Электрические цепи с активным и реактивным сопротивлениями.

1. Цепь синусоидального тока с активным сопротивлением.

2. Цепь синусоидального тока с конденсатором.

3. Цепь синусоидального тока с индуктивностью(изучить самостоятельно).

1. Цепь синусоидального тока с активным сопротивлением.

Активное сопротивление – сопротивление какого-либо элемента в цепи переменного тока напряжение, на котором и ток, через который совпадают по фазе. Активным сопротивлением, например, обладают резисторы. Активное сопротивление обозначают буквами r или R.

В элементах электрической цепи, обладающих активным сопротивлением, электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Синусоидальные величины могут изображаться вращающимися в плоскости рисунка против часовой стрелки векторами; угловая скорость вращения вектора принимается равной угловой частоте величины, которую вектор изображает. Длина вектора в выбранном масштабе равна амплитудному или действующему значению изображемой им величины.

Векторная диаграмма – совокупность векторов, изображающих синусоидальные величины одной и той же частоты. Угол между векторами равен углу сдвига фаз между величинами. На рис.3.4,в) угол между векторами, изображающими напряжение и ток в цепи, равен нулю, т.к. в этой цепи, как было сказано выше, напряжение и ток совпадают по фазе.

Активная мощность – средняя за период мгновенная мощность p. Активную мощность изображают прописной буквой латинского алфавита P.

Единицей активной мощности является ватт.

2. Цепь синусоидального тока с конденсатором.

В цепях переменного тока элементы этих цепей могут обладать не только активным, но и реактивными сопротивлениями (ёмкостным и индуктивным).

Ёмкостное сопротивление x_cимют конденсаторы и другие элементы, обладающие ёмкостью.

3.5.

– реактивное ёмкостное сопротивление.

Единица ёмкостного сопротивления в SI – ом.

В цепи с ёмкостью ток опережает по фазе напряжение на угол φ=π/2 (рис. 3.5 б, в).

Если в цепи постоянного тока при подключении конденсатора к источнику энергия от источника поступает в электрическое поле конденсатора и запасается в нём, то в цепи переменного тока происходит периодический обмен энергией между источником и электрическим полем конденсатора. Цепь с конденсатором активную мощность от источника не потребляет.

3. Цепь синусоидального тока с индуктивностью.

(для самостоятельного изучения)

Индуктивное сопротивление x_c имеют в цепях переменного тока элементы, обладающие индуктивностьюL. К таким элементам относятся, например катушки электрических аппаратов,обмотки электрических машин и трансформаторов и т.д.

На рис. 3.6,а изображена идеальная катушка индуктивности L, обладающая только одним параметром – индуктивностью.

Индуктивное сопротивление этой катушки определяется по формуле

3.6, где

– реактивное индуктивное сопротивление.

В цепи с индуктивностью напряжение опережает по фазе ток на угол φ=π/2 (рис.3.6,б,в).

.

Цепь с индуктивностью не потребляет активную мощность. В этой цепи происходит периодический обмен энергией между источником и магнитным полем индуктивности.