Последовательное соединение резистора и катушки индуктивности

Процесс в цепи с последовательно соединенными резистором и катушкой сочетает

процессы, рассмотренных по отдельности для цепей с резистором и катушкой, а именно:

в резисторе электрическая энергия источника питания превращается в безвозвратную тепловую, нагревая резистор;

катушка и источник питания периодически обмениваются энергией между собой.

Рис. 6.60. Схема последовательного соединения резистора и катушки индуктивности; треугольник напряжений (а), сопротивлений (б) и мощностей (в) для цепи R-L - типа

 

При протекании тока в этой цепи на резисторе и катушке возникают падения напряжения, равные соответственно

(6.178)

(6.179).

На участке с резистором вектор падения напряжения Ū; совпадает по фазе с током

Ī, а на участке с катушкой вектор падения напряжения Ū_L опережает по фазе ток Ī на 90º.

Иначе говоря, каждый из этих двух участков «ведёт» себя абсолютно независимо от другого участка, т.е. так, как если бы другого участка не было.

Поэтому векторная диаграмма напряжений строится так:

1. поскольку в каждом участке рассматриваемой цепи ток одинаков, вектор тока выбираем в качестве базисного и откладываем вправо, т. е. вдоль положительной полуоси «х»;

2. на этом векторе в масштабе откладываем вектор напряжения Ū; , совпадающий с током по фазе;

3. конец вектора Ū; совмещаем с началом вектора Ū_L, который располагаем вертикально вверх, т.к. напряжение Ū_L, опережает ток на 90º;

4. соединяем начало первого вектора – Ū; с концом второго Ū_L,.

Гипотенуза этого прямоугольного треугольника есть не что иное, как вектор напряжения питания цепи Ū;, причем:

= = ,

откуда

, (6.180)

где

z = (6.181)

- полное (кажущееся) сопротивление цепи, Ом.

Выражение (6.180) – это закон Ома для действующих значений напряжения и тока в цепи R-L -типа (рис. 6.60).