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 = U_m 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 X_L = 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 X_с = 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