Протекание синусоидального тока по r, l, c

1. Синусоидальный ток в цепи с резистивным элементом

Пускай имеется резистивный элемент r (рис. 3.6), по которому протекает синусоидальный ток .

В соответствии с закону Ома на этом элементе появляется падение напряжения:

.

напряжения и Максимальные значения тока связаны выражением:

.

Следовательно, напряжения и действующие значения тока кроме этого связаны выражением: .

Из вышеизложенного направляться, что напряжения и ток на резистивном элементе совпадают по фазе, т. е. имеет место совпадение больших значений одновременно времени. Это указывает, что векторы действующих напряжения и значений тока направлены в одну сторону.

На рисунке 3.7,а продемонстрированы кривые мгновенных напряжения и значений тока на резистивном элементе, на рисунке 3.7,б – векторная диаграмма токов и напряжения.

Мгновенная мощность определяется как .

Среднее значение мощности за период равняется:

.

Резистивный элемент именуется активным сопротивлением, т.к. протекание синусоидального тока сопровождается потреблением активной мощности.

2. Синусоидальный ток в цепи с индуктивным элементом

Пускай имеется индуктивный элемент L (рис. 3.8), по которому протекает синусоидальный ток равный .

На зажимах появляется напряжение , которое в соответствии с закону Фарадея равняется: .

Из выражения uL направляться, что ток индуктивности и максимальное значение напряжения связаны выражением:

,

где имеет размерность сопротивления и именуется индуктивным сопротивлением.

Следовательно, напряжения и действующие значения тока связаны выражением: .

Напряжение по фазе опережает ток на и вектор напряжения опережает ток на 90°.

На рисунке 3.8,а продемонстрированы кривые мгновенных напряжения и значений тока на индуктивном элементе, на рисунке 3.8,б – векторная диаграмма токов и напряжения.

При хороших значениях напряжений, в промежутке , напряжение имеет хороший символ, ток возрастает, т.е. имеет место накопление энергии магнитного поля катушки.

В промежутке , напряжение имеет отрицательный символ, т.е. происходит разряд индуктивности.

В момент имеет место максимум напряжения , катушка разряжена и потом идет процесс накопления магнитного поля катушки с обратным знаком и т.д.

Мгновенная мощность равна:

.

Средняя мощность за период равна:

.

Из взятого направляться, что потребление активной мощности при протекании синусоидального тока в индуктивности не происходит. Энергия идёт на создание магнитного поля катушки . Имеет место периодические разряд и заряд индуктивного элемента.

Индуктивный элемент именуется реактивным.

3.3.3. Синусоидальный ток в цепи с емкостным элементом

Пускай на зажимы емкостного элемента (рис. 3.9), приложено синусоидальное напряжение .

Принимая к сведенью, что заряд q на обкладках конденсатора равен

q = uC, возможно сделать вывод, что происходит постоянное изменение заряда, а, следовательно, в цепи протекает ток , равный

.

Из взятого выражения направляться: .

Следовательно ,

где имеет размерность сопротивления и именуется емкостным сопротивлением.

Следовательно, напряжения и действующие значения тока связаны выражением: .

На рисунке 3.10,а приведены кривые мгновенных напряжения и значений тока на емкостном элементе, на рисунке 3.10,б – векторная диаграмма токов и напряжения.

Ток опережает напряжение на и вектор тока опережает напряжение на 90°.

При хороших значениях тока имеет мест процесс повышения заряда от до . При ток равен нулю, напряжение достигает максимума, и процесс заряда закончен. При отрицательных значениях тока , имеет место уменьшение заряда (разряд емкости от до 0), и символ заряда противоположный.

Мгновенная мощность равна:

.

Средняя мощность равна: .

Из взятого направляться, что потребление активной мощности при протекании синусоидального тока через емкостной элемент не происходит. Энергия, потребляемая емкостным элементом, идет на накопление энергии электрического поля конденсатора .

Емкостной элемент именуется реактивным.

Параллельное соединение RLC элементов ¦Переменный ток


Также читать:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: