Sarežģītas maiņstrāvas

Papildus vienkāršajiem, ti. sinusoidālās maiņstrāvasbieži sastopamas sarežģītas strāvas, kurās strāvas izmaiņu grafiks laika gaitā nav sinusoīds, bet gan sarežģītāka līkne. Citiem vārdiem sakot, šādām strāvām strāvas izmaiņu likums ar laiku ir sarežģītāks nekā vienkāršai sinusoidālajai strāvai. Šādas strāvas piemērs ir parādīts attēlā. 1.

Šo strāvu izpēte ir balstīta uz to, ka jebkuru sarežģītu nesinusoidālu strāvu var uzskatīt par tādu, kas sastāv no vairākām vienkāršām sinusoidālām strāvām, kuru amplitūdas ir atšķirīgas un frekvences ir veselu skaitu reižu lielākas par strāvu frekvenci. dota kompleksā strāva. Šāda sarežģītas strāvas sadalīšana vienkāršu strāvu virknē ir svarīga, jo daudzos gadījumos sarežģītas strāvas izpēti var reducēt uz vienkāršu strāvu apsvēršanu, kurām elektrotehnikā ir atvasināti visi pamatlikumi.

Rīsi. 1. Sarežģīta nesinusoidāla strāva

Tos sauc par vienkāršām sinusoidālām strāvām, kas veido sarežģītas strāvas harmonikas un ir numurētas augošā secībā pēc to frekvences.Piemēram, ja kompleksās strāvas frekvence ir 50 Hz, tad tās pirmā harmonika, ko citādi sauc par pamata svārstībām, ir sinusoidāla strāva ar frekvenci 50 Hz, otrā harmonika ir sinusoidāla strāva ar frekvenci 100 Hz, trešajai harmonikai ir 150 Hz frekvence utt.

Harmoniskais skaitlis norāda, cik reižu tā frekvence ir lielāka par noteiktās kompleksās strāvas frekvenci. Palielinoties harmoniku skaitam, to amplitūdas parasti samazinās, taču šim noteikumam ir izņēmumi. Dažreiz dažas harmonikas pilnīgi nav, tas ir, to amplitūdas ir vienādas ar nulli. Vienmēr ir klāt tikai pirmā harmonika.

Rīsi. 2. Kompleksā maiņstrāva un tās harmonikas

Piemēram, Fig. 2.a attēlā parādīts kompleksās strāvas grafiks, kas sastāv no pirmās un otrās harmonikas un šo harmoniku diagrammas, un Fig. 2, b, tas pats parādīts strāvai, kas sastāv no pirmās un trešās harmonikas. Šajos grafikos harmoniku pievienošana un kopējās strāvas iegūšana ar sarežģītu formu tiek veikta, pievienojot vertikālus segmentus, kas attēlo strāvas dažādos laikos, ņemot vērā to zīmes (plus un mīnus).

Dažreiz kompleksā strāva papildus harmonikām ietver arī D.C., tas ir, nemainīga sastāvdaļa. Tā kā pastāvīgā frekvence ir nulle, konstanto komponentu var saukt par nulles harmoniku.

Ir grūti atrast sarežģītas strāvas harmonikas. Tam ir veltīta īpaša matemātikas sadaļa, ko sauc par harmoniku analīzi... Tomēr pēc dažām pazīmēm var spriest par noteiktu harmoniku klātbūtni. Piemēram, ja sarežģītas strāvas pozitīvajiem un negatīvajiem pusviļņiem ir vienāda forma un maksimālā vērtība, tad šāda strāva satur tikai vienu nepāra harmoniku.

Šādas strāvas piemērs ir parādīts attēlā. 2, b.Ja pozitīvie un negatīvie pusviļņi atšķiras viens no otra pēc formas un maksimālās vērtības (2. att., a), tas liecina par pāra harmoniku klātbūtni (šajā gadījumā var būt arī nepāra harmonikas).

Rīsi. 3. Kompleksā maiņstrāva uz osciloskopa ekrāna

Mainīgos spriegumus un sarežģītas formas EML, piemēram, sarežģītas strāvas, var attēlot kā vienkāršu sinusoidālu komponentu summu.

Runājot par sarežģīto strāvu sadalīšanās harmonikās fizisko nozīmi, teikto var atkārtot pulsējoša strāva, kas arī jāklasificē kā sarežģītas strāvas.

Elektriskās ķēdēs, kas sastāv no lineārām ierīcēm, kompleksās strāvas darbību vienmēr var uzskatīt un aprēķināt kā tās sastāvdaļu strāvu kopējo darbību. Tomēr nelineāru ierīču klātbūtnē šai metodei ir ierobežotāks pielietojums, jo tā var radīt būtiskas kļūdas, risinot vairākas problēmas.

Skatīt arī par šo tēmu: Nesinusoidālo strāvas ķēžu aprēķins