Arus bolak-balik yang kompleks

Selain yang sederhana, yaitu. arus bolak-balik sinusoidalarus kompleks sering ditemui, di mana grafik perubahan arus dari waktu ke waktu bukanlah sinusoidal, tetapi kurva yang lebih kompleks. Dengan kata lain, untuk arus seperti itu, hukum variasi arus terhadap waktu lebih rumit daripada arus sinusoidal sederhana. Contoh arus seperti itu ditunjukkan pada gambar. 1.

Studi tentang arus ini didasarkan pada fakta bahwa setiap arus non-sinusoidal yang kompleks dapat dianggap terdiri dari beberapa arus sinusoidal sederhana, yang amplitudonya berbeda, dan frekuensinya beberapa kali lebih besar daripada frekuensi a diberikan arus kompleks. Penguraian arus kompleks menjadi rangkaian arus sederhana adalah penting, karena dalam banyak kasus studi tentang arus kompleks dapat direduksi menjadi pertimbangan arus sederhana yang semua hukum dasar diturunkan dalam teknik kelistrikan.

Beras. 1. Arus non-sinusoidal kompleks

Mereka disebut arus sinusoidal sederhana yang membentuk harmonik arus kompleks dan diberi nomor sesuai urutan frekuensinya.Misalnya, jika arus kompleks memiliki frekuensi 50 Hz, maka harmonik pertamanya, atau disebut osilasi fundamental, adalah arus sinusoidal dengan frekuensi 50 Hz, harmonik kedua adalah arus sinusoidal dengan frekuensi 100 Hz, harmonik ketiga memiliki frekuensi 150 Hz, dan seterusnya.

Angka harmonik menunjukkan berapa kali frekuensinya lebih besar dari frekuensi arus kompleks yang diberikan. Dengan bertambahnya jumlah harmonik, amplitudonya biasanya berkurang, tetapi ada pengecualian untuk aturan ini. Terkadang beberapa harmonik sama sekali tidak ada, yaitu amplitudonya sama dengan nol. Hanya harmonik pertama yang selalu ada.

Beras. 2. Arus bolak-balik yang kompleks dan harmoniknya

Sebagai contoh, Gambar. 2a menunjukkan plot arus kompleks yang terdiri dari harmonik pertama dan kedua dan plot harmonik ini, dan dalam Gambar. 2, b, hal yang sama ditunjukkan untuk arus yang terdiri dari harmonisa pertama dan ketiga. Dalam grafik ini, penambahan harmonik dan perolehan arus total dengan bentuk kompleks dilakukan dengan menambahkan segmen vertikal yang menggambarkan arus pada waktu yang berbeda, dengan mempertimbangkan tandanya (plus dan minus).

Terkadang arus yang kompleks, selain harmonik, juga termasuk D.C., yaitu komponen konstan. Karena frekuensi konstan adalah nol, komponen konstan dapat disebut harmonik nol.

Sulit untuk menemukan harmonik dari arus yang kompleks. Bagian khusus matematika yang disebut analisis harmonik dikhususkan untuk ini... Namun, menurut beberapa tanda, keberadaan harmonik tertentu dapat dinilai. Misalnya, jika setengah gelombang positif dan negatif dari arus kompleks memiliki bentuk dan nilai maksimum yang sama, maka arus tersebut hanya mengandung satu harmonik ganjil.

Contoh arus seperti itu diberikan pada gambar. 2, b.Jika setengah gelombang positif dan negatif berbeda satu sama lain dalam bentuk dan nilai maksimum (Gbr. 2, a), ini berfungsi sebagai tanda adanya harmonik genap (dalam hal ini, mungkin juga ada harmonik ganjil).

Beras. 3. Arus bolak-balik kompleks pada layar osiloskop

Tegangan bolak-balik dan EMF berbentuk kompleks, seperti arus kompleks, dapat direpresentasikan sebagai jumlah komponen sinusoidal sederhana.

Mengenai arti fisik dari penguraian arus kompleks menjadi harmonik, apa yang telah dikatakan dapat diulangi arus pulsa, yang juga harus diklasifikasikan sebagai arus kompleks.

Dalam rangkaian listrik yang terdiri dari perangkat linier, aksi arus kompleks selalu dapat dianggap dan dihitung sebagai aksi total arus komponennya. Namun, dengan adanya perangkat non-linier, metode ini memiliki aplikasi yang lebih terbatas, karena dapat memberikan kesalahan yang signifikan saat menyelesaikan sejumlah masalah.

Lihat juga di topik ini: Perhitungan rangkaian arus non-sinusoidal