זרמי חילופין מורכבים
בנוסף לפשוטים, כלומר. זרמי חילופין סינוסואידייםלעתים קרובות נתקלים בזרמים מורכבים, שבהם הגרף של שינוי הזרם לאורך זמן אינו סינוסואיד, אלא עקומה מורכבת יותר. במילים אחרות, עבור זרמים כאלה חוק השונות של הזרם עם הזמן מסובך יותר מאשר עבור זרם סינוסאידי פשוט. דוגמה לזרם כזה מוצגת באיור. 1.
המחקר של זרמים אלה מבוסס על העובדה שכל זרם מורכב לא-סינוסואידי יכול להיחשב כמורכב מכמה זרמים סינוסואידים פשוטים, שהמשרעות שלהם שונות, והתדרים גדולים פי מספר שלם מהתדר של א. בהינתן זרם מורכב. פירוק כזה של זרם מורכב לסדרה של זרמים פשוטים חשוב, מכיוון שבמקרים רבים ניתן לצמצם את חקר זרם מורכב לשיקול של זרמים פשוטים שלגביהם נגזרו כל חוקי היסוד בהנדסת החשמל.
אורז. 1. זרם לא סינוסואידי מורכב
הם נקראים זרמים סינוסואידים פשוטים היוצרים הרמוניות זרם מורכבות וממוספרים בסדר עולה של התדר שלהם.לדוגמה, אם לזרם מורכב יש תדר של 50 הרץ, אז ההרמוניה הראשונה שלו, הנקראת אחרת תנודת היסוד, היא זרם סינוסואיד בתדר של 50 הרץ, ההרמונית השנייה היא זרם סינוסואידאלי עם תדר של 100 הרץ, להרמונית השלישית יש תדר של 150 הרץ, וכן הלאה.
מספר הרמוני מציין כמה פעמים התדר שלו גדול מהתדר של זרם מורכב נתון. ככל שמספר ההרמוניות גדל, האמפליטודות שלהן בדרך כלל יורדות, אך ישנם חריגים לכלל זה. לפעמים כמה הרמוניות נעדרות לחלוטין, כלומר, המשרעות שלהן שוות לאפס. רק ההרמונית הראשונה קיימת תמיד.
אורז. 2. זרם חילופין מורכב והרמוניות שלו
כדוגמה, איור. 2a מציגה מגרש של זרם מורכב המורכב מההרמוניה הראשונה והשנייה ומערימות של הרמוניות אלה, ובאיור. 2, ב, אותו הדבר מוצג עבור הזרם המורכב מההרמוניה הראשונה והשלישית. בגרפים אלו, הוספת הרמוניות וקבלת הזרם הכולל עם צורה מורכבת נעשית על ידי הוספת קטעים אנכיים המתארים זרמים בזמנים שונים, תוך התחשבות בסימנים שלהם (פלוס ומינוס).
לפעמים זרם מורכב, בנוסף להרמוניות, כולל גם זֶרֶם יָשָׁר, כלומר, מרכיב קבוע. מכיוון שהתדר הקבוע הוא אפס, ניתן לכנות את הרכיב הקבוע הרמונית אפסית.
קשה למצוא את ההרמוניות של זרם מורכב. קטע מיוחד במתמטיקה הנקרא ניתוח הרמוני מוקדש לכך... אולם לפי כמה סימנים ניתן לשפוט את נוכחותן של הרמוניות מסוימות. לדוגמה, אם חצי הגלים החיוביים והשליליים של זרם מורכב זהים בצורתם ובערך המקסימלי, אז זרם כזה מכיל רק הרמוניה אי-זוגית אחת.
דוגמה לזרם כזה ניתנת באיור. 2, ב.אם חצאי הגלים החיוביים והשליליים שונים זה מזה בצורתם ובערך המקסימלי (איור 2, א), זה משמש כסימן לנוכחות של הרמוניות זוגיות (במקרה זה, עשויות להיות גם הרמוניות אי-זוגיות).
אורז. 3. זרם חילופין מורכב על מסך האוסילוסקופ
מתחים מתחלפים ו-EMF בצורת מורכבות, כגון זרמים מורכבים, יכולים להיות מיוצגים כסכום של רכיבים סינוסואידים פשוטים.
לגבי המשמעות הפיזית של פירוק זרמים מורכבים להרמוניות, ניתן לחזור על מה שנאמר זרם פועם, שגם אותם יש לסווג כזרמים מורכבים.
במעגלים חשמליים המורכבים ממכשירים לינאריים, פעולתו של זרם מורכב תמיד יכולה להיחשב ולחשב את הפעולה הכוללת של הזרמים המרכיבים אותו. עם זאת, בנוכחות של מכשירים לא ליניאריים, לשיטה זו יש יישום מוגבל יותר, שכן היא יכולה לתת שגיאות משמעותיות בעת פתרון מספר בעיות.
ראה גם בנושא זה: חישוב מעגלי זרם לא-סינוסואידיים