Линейные цепи в установившемся режиме: Курс лекций, страница 9


         Рассчитаем  r = 2 + 2 = 4 Ом


2. Запишем  закон Ома в комплексной форме, определим комплексную амплитуду э.д.с.

3. Рассчитаем индуктивное сопротивление

                                                                                        Ом

4. Рассчитаем емкостное сопротивление

 Ом

5. Рассчитаем полное комплексное сопротивление

 


6. Рассчитаем  ток в цепи

 А

 А,

амплитуда тока Im -   1А
7. Рассчитаем падение напряжения на сопротивлении

 В,

 В.

В;

 
8. Рассчитаем падение напряжения на индуктивности

В;

 
 


9. Рассчитаем падение напряжения на емкости


В;

 

В;

 

10. Определим сдвиг фаз между падением напряжения на индуктивности и падением напряжения на емкости.

Найдем отношение амплитуды напряжения на реактивном элементе к амплитуде э.д.с. источника

 




11.Построим векторную диаграмму

Рис.1.54

 
 



Определив, какой характер будет иметь r,L,C- цепь на частотах:

б)

 

а)

 


Так как на резонансной частоте имеет место равенство


 


и если частоту  уменьшить относительно , то                           при этом

цепь будет носить активно-емкостный характер, и, наоборот, если частоту   увеличить относительно , то                      , при этом цепь будет носить активно-индуктивный характер.

     Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в теме 4 "колебательные контуры”.

ПРИМЕР l.9. Для схемы изображенной на рис.1.54 определить ток в цепи, если к цепи приложено напряжение  Um , построить векторную диаграмму, определить величины  результирующей индуктивности и емкости.

 

Рис.1.54

 

Решение:

 Согласно второму закона Кирхгофа можно записать

 


где

 


Отсюда

 


Причем, 

Согласно этих выражений вычисляют результирующие значения элементов r , L и С при их последовательном соединении.

Выражение для С получено следующим образом

сокращая   и, вычисляя обратные величины в левой и правой части уравнения, получим                           (1.46)

Векторную диаграмму построим в предположении,  что уже известен ток, протекающей в цепи, условно примем его начальную фазу равной нулю, тогда векторная диаграмма будет иметь вид, изображенный на рис.1.55.

Данная векторная диаграмма является условной, т.к. направление вектора                  

  , полученного в результате построения диаграммы может не совпадать с действительным направлением этого вектора, потому что начальную фазу тока мы условно приняли равной нулю.

                                                            Чтобы привести полученную векторную 

                                                            диаграмму в соответствие с действитель

                                                            ной, следует осуществить поворот постро-

                                                            енной условной векторной диаграммы та-

                                                            ким образом, чтобы вектор        занял задан-

                                                            ное по условию задачи положение.

Рис.1.55

 

ПРИМЕЧАНИЕ:

Индуктивность цепи, изображенной на pиc.1.56, определяют согласно выражения



(1.47)

 
                                                                    

Рис.1.56

 
 


Емкость цепи, изображенную на рис. 1.57, определяют следующим образом

 


(1.48)

 

ВОПРОСЫ:

1.  Что называется электрической цепью?

2.  В чем заключается расчет электрической цепи?

3.  Сформулируйте I и II Законы Кирхгофа.

4.  Что такое «резонанс напряжений»?

5.  Сформулируйте признаки резонанса?


1.6.2.  Цепь синусоидального тока с параллельным соединением элементов

 


Если к цепи, изображенной на рис.1.58, приложить  синусоидальное напряжение

 


Рис.1.58

 
то в ее неразветвленной части ив ветвях потекут синусоидальные токи. Учитывая, что ток в ветви с активным сопротивлением         совпадает по фазе с приложенным

 напряжением,  ток в ветви с индуктивностью отстает по фазе от приложенного напряжения на   а ток в ветви с емкостью опережает по фазе приложенное напряжение на  , на основании первого закона

Кирхгофа для мгновенных  значений токов можно записать

 



или в комплексной форме

 


где

(1.49)

 


Выражение (1.49) можно записать в виде

Величина


 



где

 
- модель комплексной проводимости,

- аргумент комплексной проводимости.

Величина,  обратная комплексной проводимости является комплексным сопротивлением