Указания по обработке результатов эксперимента. Для того чтобы упростить исследование процессов в реальной электрической цепи переменного тока, ее представляют в виде схемы замещения рис.20Для того чтобы упростить исследование процессов в реальной электрической цепи переменного тока, ее представляют в виде схемы замещения рис.20. Расчет облегчается, если изображать синусоидальные токи, напряжения и ЭДС векторами или комплексными числами. Применив закон Ома в комплексной форме, для цепи на рис. 20, можно рассчитать комплексный ток и напряжения: , , , . где Z – полное комплексное сопротивление цепи. Для цепи на рис. 19 , где величины индуктивного и емкостного сопротивлений соответственно равны , , модуль полного комплексного сопротивления , разность фаз между напряжением и током ψ u -ψ i угол . Из последнего выражения видно, что характер всей цепи зависит от соотношения между XL и XC. Если XL < XC, угол φ < 0, то вся цепь считается активно-емкостный. Если XL = XC, угол φ =0, Z=R, вся цепь считается активной, а явление это носит название – резонанс. Если XL > XC, угол φ > 0, то вся цепь считается активно-индуктивной. В случае резонанса сопротивление в цепи минимально, а ток при этом достигает максимального значения . Напряжения на индуктивности UL и на емкости UC могут существенно превышать подводимое напряжение U, если ХL и ХC больше R. Это видно из следующих соотношений: , . Условием резонанса является равенство индуктивной и емкостной составляющих. или . Следовательно, резонанс в цепи с индуктивностью и емкостью можно установить, подбирая соответствующую частоту ω или индуктивность L или емкость С. При фиксированной частоте источника ω и неизменной индуктивности L, резонансная емкость равна . Мощность, потребляемая всей цепью, рассчитывается по формуле: или Коэффициент мощности cosφ определяется отношением активной мощности P к полной S=UI. На рис. 21 показаны векторные диаграммы для трех режимов, при одном условие, что начальная фаза тока равна нулю.
|