Сложене наизменичне струје
Поред једноставних, тј. синусоидне наизменичне струјечесто се сусрећу сложене струје код којих график промене струје током времена није синусоида, већ сложенија крива. Другим речима, за такве струје закон варијације струје са временом је компликованији него за једноставну синусоидну струју. Пример такве струје је приказан на сл. 1.
Проучавање ових струја заснива се на чињеници да се свака сложена несинусоидна струја може сматрати као састављена од неколико једноставних синусоидних струја, чије су амплитуде различите, а фреквенције су читав број пута веће од фреквенције дата сложена струја. Овакво разлагање сложене струје на низ једноставних струја је важно, јер се у многим случајевима проучавање сложене струје може свести на разматрање једноставних струја за које су у електротехници изведени сви основни закони.
Пиринач. 1. Комплексна несинусна струја
Зову се једноставне синусне струје које формирају сложене струјне хармонике и нумерисане су у растућем редоследу њихове фреквенције.На пример, ако комплексна струја има фреквенцију од 50 Хз, онда је њен први хармоник, иначе назван основна осцилација, синусоидна струја са фреквенцијом од 50 Хз, други хармоник је синусоидна струја са фреквенцијом од 100 Хз, трећи хармоник има фреквенцију од 150 Хз и тако даље.
Хармонични број показује колико је пута његова фреквенција већа од фреквенције дате комплексне струје. Како се број хармоника повећава, њихове амплитуде се обично смањују, али постоје изузеци од овог правила. Понекад су неки хармоници потпуно одсутни, односно њихове амплитуде су једнаке нули. Увек је присутан само први хармоник.
Пиринач. 2. Комплексна наизменична струја и њени хармоници
Као пример, Сл. 2а приказује дијаграм комплексне струје који се састоји од првог и другог хармоника и дијаграма ових хармоника, а на Сл. 2, б, исто је приказано за струју која се састоји од првог и трећег хармоника. На овим графиконима, сабирање хармоника и добијање укупне струје сложеног облика се врши додавањем вертикалних сегмената који приказују струје у различито време, узимајући у обзир њихове предзнаке (плус и минус).
Понекад сложена струја, поред хармоника, укључује и Д.Ц., односно константна компонента. Пошто је константна фреквенција нула, константна компонента се може назвати нултим хармоником.
Тешко је пронаћи хармонике сложене струје. Овоме је посвећен посебан део математике који се зове хармонска анализа... Међутим, према неким знацима може се судити о присуству одређених хармоника. На пример, ако су позитивни и негативни полуталаси комплексне струје исти по облику и максималној вредности, онда таква струја садржи само један непарни хармоник.
Пример такве струје дат је на сл. 2, б.Ако се позитивни и негативни полуталаси разликују један од другог по облику и максималној вредности (слика 2, а), то служи као знак присуства парних хармоника (у овом случају може бити и непарних хармоника).
Пиринач. 3. Комплексна наизменична струја на екрану осцилоскопа
Наизменични напони и ЕМФ комплексног облика, као што су сложене струје, могу се представити као збир једноставних синусоидних компоненти.
Што се тиче физичког значења разлагања сложених струја на хармонике, оно што је речено може се поновити пулсирајућа струја, које такође треба сврстати у сложене струје.
У електричним колима која се састоје од линеарних уређаја, дејство сложене струје се увек може сматрати и израчунати као укупно дејство њених компонентних струја. Међутим, у присуству нелинеарних уређаја, овај метод има ограниченију примену, јер може дати значајне грешке при решавању низа проблема.
Погледајте и на ову тему: Прорачун несинусних струјних кола