Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
III. Переменный электрический ток
|
|
В цепь переменного тока можно подключить резистор R, конденсатор C и катушку индуктивности L. Рассмотрим цепь, содержащую только активное сопротивление R (рис.3.1). Сопротивление резистора называется активным, т.к. в нем происходит переход электрической энергии во внутреннюю энергию. Ток и напряжение на активном сопротивлении изменяются в одинаковой фазе.
 |
Соотношение между током и напряжением в цепях переменного тока можно представить в виде векторной диаграммы. За начало отсчета выбирается горизонтальная ось, вдоль которой откладывается вектор, изображающий амплитудное значение тока I0. Угол между векторами I0 и U0 (амплитудное значение напряжения) называется фазовым. В случае, когда цепь обладает только активным сопротивлением, сдвиг фаз между током и напряжением отсутствует. Вектор U0R = I0R, изображающий напряжение на резисторе, направлен вдоль горизонтальной оси рис.(3.2).
В цепи переменного тока, содержащей катушку индуктивности L с ничтожно малым активным сопротивлением, напряжение опережает ток по фазе на 
(рис.3.3). Это происходит потому, что ЭДС самоиндукции в катушке препятствует изменению тока в цепи. Таким образом, в цепях переменного тока с индуктивным сопротивлением изменения тока отстают от изменений напряжения. На рис.4 изображена векторная диаграмма напряжения и тока в цепи с индуктивностью.
 |
Индуктивным сопротивлением называется величина XL = wL (w - циклическая частота переменного тока). На индуктивном сопротивлении не происходит потери энергии. Такое сопротивление называется реактивным. Амплитудное напряжение на катушке индуктивности равно UL0 = I0XL = I0wL. В цепи переменного тока с конденсатором емкостью С (см.рис.3.5) колебания напряжения на конденсаторе отстают по фазе от колебаний тока на
, т.к. для перезарядки конденсатора требуется определенное время. На диаграмме вектор, изображающий напряжение на конденсаторе, повернут относительно вектора тока на угол в отрицательном направлении (см.рис.3.6). Емкостным сопротивлением называется величина XC = 1/wC. На основании закона Ома величина напряжения на конденсаторе равна UC0 = I0XC = I0/wC. Емкостное сопротивление, так же, как и индуктивное является реактивным, т.е. на нем не происходит потери энергии.Реальные цепи переменного тока содержат, как правило, все виды сопротивлений. Полное сопротивление в такой цепи называется импедансом. Рассмотрим цепь из последовательного соединения резистора R, катушки L и конденсатора C (см.рис.3.7). Если ток меняется по закону I = I0 sin wt, то U = U0 sin (wt +j), где j - сдвиг фаз между током и напряжением.
 |
Пусть UR0, UL0, UC0 - амплитудные значения напряжений на резисторе, катушке индуктивности и конденсаторе (рис.3.8). На активном сопротивлении векторы UR0 и I0 не имеют разности фаз и на векторной диаграмме совпадают по направлению. На индуктивном сопротивлении напряжение опережает ток по фазе на
, а на емкостном отстает на .
Для нахождения результирующего напряжения нужно сложить все три вектора напряжений. Векторы UL0, UC0 направлены по одной прямой в противоположные стороны, поэтому их векторная сумма равна UL0 - UC0 и направлена в сторону большего вектора (см.рис.3.8). Получившийся вектор (UL0 - UC0) складывается по правилу параллелограмма с вектором UR0 и получается результирующий вектор U0. Учитывая, что UR0 = I0R, UL0 = I0 XL, UC0 = I0XC, из DАВС по теореме Пифагора получаем: I02 Z2 = I02R2 + I02(XL - XC)2, где Z - полное сопротивление цепи. Из последнего выражения полное сопротивление цепи или импеданс можно определить по формуле:
(1)
Сдвиг фаз между током и напряжением можно определить из формулы:
tg j = (XL - XC)/R (2)
Из последнего выражения видно, что если XL > XC, то j > 0 и результирующее напряжение опережает ток на угол j, как это показано на рис.8.
На основании сказанного выше, закон Ома для цепи, указанной на рис.7, имеет вид:
(3)
Большинство электроизмерительных приборов измеряют не амплитудные, а эффективные значения напряжений и токов:
, 
(4).
Подставив эти значения в (3), получим:
(5).
Date: 2015-08-06; view: 658; Нарушение авторских прав