Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Ланцюг з активним опором і індуктивністю
Ланцюг перемінного струму з елементами активного опору r та індуктивності L, з'єднаними послідовно, зображена на мал. 5.1, а. Сила струму I у такому ланцюзі залежить від прикладеної напруги u,ЕРС самоіндукції e L, що виникає у ланцюзі, й активного опору. Тому рівняння, написане за другим законом Кірхгофа, має вид:
Якщо по ланцюгу протікає синусоїдальний струм i=Im sin ωt, то, як установлено вище, напруга ит на опорі r збігається за фазою зі струмом, а напруга и L на індуктивності L випереджає струм на л/2. Отже, напруга на затисках усього ланцюга буде дорівнювати: Геометричне підсумовування векторів показано на векторнійдіаграмі (рис. 5.1, в ). Приймаючи вектор сили струму І за вихідний, відкладаємо вектор 1 · R = uR по напрямку вектора струму,а вектор и L =1 · XL під кутом π/2 убік випередження вектора струму. Геометрична сума цих векторів дорівнює векторові прикладеної напруги u. Таку діаграму називають трикутником напруг, з якого одержуємо розв'язання рівняння щодо сили струму I. Вирази (5.2 та 5.3) подають закон Ома для діючих значень струму та напруги:
Z – називається повним опором нерозгалуженого ланцюга з активним опором та індуктивністю.
а) б) в)
Рис. 5.1. Нерозгалужений ланцюг з елементами R і L та його діаграми
Якщо всі сторони трикутника напруг зменшити в I раз, то одержимо трикутник опорів (рис. 5.1, г). Кутзрушення між струмом і напругою можна знайти з трикутників напруг або опорів за формулою:
Зрушення за фазою між напругою й струмом, обумовлено індуктивністю, завжди позитивне. 5.2. Ланцюг із ємністю.
Ланцюг перемінного струму з ємністю С показано на рис. 5.2, а.
а) б) в)
Рис. 5.2. Ланцюг з елементом С і його діаграми
Якщо на затиски такого ланцюга подати синусоїдальну напругу u =Um sin ωt, то при її збільшенні елемент ємності (конденсатор) буде заряджатися, а при зменшенні – розряджатися. У результаті на обкладках конденсатора буде відбуватися зміна заряду зі швидкістю:
де Uс — напруга на затисках конденсатора, що має назву ємнісна напруга.
Оскільки напруга на затисках конденсатора змінюється за синусоїдальним законом u= Um sin(ωt + ψu) то сила струму у ланцюзі, що містить ємність, буде:
де Im = ω·C·Ucm—амплітуда сили струму. Величина хс=1/(ωС) = 1/(2πfС), що має розмірність опору, називається ємнісним опором, а величина, зворотна їй b С = 1/ XC, називається ємнісною провідністю. Ємнісний опір є розрахунковою величиною, за допомогою якої враховується вплив зміни електричного поля конденсатора на струм ланцюга. Зіставлення рівнянь для струму й напруги показує, що в ланцюзі з ємністю напруга відстає від струму на чверть періоду. Це наочно показують часова (рис. 5.1, б) і векторна (рис. 5.2, в)діаграми.
5.3. Ланцюг з активним опором і ємністю.
Ланцюг перемінного струму з елементами активного опору r і ємності С, з'єднаними послідовно, зображений на рис. 5.3, а. Сила струму I у такому ланцюзі залежить від докладеної напруги u, напруги uС = (1/C) ∫ idt, створюваної на ємності С, і опору r. Тому рівняння електричної рівноваги ланцюга відповідно до другого закону Кірхгофа має вид:
а) б) в)
Рис. 5.3. Нерозгалужений ланцюг з елементами R і С та його діаграми
Якщо по ланцюгу проходить синусоїдальний струм, то напруга и R на опорі r збігається за фазою зі струмом, а напруга uC на ємності C відстає від струму на чверть періоду, то рівняння приймає вид:
Склавши ординати миттєвих значень напруг (мал. 4.9,6), знаходимо:
тому що початкова фаза ψi = 0 і, отже, ψu = φ. Таким чином, спадання напруги на ділянках ланцюга й напруга на затисках усього ланцюга змінюються за синусоїдальним законом. Рівняння електричної рівноваги для векторів діючих значень напруг має вигляд:
Геометричне підсумовування векторів показане на діаграмі напруг (мал. 5.3, в).Розв’язання рівняння щодо сили струму в ланцюзі виражає закон Ома для ланцюга з активним опором і ємністю:
де
Z – зветься повним опором нерозгалуженого ланцюга з активним опором і ємністю.
Зменшивши всі сторони трикутника напруг у I раз, одержимо трикутник опорів (рис. 5.3,г), з якого знаходиться кут зрушення між напругою і струмом. Зрушення за фазою, між напругою й струмом, обумовлене ємністю, завжди негативне. 5.4. Ланцюг з активним опором, індуктивністю і ємністю.
Ланцюг перемінного струму з елементами активного опору r, індуктивності L і ємності З, з'єднаними послідовно, зображена на рис. 5.4, а. Рівняння електричної рівноваги діючих значень напруги на затисках ланцюга у відповідності з другим законом Кірхгофа визначається геометричною сумою векторів: На рис. 5.4. б зображені векторні діаграми при UL>UC і UL<UC відповідно. При UL= UC вектори напруги й струму збігаються за фазою:
.
Діюча реактивна напруга Uр визначиться алгебраїчною сумою векторів UL і UC. Опір х = (ωL – 1/ωC) називається реактивним опором; Х>0 при ХL>XC; X <0 при XL< Хс; Хх=0 при ХL =XC.
а) б) в) Рис. 5.4. Нерозгалужений ланцюг з елементами r, I і С та його векторна діаграма
З векторних діаграм напруг (див. рис. 5.4 б, в) знаходимо силу струму у ланцюзі:
яка являє собою закон Ома, а величина:
є повним опором ланцюга. Зрушення по фазі між струмом і напругою визначиться (див. рис. 4.10 6, в) виразом:
У залежності від співвідношення індуктивного і ємнісного опорів різниця фаз напруги й струму може бути позитивною, негативною або рівною нулеві.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-03-09; просмотров: 79; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.188.50.29 (0.01 с.) |