КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Главное в главе 3Мгновенное значение переменного тока (напряжения, ЭДС) представляет собой синусоидальную (либо косинусоидальную) функцию времени. Для упрощения расчетов можно пользоваться векторным либо комплексным представлением тригонометрических функций. Для комплексных амплитуд выполняются закон Ома и первый и второй законы Кирхгофа. Для восстановления мгновенных значений тока (напряжения, ЭДС) из комплексной амплитуды надо взять вещественную часть от произведения комплексной амплитуды на множитель . Метод комплексных амплитуд применяется для анализа цепей с одной, фиксированной, частотой тока (напряжения, ЭДС).
Глава 4. Элементы электрической цепи переменного тока. Временные и векторные диаграммы токов и напряжений на элементах R, L и C. Если напряжение подключить к сопротивлению R, то через сопротивление потечет ток (4.1) Мы видим, что напряжение на сопротивлении и протекающий через него ток совпадают по фазе (фаза j одна и та же у тока и у напряжения). В комплексной форме (4.1) имеет вид: (4.2) Комплексному выражению (4.2) соответствует векторная диаграмма на комплексной плоскости (рис. 4.1) Рисунок 4.1. Векторная диаграмма на комплексной плоскости комплексных амплитуд тока и напряжения , соответствующая синусоидальным току i и напряжению u с амплитудами , ,соответственно, частотой ω и равными начальными фазами φi и φu. Из анализа диаграммы следует, что векторы напряжения и тока совпадают по направлению. Сопротивление участка цепи постоянному току называется омическим, а сопротивление того же участка переменному току - активным сопротивлением. Рассмотрим идеальную индуктивную катушку, активное сопротивление R которой равно нулю. Пусть по идеальной катушке с индуктивностью L протекает синусоидальный ток . Этот ток создает в индуктивной катушке переменное магнитное поле, изменение которого вызывает в катушке ЭДС самоиндукции: (4.3) Эта ЭДС уравновешивается напряжением, подключенным к катушке так, что: u = eL, тогда можно записать: (4.4) Из (4.4) следует, что ток в индуктивности отстает по фазе от напряжения на 90º из-за явления самоиндукции. Уравнение вида (4.4) для реальной катушки с активным сопротивлением R будет иметь вид: (4.5) Анализ выражения (4.5) показывает, что ЭДС самоиндукции оказывает препятствие (сопротивление) протеканию переменного тока, из-за чего ток в реальной индуктивной катушке отстает по фазе от напряжения на некоторый угол φ (0º< φ < 90º), величина которого зависит от соотношения R и L. Выражение (4.5) в комплексной форме записи имеет вид: (4.6) где - полное комплексное сопротивление индуктивной катушки (), - модуль полного комплексного сопротивления катушки (), j - начальная фаза комплексного сопротивления (), - индуктивное сопротивление. Для идеальной катушки, естественно, R =0, комплексное сопротивление равно Уравнению (4.6) соответствует векторная диаграмма (рис. 4.2)
Рисунок 4.2. Векторная диаграмма на комплексной плоскости комплексных амплитуд тока и напряжения на неидеальной индуктивности, здесь R - сопротивление индуктивности, XL - реактивное сопротивление индуктивности, Z – полное комплексное сопротивление цепи. Из анализа диаграммы видно, что вектор напряжения на индуктивности опережает вектор тока на 90º. В цепи переменного тока напряжения на участках цепи складываются не арифметически, а геометрически. Если мы поделим стороны треугольника напряжений на величину комплексной амплитуды тока , то перейдем к треугольнику сопротивлений (рис. 4.3). Рисунок 4.3. Треугольник сопротивлений для индуктивности L c реактивным сопротивлением XL и с активным сопротивлением R. Здесь z - полное комплексное сопротивление цепи. Из треугольника сопротивлений следует, что: (4.7) Если к конденсатору емкостью C подключить синусоидальное напряжение , то в цепи протекает синусоидальный ток: (4.8) Из анализа выражений (4.8) следует, что ток опережает напряжение по фазе на 90º. Выражение (4.8) в комплексной форме записи имеет вид: (4.9) где - емкостное сопротивление. А комплексное сопротивление идеальной емкости На рис. 4.4 изображена векторная диаграмма цепи с емкостью Рисунок 4.4. Векторная диаграмма комплексных амплитуд тока и напряжения на емкости. Вектор тока опережает вектор напряжения на 90º.
Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 507; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |