В течении переходного периода катушка является источником электрической энергии(напряжение на зажимах равно ЭДС самоиндукции).
Ток изменяется по закону:
Напряжение изменяется по закону:
Однофазный переменный ток. Параметры переменного тока.
Переменный ток – ток, изменения которого по значению и направлению повторяются периодически через равные промежутки времени.
На выходе простейшего генератора можно получить ЭДС синусоидальной зависимости:
Параметры переменного тока:
1)мгновенные значения – значения электрических величин в любой момент времени(e, i, u)
2)Амплитудное значение – максимальное значение мгновенных величин(Em, Im, Um)
3)промежуток времени, в течении которого ток совершает полное колебание и принимает прежнее по величине и знаку мгновенное значение(T)
4)угловая скорость –характеризует скорость вращения катушки генератора в магнитном поле()
5)циклическая частота – величина, обратная периоду, характеризует число полных колебаний, совершаемых током за 1 секунду()
6)действующие значения электрических величин()
7)фаза-угол любой тригонометрической зависимости()
Цепь с активным сопротивлением.
Примером цепи с активным сопротивлением может служить цепь с лампой накаливания, нагревательным элементом и др., в которой электрическая энергия преобразуется в тепло.
В цепи с активным сопротивлением ток и напряжение совпадают по фазе
Цепь с индуктивностью.
Предположим ток в цепи изменяется по закону . Т.к. в катушке отсутствуют тепловые потери, то возникающее ЭДС самоиндукции будет уравновешивать приложенное напряжение, т.е. U=eL
Закон изменения напряжения:
В цепи с индуктивностью напряжение опережает ток по фазе на угол , ток отстаёт по от напряжения на 90о.
Цепь с ёмкостью
На ёмкости ток опережает по фазе напряжение на 90о, или напряжение отстаёт от тока по фазе на угол .
Ток в цепи:
Общий случай последовательного соединения активного и реактивного сопротивлений.
Предположим ток в цепи изменяется по закону:
Напряжение, приложенное к цепи:
При , , реактивное сопротивление носит индуктивный характер
При , , реактивное сопротивление носит емкостной характер
При , , резонансный режим работы
Треугольники сопротивлений и мощностей в цепях переменного тока.
Z-полное сопротивление в цепи
-сумма всех последовательно соединённых сопротивлений
-алгебраическая сумма всех последовательно соединённых сопротивлений, индуктивное сопротивление берут с “+”, емкостное с “-”
Резонанс напряжений.
Резонансом напряжений называют явление в цепи с последовательным колебательным контуром, когда ток в цепи совпадает по фазе с напряжением источника питания.
Условия для возникновения резонанса:
Z=R
Резонанс напряжений может достигаться изменением частоты источника, изменением индуктивности или ёмкости.
Признаки резонанса напряжений:
1)Сопротивление цепи: Z=R (минимальное и чисто активное)
2)Ток в цепи совпадает по фазе с напряжением источника и достигает максимального значения:
3)Напряжение на индуктивности равно напряжению на ёмкости и каждая в отдельности может во много раз превышать напряжения на зажимах цепи.
Резонанс токов.
Резонансом токов называют такое явление в цепи с параллельным колебательным контуром, когда ток в неразветвлённой части цепи совпадает по фазе с напряжением источника.
Условия для возникновения резонанса:
Проводимость контура должна быть чисто активной, а реактивная проводимость равна нулю
y-полная проводимость
g-активная проводимость
b-реактивная проводимость
y=g b=b1-b2=0
Достигается резонанс токов изменением частоты источника или изменением емкостного спротивления.
Признаки резонанса токов:
1)Сопротивление контура максимальное и чисто активное
2)Ток в неразветвлённой части цепи совпадает по фазе с напряжением источника и достигает практически минимального значения
3)Реактивная составляющая токов катушки равна емкостному току, причём эти токи могут во много раз превышать ток источника.