kwadratu mocy czynnej i mocy biernej nie jest
równa kwadratowi mocy pozornej.