- •1. Введение.
- •2.Электрические цепи.
- •4. Схема электрической цепи.
- •4. Топология электрических цепей.
- •5. Линейные электрические цепи.
- •6. Основные физические величины, которые используются для анализа и расчета линейных электрических цепей.
- •7. Основные законы линейных электрических цепей постоянного тока.
- •3. Расчёт и анализ электрических цепей.
- •Расчет линейной электрической цепи постоянного тока с одним источником электрической энергии.
- •Расчет сложных линейных электрических цепей.
- •Выбираем два независимых контура
- •Решая эту систему уравнений, определяем
- •Метод узловых потенциалов
- •Тема 2. Электрические цепи переменного тока.
- •3.Активное сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока.
- •3.1 Цепь с активным сопротивлением
- •3.2 Цепь с индуктивным сопротивлением
- •3.3 Цепь с емкостным сопротивлением
- •Действующее значение тока можно выразить по закону Ома
- •1. Последовательное соединение элементов r,l,c в цепи синусоидального тока.
- •2. Параллельное соединение элементов r,l,c в цепи синусоидального тока.
- •Расчёт последовательной цепей переменного тока
- •Тема 3. Магнитные цепи. Магнитные свойства вещества.
- •3. Двигатели последовательного возбуждения.
- •4.Шаговые синхронные двигатели.
- •Типы полупроводников в периодической системе элементов
- •Виды полупроводников По характеру проводимости Собственная проводимость
- •Примесная проводимость
- •По виду проводимости Электронные полупроводники (n-типа)
- •Дырочные полупроводники (р-типа)
- •Полупроводниковые приборы
- •Тема 10. Занятие 2.
- •2.Типовые применения операционных усилителей
- •Тема 12. Микропроцессорная техника.
- •1. Общая информация о логических устройствах.
- •1.2 Формы представления логических функций.
- •2. Функционирование логических устройств (узлов).
3.Активное сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока.
3.1 Цепь с активным сопротивлением
Если переменное напряжение подвести к активному сопротивлению R, то через сопротивление будет протекать ток
, где - максимальное значение (амплитуда) тока i.
Мгновенные значения тока и напряжения в цепи с активным сопротивлением связаны между собой только законом Ома: u=iR. Следовательно, напряжение на сопротивлении и ток, проходящий через это сопротивление, всегда совпадают по фазе, т. е. фазовый угол между их векторами = 0.
Мгновенная мощность в цепи переменного тока с активным сопротивлением определяется произведением мгновенных значений тока и напряжения
т.е. мощность меняется с удвоенной частотой от 0 до Um Im
Энергетический процесс принято характеризовать средним значением мощности за период – активная мощность.
В дальнейшем под мощностью будем понимать среднее значение активной мощности, или просто активную мощность. Для рассматриваемой цепи активная мощность будет равна:
Активная мощность выражается в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт).
3.2 Цепь с индуктивным сопротивлением
Пусть к катушке с индуктивностью L (L – коэффициент пропорциональности между потокосцеплением и током в катушке, для линейной цепи: , тогда Li) приложено синусоидальное напряжение . Допустим, что катушка обладает ничтожно малым активным сопротивлением Rк, которым можно пренебречь.
По катушку будет протекать переменный синусоидальный ток i = Imsin t, который вызовет синусоидальные изменения потокосцепления = Li = LImsin t, а изменяющееся потокосцепление наведет в катушке ЭДС самоиндукции, значение которой определяется скоростью изменения потокосцепления:
Если учесть, что по второму закону Кирхгофа можно записать:
, где - максимальное значение тока
Величина , имеющая размерность сопротивления, называется индуктивным сопротивлением
Таким образом, ток в цепи с индуктивным сопротивлением при синусоидальном напряжении изменяется также по синусоидальному и отстает от напряжения на угол .
Итак, для рассматриваемого случая имеем:
и
Таким образом, в цепи с индуктивным сопротивлением закон Ома справедлив как для максимальных, так и для действующих значений тока и напряжения.
Мгновенная мощность на индуктивности изменяется с удвоенной частотой по синусоидальному закону и имеет положительные и отрицательные полу периоды
Активная мощность Р, характеризующая необратимые преобразования энергии и определяемая средним значением мгновенной мощности за период, для индуктивности равна 0:
Мощность, выраженная произведением действующего значения тока на действующее напряжение для рассматриваемой цепи, называют реактивной мощностью. Реактивную мощность можно определить следующим образом:
Физический смысл реактивного сопротивления заключается в том, что при положительном полупериоде мгновенной мощности энергия запасается в катушке в виде магнитного поля, а в отрицательные полупериоды эта энергия отдается обратно в источник.
Реактивная мощность выражается в вольт-амперах реактивных (ВАр) или в киловольт-амперах реактивных (кВАр).
По этим же соображениям, индуктивное сопротивление называют реактивным сопротивлением, в котором необратимой затраты энергии источника не происходит.