Краткое теоретическое обоснование и описание схем экспериментов

Для анализа схем введем обозначения:
U_R - падение напряжения на активном сопротивлении R;
U_C - падение напряжения на емкостном сопротивлении X_C конденсатора С;

U_L - падение напряжения на индуктивном сопротивлении X_L катушки индуктивности L;

I - ток в неразветвленной части цепи I;

I_R – ток, протекающий через активное сопротивление R;

I_С – ток протекающий через реактивное сопротивление X_C конденсатора С;

I_L – ток протекающий через реактивное сопротивление X_L катушки индуктивности L;

Z - полное сопротивление электрической цепи, определяется по формуле

Z = U/I (1);

Согласно теории электрических цепей синусоидального тока параметры цепей рассчитываются по формулам, указанным в таблице 1:

Параметр	Соединения элементов цепи:
последовательное
Полное сопротивление электрической цепи	Z = U/I =
Активное сопротивление R	R = UR/IR
Круговая частота тока (напряжения)	ω = 2πf
Реактивное сопротивление конденсатора С	XC = 1/ (ωC)
Реактивное индуктивное сопротивление катушки индуктивности L	XL = ωL
Ток в неразветвленной части цепи	I= U/Z
Падение напряжения на активном сопротивлении	UR= I*R
Падение напряжения на конденсаторе	UC = I*XC
Падение напряжения на катушке индуктивности	UL = I*XL

На схеме рис.1 показано подключение ак­тивного сопротивления R, ёмкости C или катушки индуктивности L на переменное синусоидальное напряжение.

При подключении одного из этих элементов к источнику напряжения:

I_С = I; I_L= I; I_R = I; U_R = U; U_C = U; U_L= U;

Согласно основным соотношениям синусоидального переменного тока:

- напряжение на активном сопротивлении и ток через это активное сопротивление совпадают по фазе;

- напряжение на катушке индуктивности опережает ток через эту катушку индуктивности на 90 градусов;

- напряжение на конденсаторе отстает от тока через этот конденсатор на 90 градусов.

Рис.1.