Izmjenična struja, RLC Krug i transformator
Izmjenična struja
Za razliku od izvora stalnog napona, postoje izvori koji daju struju čija se jakost i smjer mijenja u vremenu. Promjene struje i napona su periodične, a ovakve izvore zovemo izvorima
Efektivne vrijednosti struje i napona
Iako se struja i napon koju daju izvori izmjenične struje mijenjaju u vremenu, definirati možemo prosječne vrijednosti tih veličina, koje predstavljaju vrijednosti struje i napona koje bi davali izvori istosmjerne struje kada bi zamijenili izvor izmjenične struje. Te vrijednosti zovemo
RLC krug
Na slici je prikazan najjednostavniji RLC strujni krug. Ukupni otpor kojemu doprinose omski i reaktivni otpori zovemo
Rezonancija
Kapacitivni i induktivni otpori ovise o frekvenciji izvora. Frekvencija izvora pri kojoj krugom teče struja maksimalnog iznosa zove se rezonantna frekvencija. Pri toj frekvenciji ukupni otpor (impedancija) u krugu je najmanji jer su kapacitivni i induktivni otpor jednaki:
Rezonantnu frekvenciju označavamo s \(\omega_0\) i ona je jednaka:
Faza struje i napona na elementima RLC kruga
U RLC krugu struja i napon na pojedinom elementu
Kašnjenje struje za naponom prikazano je na grafu. Ako ovisnost struje o vremenu na zavojnici definiramo kao:
onda na zavojnici ovisnost napona o vremenu opisuje formula:
Na kondenzatoru je odnos struje i napona obrnut odnosu na zavojnicu. Točnije, na kondenzatoru struja prethodi naponu.
Ovisnosti struje i napona o vremenu za kondenzator prikazane su na grafu. Ako ovisnost struje o vremenu na kondenzatoru definiramo kao:
onda na kondenzatoru ovisnost napona o vremenu opisuje formula:
Ukupni fazni pomak između struje i napona u cijelom RLC krugu ovisi o reaktivnim i omskim otporima i računamo ga po formuli:
Transformator
Uređaj koji radi na principu induciranja napona u zavojnicama pod utjecajem promjenjivog magnetskog toka zove se
Napon koji se inducira u sekundaru možemo mijenjati promjenom broja namotaja na pojedinoj zavojnici. Formula kojom opisujemo odnos napona na pojedinoj zavojnici i broja namotaja glasi: