Цепь переменного тока с емкостью.

Если, конденсатор с емкостью находится под напряжением u=Umsinωt, то заряд Q=CU, изменяется пропорционально напряжению.

Если увеличивается напряжение, значит увеличивается заряд на конденсаторе, то есть конденсатор заряжается и в цепи возникает зарядный ток.

Если уменьшается напряжение, значит уменьшается заряд на конденсаторе, то есть конденсатор разряжается и в цепи возникает разрядный ток.

Следовательно, при приложенном переменном напряжении, конденсатор периодически заряжается и разряжается. В цепи возникает переменный ток, равный скорости изменения заряда на обкладках конденсатора.

Из формулы видно, что ток и напряжение, в цепи с емкостью, изменяется по синусоидальному закону, но напряжение отстает от тока на 90^О.

Цепи, с индуктивным сопротивлением, будет соответствовать закон Ома для действующих значений.

Действующее значение силы тока, прямо пропорционально действующему значению, приложенного напряжения и обратно пропорционально емкостному сопротивлению. .

Емкостное сопротивление (X_C) – это противодействие, которое оказывает напряжение заряженного конденсатора, приложенному, к этому конденсатору, напряжению.

Мощность цепи с емкостью, изменяется по синусоидальному закону с двойной частотой, следовательно, активная мощность цепи с емкостью, равная среднему значению мгновенной мощности, за период, равна нулю.

Реактивная мощность (Q_С) в цепи с емкостью - та мощность, которая колеблется между источником и конденсатором.

39. Цепь переменного тока с активно-индуктивной нагрузкой.
Если по цепи, с активным сопротивлением и индуктивностью или по реальной катушке индуктивности, протекает переменный ток i=I_msinωt, он создает падения напряжения на активном сопротивлении и на индуктивном сопротивлении.

Напряжение на активном сопротивлении – синусоидальное и совпадает по фазе с током. Напряжение на индуктивном сопротивлении – синусоидальное и опережает ток на 90^О.

Чтобы понять эти отношения построим векторную диаграмму. Соединим начало вектора Uaс концом вектора U_L. Получим вектор U, общего напряжения, приложенного к цепи. Угол ϕ показывает сдвиг между током и напряжением данной цепи. Получим треугольник напряжений.

Цепи, с активным сопротивлением и индуктивностью, будет соответствовать закон Ома для действующих значений.

Действующее значение силы тока, прямо пропорционально действующему значению, приложенного напряжения и обратно пропорционально полному сопротивлению цепи c активным сопротивлением и индуктивностью. .

Если стороны треугольника напряжений поделить на ток – получим треугольник сопротивлений, у которого катеты – активное и реактивное сопротивление, гипотенуза – полное сопротивление.

Если стороны треугольника напряжений умножить на ток – получим треугольник мощностей, у которого катеты – активная и реактивная мощность, гипотенуза – полная мощность.

40. Цепь переменного тока с активно-емкостной нагрузкой.
Если по цепи, с активным сопротивлением и емкостью протекает переменный ток i=I_msinωt, он создаст падения напряжения на активном сопротивлении и на конденсаторе.

Построим векторную диаграмму. Соединим конец вектора U_C с началом вектора U_A. Получим вектор U, общего напряжения, приложенного к цепи. Оно синусоидально и отстает от тока на ϕ.

Получим треугольник напряжений.

- полное сопротивление цепи

Цепи, с активным сопротивлением и емкостью, будет соответствовать закон Ома для действующих значений.

Действующее значение силы тока, прямо пропорционально действующему значению, приложенного напряжения и обратно пропорционально полному сопротивлению цепи c активным сопротивлением и емкостью. .

Если стороны треугольника напряжений поделить на ток – получим треугольник сопротивлений, у которого катеты – активное и реактивное сопротивление, гипотенуза – полное сопротивление.

Если стороны треугольника напряжений умножить на ток – получим треугольник мощностей, у которого катеты – активная и реактивная мощность, гипотенуза – полная мощность.

41. Последовательное соединение RLC.

Данную цепь можно представить как последовательное соединение активного сопротивления, индуктивности и емкости.

Если по цепи, с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью протекает переменный ток i=I_msinωt, он будет создавать падения напряжений на активном сопротивлении, индуктивности и емкости.

В зависимости от величины включенной нагрузки в данную цепь, возможны 3 режима работы.

1. Режим цепи с индуктивным характером X_L>X_C

2. Режим цепи с емкостным характером X_L<X_C

3. Режим резонанса X_L=X_C

Для первых двух режимов общее напряжение будет u=Umsin(ωt±ϕ).

Знак «+», перед начальной фазой, означает, что характер цепи – индуктивный.

Знак «-», перед начальной фазой, означает, что характер цепи – емкостной.

Цепи, с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью, будет соответствовать закон Ома для действующих значений.

Действующее значение силы тока, прямо пропорционально действующему значению, приложенного напряжения и обратно пропорционально полному сопротивлению цепи c активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью.

- полное сопротивление цепи

Если стороны треугольника напряжений поделить на ток – получим треугольник сопротивлений, у которого катеты – активное и результирующее сопротивление, гипотенуза – полное сопротивление.

Если стороны треугольника напряжений умножить на ток – получим треугольник мощностей, у которого катеты – активная и результирующая мощность, гипотенуза – полная мощность.

Если X_L>X_C – ϕ положительный.

Если X_L<X_C – ϕ отрицательный.

Резонанс напряжений.

В режиме резонанса индуктивное сопротивление равно емкостному.

Особенность резонанса напряжения заключается в том, что:

1. U_L=U_C

2.

3. - max

4.

5.

6. U=U_A