Простейшие цепи переменного тока

Векторные диаграммы цепей переменного тока нужны для того, чтобы показать соотношения между действующими значениями напряжений и токов и сдвиги фаз между ними. Алгебраическому сложению и вычитанию значений синусоидальных величин одинаковой частоты соответствует геометрическое сложение или вычитание векторов этих величин.

1)Цепь переменного тока с активным сопротивлением.

Если цепь переменного тока содержит один резистор, преобразующий электроэнергию в тепло (рис. а), то при синусоидальном напряжении, ток в цепи изменяется по закону: .

Кривые u и i одновременно проходят через нулевые и амплитудные значения (рис. б). На векторной диаграмме векторы напряжения и тока рассматриваемой цепи совпадают по направлению (рис. в).

Действующее значение переменного тока: (А).

Вывод: в цепи с активным сопротивлением ток совпадает по фазе с напряжением.

2)Цепь переменного тока с индуктивным сопротивлением.

Ток в цепи с катушкой индуктивности (рис.а) изменяется по закону , напряжение определяется по формуле: .

Кривая напряжения опережает кривую тока по фазе на четверть периода (рис. б). На векторной диаграмме вектор напряжения опережает вектор тока на , или  (рис. в).

Действующее значение тока: , где  - индуктивное сопротивление. Оно измеряется в Омах, пропорционально частоте тока и при постоянном токе равно нулю. 

Вывод: в цепи с индуктивностью напряжение опережает ток по фазе на .

3)Цепь переменного тока с емкостным сопротивлением.

                                        Напряжение в цепи с ёмкостью (рис. а) изменяется по закону : . Ток определяется по формуле: . Таким образом, синусоидальный переменный ток опережает по фазе напряжение на четверть периода (рис. б и рис. в).

Действующее значение тока: , где  - емкостное сопротивление. Оно измеряется в Омах и уменьшается с увеличением частоты.

Вывод: в цепи с ёмкостью ток опережает напряжение на .

 

Согласны ли вы с утверждениями:

1. Переменным называется ток (или напряжение), периодически изменяющий своё направление и величину.

2. Наименьший интервал времени, по истечении которого мгновенные величины повторяются, называется периодом.

3. Величина, обратная периоду, называется частотой переменного тока.

4. Начальный момент отсчёта времени всегда совпадает с прохождением через нуль временного графика синусоидальной величины.

5. Две синусоидальные величины можно назвать сдвинутыми по фазе, если они имеют разные начальные фазы.

6. Среднее квадратичное значение переменного тока за период называют действующим значением переменного тока.

7. Векторные диаграммы цепей обычно строятся для мгновенных значений переменных токов и напряжений и нужны для того, чтобы показать сдвиги фаз между ними.

8. Если цепь переменного тока содержит один резистор, то на векторной диаграмме векторы напряжения и тока рассматриваемой цепи совпадают по направлению.

9. Индуктивное сопротивление измеряется в Омах и уменьшается с увеличением частоты.

10. В цепи с ёмкостью напряжение опережает ток по фазе на .