Занятие 38 . Активное сопротивление в цепи переменного тока.
Электрические лампы накаливания, печи сопротивления, бытовые нагревательные приборы, реостаты и другие приемники, где электрическая энергия преобразуется в тепловую, на схемах замещения обычно представлены только сопротивлением R.
Рис.38.1. а) цепь с активным сопротивлением. б) графики тока и напряжения.
в) векторные диаграммы
Для схемы, изображенной на рис38.1, заданы сопротивление R и напряжение, изменяющееся по закону u = Um sin ωt.
Требуется определить ток I в цепи.
Выражение для мгновенного тока найдем по закону Ома:
где 
— амплитуда тока.
Из уравнений напряжения и тока видно, что начальные фазы обеих кривых одинаковы, т. е. напряжение и ток в цепи с сопротивлением R совпадают по фазе.
Это показано на графиках и векторной диаграмме (см.рис.38. 1 б,в.).
Активное сопротивление не реагирует на изменение частоты тока в цепи.
Занятие 39 Цепь переменного тока с индуктивностью:
а) Индуктивное сопротивление
Катушка из тонкого провода, намотанная на сердечник (или без сердечника), включенная в цепь переменного тока, обладает индуктивным сопротивлением.
Величина индуктивного сопротивления определяется выражением:
ХL = ωL = 2π∙f L
Где: ХL – индуктивное сопротивление, Ом.
ω – циклическая частота, рад/с
L – индуктивность катушки, Гн "генри"
f – частота тока в цепи, Гц.
Из формулы видно, что при повышении частоты тока индуктивное сопротивление увеличивается, а при снижении частоты тока – уменьшается. То есть индуктивное сопротивление реагирует на частоту тока в цепи, поэтому его еще называют реактивным.
Для постоянного тока f=0, поэтому для постоянного тока катушка не имеет индуктивного сопротивления.
Индуктивность катушки L зависит от конструкции катушки (числа витков, наличия сердечника и его материала, конфигурации катушки и других факторов)
Цепь, содержащая индуктивность, является искусственной, так как реальная катушка кроме индуктивности L содержит активное сопротивление R.
Но мы рассмотрим идеальную катушку, в которой активное сопротивление R=0. В отдельных случаях активным сопротивлением реальной катушки можно пренебречь из-за его малости.
б) Ток и напряжение в цепи переменного тока с катушкой индуктивности.
 |
а) Схема цепи с индуктивностью
 |
б) Векторная диаграмма цепи с индуктивностью.
в) Графики тока и напряжения в цепи с индуктивностью
Рис.39. 1. Электрическая цепь с индуктивностью.
 |
При прохождении синусоидального тока
напряжение на катушке будет равно
 |
то есть напряжение на индуктивности опережает ток по фазе на угол 90° (π /2).
Занятие 40 . Цепь переменного тока с емкостью
а) Емкостное сопротивление
Две металлических пластины, разделенные диэлектриком, называются электрическим конденсатором и обладают емкостным сопротивлением
Величина емкостного сопротивления определяется выражением:
Где: ХС – емкостное сопротивление, Ом.
ω – циклическая частота, рад/с
С – емкость конденсатора , Ф "фарад"
f – частота тока в цепи, Гц.
Из формулы видно, что при повышении частоты тока емкостное сопротивление уменьшается, а при снижении частоты тока – увеличивается. То есть емкостное сопротивление реагирует на частоту тока в цепи, поэтому его еще называют реактивным. Для постоянного тока f =0, поэтому для постоянного тока конденсатор имеет бесконечно большое сопротивление.
Емкость конденсатора зависит от площади пластин, толщины диэлектрика и его диэлектрической проницаемости.
Цепь, содержащая емкость, является искусственной, так как реальный конденсатор кроме емкостного сопротивления содержит активное сопротивление R.
Но мы рассмотрим идеальный конденсатор, в котором активное сопротивление R=0. В отдельных случаях активным сопротивлением реального конденсатора можно пренебречь из-за его малости.
б) Ток и напряжение в цепи переменного тока с конденсатором.
а) Схема цепи с конденсатором б) Векторная диаграмма.
в) Графики тока и напряжения в цепи с емкостью
Рис.40 1. Электрическая цепь с конденсатором.
При прохождении синусоидального тока
напряжение на катушке будет равно
,
то есть напряжение на конденсаторе отстает от тока по фазе на угол 90° (π /2).