Элементы в цепи синусоидального тока
Рассмотрим амплитудные и фазовые соотношения между током и напряжением в элементах Л, ? и С. Для этого приложим к этим элементам синусоидальное напряжение и= Um sin (cof + у„) и рассчитаем мгновенное значение тока в каждой из них (т.е. найдем его амплитуду и начальную фазу).
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. 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 у,- = или ср = — vp, = 0, т.е. в цепи с активным сопротивлением ток и напряжение совпадают по фазе.
Индуктивность L.
В этом элементе
Анализ полученного выражения:
а)
или действующее значение тока
Выражение XL = соL, Ом, стоящее в знаменателе, — это реактивное индуктивное сопротивление цепи. Величина, обратная индуктивному сопротивлению, называется индуктивной проводимостью
Тогда формула для тока в индуктивности приобретает вид
Это закон Ома для цепи с индуктивным сопротивлением;
б) начальная фаза тока у, = — 90° или <р = — у,- = + 90°, т.е.
в цепи с индуктивностью ток отстает от напряжения по фазе на 90°.
Емкость С.
В этом элементе
Анализ полученного выражения:
а)
или действующее значение тока
Выражение
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 у,- = у„ + 90°, т.е. в цепи с емкостью ток опережает приложенное напряжение по фазе на 90°. При этом ср = у„ — -у, = -90°.
На рисунке 3.10 приведены мгновенные значения токов и напряжений для элементов R, ЬиС.
Рис. 3.10. Мгновенные значения токов и напряжений
