BEL2 učitelský sešit A
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
Za pomoci vypočtených hodnot ověřte pro fázory napětí a proudů platnost Kirchhoffových zákonů.
Teoretický úvod
Základní operace s harmonicky proměnnými veličinami v časové oblasti můžeme převést na podstatně
jednodušší operace s fázory v komplexní rovině. Metoda analýzy, která využívá komplexory (rotující fázory)
a fázory jako symboly zastupující skutečné fyzikální veličiny (okamžité hodnoty harmonického napětí a proudu),
se nazývá
symbolická analýza. Ta představuje vlastně určitý druh transformace (z kmitočtové oblasti do oblasti
komplexní roviny). Symbolická analýza je použitelná pouze pro obvody v harmonickém ustáleném stavu (HUS)
viz úloha 1A.
Protože fázory zastupují jako symboly skutečné fyzikální veličiny lineárních obvodů, musí platit při operacích
s nimi stejné zákonitosti a vztahy, se kterými jsme se již dříve při popisu lineárních obvodů setkali. Mezi fázory
napětí a proudu platí zobecněný Ohmův zákon
U Z I
, nebo
Ι Y U
(V),
(A)
(21)
a při analýze obvodů můžeme vycházet i z obecné platnosti Kirchhoffových zákonů v symbolickém tvaru. Pro
libovolný uzel obvodu můžeme psát pro fázory proudu I. K. z., pro libovolnou obvodovou smyčku pak II. K. z.
v symbolickém tvaru:
1
0
n
i
i
I
,
1
0
n
i
i
U
. (A),
(V)
(22), (23)
Pro příklad z obr. 6a platí
I1+ I2 – I3 = 0. Podobně můžeme aplikovat II. K. z. pro fázory napětí v obvodové
smyčce z příkladu na obr. 6b
U1 + U2 – U3 = 0. Přes to, že fázory představují amplitudy a fáze, tj. ne okamžité
hodnoty harmonicky proměnných veličin, přiřazujeme jim zde směr pomocí orientačních šipek napětí a proudu
v duchu již dříve uvedených zásad.
V případě, že řešíme lineární obvody v HUS při jediném
kmitočtu, mezi fázory potom platí také princip
superpozice. Všechny metody řešení obvodů vycházející
z jeho aplikace mohou být tedy využity i v symbolické
podobě. Při analýze obvodů pomocí fázorů tak můžeme
použít všech metod řešení lineárních rezistorových
obvodů (metoda zjednodušování, úměrných veličin,
náhradních zdrojů, Kirchhoffových rovnic, smyčkových
proudů a uzlových napětí), se kterými jsme se seznámili
v BEL1.