Элементы в цепи синусоидального тока
Рассмотрим амплитудные и фазовые соотношения между током и напряжением в элементах R, L и С. Для этого приложим к этим элементам синусоидальное напряжение и = Um sin(cof+|/„) и рассчитаем мгновенное значение тока в каждой из них (т.е. найдем его амплитуду и начальную фазу).
1. Сопротивление R. В этом элементе
Анализ полученного выражения:
а)
? или действующее значение тока
Сопротивление R в цепи синусоидального тока называется активным, так как в нем проходит процесс преобразования электромагнитной энергии в тепловую энергию. В большом диапазоне частот активное сопротивление R практически постоянно. Величина, обратная активному сопротивлению, называется активной проводимостью: G = 1 /R . Тогда формула для тока приобретает вид
Это закон Ома для цепи с активным сопротивлением.
б) Начальная фаза тока
г.е. в цепи с активным
сопротивлением ток и напряжение совпадают по фазе.
2. Индуктивность L. В этом элементе
Анализ полученного выражения:
а)
или действующее значение тока
Выражение XL = a> , Ом, стоящее в знаменателе — это реактивное индуктивное сопротивление цепи. Величина, обратная индуктивному сопротивлению, называется индуктивной проводимостью
Формула для тока в индуктивности приобретает вид
Это закон Ома для цепи с индуктивным сопротивлением.
б) Начальная фаза тока
, т.е. в цепи с
индуктивностью ток отстает от напряжения по фазе на 90°.
3. Емкость С. В этом элементе
Анализ полученного выражения:
а)
или действующее значение тока
Выражение Xс = 1/юС, Ом, стоящее в знаменателе — это реактивное емкостное сопротивление цепи. Величина, обратная емкостному сопротивлению, называется емкостной проводимостью
Тогда формула для тока в емкости получает вид:
Это закон Ома для цепи синусоидального тока с емкостью.
б) Начальная фаза тока |/(. = v|/o + 90°, т.е. в цепи с емкостью ток опережает приложенное напряжение по фазе на 90°. При этом <р = |/ы - v|/. = 90°.
На рис. 3.4 приведены мгновенные значения токов и напряжений для элементов R, L и С.
Рис. 3.4. Мгновенные значения токов и напряжений
