ТМ.18 (17.06.2020)
ОП.15 Общая электротехника с основами электроники
Преподаватель Жерневская И.Е.
Тема: Цепи переменного тока с активным сопротивлением, с катушкой индуктивности и с ёмкостью. Векторные диаграммы цепей переменного тока
Цель занятия: Рассмотреть цепи переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и ёмкостью, основные параметры данных цепей, построение векторных диаграмм.
Задание:
1.Изучить лекционный материал. Краткий опорный конспект лекционного материала оформить в рабочей тетради.
2. Посмотреть презентацию на тему: «Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока».
3. Дать ответы на контрольные вопросы в конце лекционного материала.
Ответы на контрольные вопросы (с указанием даты и темы) оформить в рабочей тетради, сфотографировать на телефон и выслать на дистанционную почту (адреса для обратной связи указаны ниже).
Срок выполнения задания — до 19.06.2020!
Обратная связь:
1. zhernevskaja.inna@mail.ru
2. https://vk.com/zhernevskaya
3. https://ok.ru/profile/519483261262
4. Viber (+380713844123)
5. WhatsApp (+380713844123)
6. dist-obuchenie@mail.ru
Рекомендуемая литература:
1. Данилов И. А., Иванов П. М. Общая электротехника с основами электроники — М.: Мастерство, 2001
2. В. Е. Китаев Электротехника с основами промышленной электроники. Учебное пособие для проф.-тех. училищ. — М.: Высш. школа, 1980. - 254 с.
Лекция
Тема: Цепи переменного тока с активным сопротивлением, с катушкой индуктивности и с ёмкостью. Векторные диаграммы цепей переменного тока
План
Цепь переменного тока с активным сопротивлением
Цепь переменного тока с индуктивностью
Цепь переменного тока с индуктивностью и активным сопротивлением
Цепь переменного тока с емкостью
Цепь переменного тока с активным сопротивлением
Рассмотрим цепь (рисунок 4.3), в которой к активному сопротивлению (резистору) приложено синусоидальное напряжение:
Тогда по закону Ома ток в цепи будет равен:
Мы видим, что ток и напряжение совпадают по фазе. Векторная диаграмма для этой цепи приведена на рисунке 4.4, а зависимости тока и напряжения от времени (временная диаграмма) — на рисунке 4.5.
Выясним, как изменяется со временем мощность в цепи переменного тока с резистором.
Мгновенное значение мощности равно произведению мгновенных значений тока и напряжения:
Из этой формулы мы видим, что мгновенная мощность всегда положительна и пульсирует с удвоенной частотой (рисунок 4.5).
Это означает, что электрическая энергия необратимо превращается в теплоту независимо от направления тока в цепи.
Те элементы цепи, на которых происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии (не только в теплоту), называются активными сопротивлениями. Поэтому резистор представляет собой активное сопротивление.
Цепь переменного тока с индуктивностью
Рассмотрим цепь (рисунок 4.6), в которой к катушке индуктивности L, не обладающей активным сопротивлением (R=0), приложено синусоидальное напряжение (4.6).
Протекающий через катушку переменный ток создает в ней ЭДС самоиндукции 
, которая в соответствии с правилом Ленца направлена таким образом, что препятствует изменению тока. Другими словами, ЭДС самоиндукции направлена навстречу приложенному напряжению. Тогда в соответствии со вторым правилом Кирхгофа можно записать:
(4.9)
Согласно закону Фарадея ЭДС самоиндукции:
(4.10)
Подставив (4.10) в (4.9), получим:
Решение этого дифференциального уравнения имеет вид:
(4.12), где 
(4.13)
Деля обе части равенства (4.13) на 
, получим для действующих значений
(4.14)
Соотношение (4.14) представляет собой закон Ома для цепи с идеальной индуктивностью, а величина 
называется индуктивным сопротивлением. Индуктивное сопротивление измеряется в Ом (омах).
Мгновенная мощность в цепи с чисто индуктивным сопротивлением равна:
(4.15)
Положительные значения мощности соответствуют потреблению энергии катушкой, а отрицательные — возврату запасенной энергии обратно источнику. Средняя за период мощность равна нулю. Следовательно, цепь с индуктивностью мощности не потребляет — это чисто реактивная нагрузка. В этой цепи происходит лишь перекачивание электрической энергии от источника в катушку и обратно. Индуктивное сопротивление является реактивным сопротивлением.