7.1 : הספק רגעי

הספק רגעי חשוב במעגלים חשמליים, בעיקר כאשר עוסקים באות כניסה סינוסואידלי. הספק רגעי, המסומן כ-p(t), נובע מהכפלת המתח הרגעי (v(t)) על פני אלמנט והזרם הרגעי (i(t)) הזורם דרכו. מערכת יחסים זו תואמת את מוסכמות הסימנים הפסיביים ומייצגת עיקרון יסודי בהנדסת חשמל.

כאשר בוחנים הספק רגעי, זה יכול להתבטא כשילוב של שני איברים נפרדים. האיבר הראשון, שנשאר קבוע, תלוי בהפרש הפאזה בין המתח לזרם. האיבר השני, המאופיין בתנודה סינוסואידלית, מציג תדר כפול מזה של המתח או הזרם.

במעגלים הכוללים אלמנטים של התנגדות וריאקטיביות, ההספק הרגעי הוא דינמי, נע בין ערכים חיוביים לשליליים. במקרים של מעגלים התנגדותיים טהורים, שבהם המתח והזרם נמצאים בפאזה מושלמת, הספק רגעי מתפזר באופן עקבי כחיובי.

לעומת זאת, במעגלים הנשלטים על ידי רכיבים השראותיים וקיבוליים, הסטת הפאזה בין מתח לזרם מובילה לתנודות לסירוגין בהספק הרגעי בין ערכים חיוביים לשליליים. ניתן לייחס תופעה זו לאגירה ושחרור מחזוריים של אנרגיה על ידי משרנים וקבלים כאשר הזרם עובר דרך הראשונים והמתח מופיע על האחרונים. במהלך שלב שחרור האנרגיה, אלמנטים ריאקטיביים אלה פועלים כמקורות הספק, ומספקים למעשה אנרגיה בחזרה למעגל וכתוצאה מכך ביטוי של הספק רגעי שלילי. אינטראקציה מורכבת זו של דינמיקת מתח, זרם והספק מדגיש האת העקרונות הבסיסיים השולטים במעגלים חשמליים. הבנה של עקרונות אלו היא קריטית לניהול אנרגיה יעיל ותכנון מערכות חשמל.