بيت » AC Circuit Generalization of Ohm’s Law

AC Circuit Generalization of Ohm’s Law

1890
  • Oliver Heaviside
  • Charles Proteus Steinmetz

For alternating current (AC) circuits, Ohm’s law is generalized using complex numbers to [latex]\mathbf{V} = \mathbf{I} \mathbf{Z}[/latex]. Here, [latex]\mathbf{V}[/latex] and [latex]\mathbf{I}[/latex] are complex phasors representing the sinusoidally varying voltage and current, capturing both magnitude and phase. [latex]\mathbf{Z}[/latex] is the complex impedance, which extends the concept of resistance to include the effects of capacitors and inductors.

In AC circuits, capacitors and inductors introduce a phase shift between the voltage and current. Simple resistance is insufficient to describe this behavior. Impedance, [latex]\mathbf{Z}[/latex], is a complex quantity defined as [latex]\mathbf{Z} = R + jX[/latex], where [latex]R[/latex] is the resistance (the real part) and [latex]X[/latex] is the reactance (the imaginary part). Reactance is the opposition to current flow from capacitors ([latex]X_C[/latex]) and inductors ([latex]X_L[/latex]), and it is frequency-dependent.

This phasor form of Ohm’s law allows engineers to use algebraic methods, similar to those for DC circuits, to solve for magnitudes and phase angles in complex AC systems. The magnitude of the impedance, [latex]|\mathbf{Z}| = \sqrt{R^2 + X^2}[/latex], determines the ratio of voltage amplitude to current amplitude. The phase angle of the impedance, [latex]\phi = \arctan(X/R)[/latex], represents the phase difference between the voltage and current. This generalization is indispensable for modern electrical engineering, underpinning the design of everything from power supplies to wireless تواصل devices.

UNESCO Nomenclature: 3308
- الهندسة الكهربائية

النوع

النظام التجريدي

الاضطراب

كبير

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • Ohm’s law for dc circuits
  • Michael Faraday’s law of induction, describing how changing magnetic fields create voltage
  • Joseph Henry’s work on self-inductance
  • James Clerk Maxwell’s unified theory of electromagnetism
  • الرياضيات نطاق of complex numbers and phasor analysis

التطبيقات

  • تصميم مرشحات الصوت (التمرير العالي، والتمرير المنخفض، والتمرير النطاقي)
  • تحليل شبكات نقل وتوزيع الطاقة
  • تصميم دائرة التردد اللاسلكي (RF) لأنظمة الاتصالات
  • مطابقة المعاوقة في الهوائيات لتحقيق أقصى قدر من نقل الطاقة
  • نمذجة وتحليل دوائر RLC في الإلكترونيات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: AC circuits, impedance, reactance, phasor, complex numbers, alternating current, circuit theory, RLC circuit, phase shift, electrical engineering.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

السياق التاريخي

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم تقديم تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً