2.13. Параллельное соединение активного сопротивления, индуктивности и емкости

    Рассмотрим схему, состоящую из параллельно соединенных активного и реактивных элементов (рис. 2.31, а).

    Требуется по известным G, В_L, В_C, U рассчитать токи. Как и прежде, задачу будем решать двумя методами.

    1. М е т о д  в е к т о р н ы х   д и а г р а м м.

    Токи ветвей находятся сразу: , , .

    Для определения общего тока необходимо построить векторную диаграмму (рис. 2.31, б). Построение начинаем с вектора напряжения, так как оно является общим для всех ветвей. Из векторной диаграммы имеем

или ,

где – полная проводимость цепи, равная

.

    Разность индуктивной и емкостной проводимостей представляет собой общую реактивную проводимость цепи .

Рис. 2.31. Электрическая цепь и ее векторная диаграмма

    Векторы токов на диаграмме образуют треугольник токов. Его горизонтальный катет, представляющий проекцию вектора тока на вектор напряжения, называется активной составляющей тока и равен току в активном элементе цепи: (рис. 2.32, а). Проекция вектора тока на направление, перпендикулярное напряжению, – это реактивная составляющая тока. Она равна суммарному току реактивных элементов и определяется как разность длин векторов:

  (см. рис. 2.31, б и 2.32, а).

Рис. 2.32. Треугольники токов и проводимостей

    Разделив все стороны треугольника токов на , получим треугольник проводимостей (рис. 2.32, б), стороны которого связаны следующими соотношениями:

                          ,      ,     ,     .         (2.29)

 

    2. С и м в о л и ч е с к и й  м е т о д.

    Раньше были получены следующие формулы:

,       ,      .

    Подставляя их в уравнение первого закона Кирхгофа, получаем:

или ,

где – комплексная проводимость цепи, равная

    Пример 2.12. Для цепи, показанной на рис. 2.33, а, рассчитать токи, угол сдвига фаз между током и напряжением на входе цепи, построить векторную диаграмму. Числовые значения параметров цепи: В, Ом, мкФ, с^-1.

Рис. 2.33. Электрическая цепь и ее векторная диаграмма

    Р е ш е н и е.

А, Ом,

А,          А.

    Векторная диаграмма приведена на рис. 2.33, б.

    Угол сдвига фаз .

    Величину общего тока можно найти иначе:

См,                 См,

См,                А.

    Пример 2.13. Начертить цепь, векторная диаграмма которой изображена на рис. 2.34, а.

    Р е ш е н и е задачи показано на рис. 2.34, б.

Рис. 2.34. Векторная диаграмма и соответствующая ей электрическая цепь

    Пример 2.14. Чему равно показание амперметра А на входе цепи в схемах рис. 2.35, если амперметры А₁ и А₂ во всех случаях показывают соответственно 4 и 3 А?

 

Рис. 2.35. Измерение тока в электрической цепи

    Предлагаем для каждого случая самостоятельно построить векторную диаграмму и убедиться в правильности приведенных ответов: а) 5А, б) 7А, в) 1А.