Билет 9

1. Любая проволочная катушка, включенная в цепь переменного тока, обладает активным сопротивлением, зависящим от материала, Длины и сечения проволоки    ,    и индуктивным сопротивлением, которое зависит от  индуктивности катушки и частоты переменного тока, протекающего по ней (Х_L=ωL=2πfL). Такую катушку можно рассматривать как приемник энергии, в котором активное и индуктивное сопротивления соединены последовательно.

Рассмотрим цепь переменного тока, в которую включена катуш­ка индуктивности (рис. 56, а) с активным r и индуктивным Х_L со­противлением. Падение напряжения на  активном сопротивлении

Падение напряжения на индуктивном сопротивлении

 

Построим векторную диаграмму тока и напряжения для рассматриваемой цепи.

Отложим по горизонтали вектор тока  I в выбранном масштабе. Известно, что ток  и напряжение в цепи с активным сопротивлением совпадают по фазе, поэтому  вектор падения напряжения на активном сопротивлении откладываем по вектору  тока.

В цепи с индуктивностью ток отстает от напряжения на угол =90°.   Поэтому вектор падения напряжения на индуктивном сопротивлении откладываем на диаграмме вверх под углом 90° к  вектору тока.

Для определения общего напряжения, приложенного к цепи, сложим векторы  U_a. и U_L Суммой этих векторов будет диагональ параллелограмма — вектор U. Треугольник АОБ, стороны которого   выражают соответственно напряжения Uа, U_L и общее напряжение и, называется треугольником напряжений. На основании теоремы Пифагора — в прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов — следует, что общее напряжение на зажимах цепи

2.Взаимодействие проводника с током широко используют в технике, электродвигатели, измерительные приборы. Если проводник по которому протекает электрический ток внести ь магнитное поле то в результате взаимодействия магнитного ноля и проводника с током будет перемещаться в ту или иную сторону. Направление перемещения проводника зависит от направления токаи от направления магнитных линий поля. Для определения направление

поле используют правило левой руки. Сила, действующая на проводник зависит от силы тока в проводнике, интенсивность магнитного поля характеризуется магнитной индукцией (Тл).

Ьилет 10

1. На рис. изображена цепь переменного тока, в которую   включены  последовательно   активное  сопротивление r,  индуктивность L, обладающая индуктивным сопротивлением Х_L, и емкость С, обладающая емкостным сопротивлением Хс.

Под действием переменного напряжения в этой цепи протекает переменный ток.

Выясним, чему равно общее напряжение на за­жимах цепи. Построим векторную диаграмму то­ка и напряжений для рас­сматриваемой цепи . Так как сопротив­ления соединены последовательно, то в них проте­кает одинаковый ток. Отложим по горизонтали, в    выбранном    масштабе вектор тока I. В цепи с активным сопротивлением ток и напряжение совпа­дают   по   фазе,   поэтому вектор напряжения Uа от­кладываем по вектору тока.

Напряжение на индуктивности опережает ток на угол  = 90°. Поэтому век­тор U_L откладываем вверх

под углом 90° к вектору тока.

В цепи с емкостью, наоборот, напряжение отстает от тока на угол  = 90°. Поэтому вектор Uc откладываем на диаграмме вниз под углом 90° к вектору тока.

Для определения общего напряжения, приложенного к зажимам цепи, сложим векторы U_L и U_С. Для этого отнимем от большего вектора U_L вектор U_С и получим вектор U_L-U_C, выражающий вектор­ную сумму этих двух напряжений. Теперь сложим векторы (U_L-U_C) и U_a. Суммой этих векторов будет диагональ параллелограмма – вектор U, изображающий общее напряжение на за­жимах цепи.

На основании теоремы Пифагора из треугольника напряжений АО Б следует, что

отсюда общее напряжение

Определим полное сопротивление цепи переменного тока, со­держащей активное, индуктивное и емкостное сопротивления. Для этого разделим стороны треугольника напряжений АОБ на число I выражающее силу тока в цепи, и получим подобный треугольник сопротивлений А'О'Б' (рис. 57, в). Его сторонами являются сопро­тивления r, (Х_L — Хс) и полное сопротивление цепи Z.

Пользуясь теоремой Пифагора, можно написать, что

Отсюда полное сопротивление цепи

Силу тока в цепи с активным, индуктивным и емкостным сопро­тивлениями определяют по закону Ома:

На векторной диаграмме (рис. 57, б) видно, что в рассматри­ваемой цепи ток и напряжение генератора не совпадают по фазе. Из треугольника напряжений следует, что

Из треугольника сопротивлений

 

2. Явление электромагнитной индукции было открыто в 1831 году Майклом Фарадеем, явление взаимодействия электрических и магнитных полей. На явлении электромагнитной индукции работают генераторы. Генератор преобразует механическую энергию электрическую. Простейший генератор может быть виток из проводников вращающейся в " магнитном поле. Магнитное поле возбуждается током обмотки возбуждения помещенной на полюсах статора, при вращении витка проводники пересекают магнитное поле полюсов вследствие чего в витке возникает эдс.