Скачать презентацию Электрические цепи переменного тока 2014 ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО Скачать презентацию Электрические цепи переменного тока 2014 ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО

Калугин_33 группа ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК.ppt

  • Количество слайдов: 28

Электрические цепи переменного тока 2014 Электрические цепи переменного тока 2014

ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В радиоэлектронике применяются как постоянные, так и переменные токи различной формы ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В радиоэлектронике применяются как постоянные, так и переменные токи различной формы в широком диапазоне частот (от десятых долей герца до десятков Гигагерц). Переменный ток меняет свою величину и направление во времени по определённому закону. В бытовой и промышленной электрической сети обычно используется синусоидальный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 или 380 В, что позволяет с помощью трансформаторов получать различные напряжения для питания приборов и устройств. 2. 1. Параметры синусоидального переменного тока Колебания, амплитуда которых изменяется с течением времени по закону синуса (Sin) или косинуса (Сos), называются гармоническими и имеют ряд параметров, характеризующих особенности данного колебания (рис. 6). Рис. 6. Параметры переменного тока

выводы и решения: 1. Переменный ток меняет свою величину и направление во времени по выводы и решения: 1. Переменный ток меняет свою величину и направление во времени по определённому закону. В бытовой и промышленной электрической сети обычно используется синусоидальный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 или 380 В, что позволяет с помощью трансформаторов получать различные напряжения для питания приборов и устройств. 2. Колебания, амплитуда которых изменяется с течением времени по закону синуса (Sin) или косинуса (Сos), называются гармоническими и имеют ряд параметров, характеризующих особенности данного колебания 3. Параметры переменного тока:

Мгновенное значение величины i, изменяющейся по синусоидальному закону, выражается уравнением: i = Im sin Мгновенное значение величины i, изменяющейся по синусоидальному закону, выражается уравнением: i = Im sin ( t + ), где Im – амплитудное значение – наибольшее из мгновенных значений; – круговая частота колебаний – количество периодов T за 2 - секунд: где f - частота - количество периодов колебания (T) в секунду; t – текущее время; f(Гц) = 1/Т(с); T – период колебаний – время, за которое периодически меняющаяся величина проходит полный цикл своего изменения, Т = 1/f. - начальная фаза колебаний – фазовый угол в начальный момент времени (для i 1 начальная фаза 1= 0°, для i 2 – 2= 45°); текущая фаза колебания выражается соотношением: = ( t + ). В радиоэлектронике используются частоты от единиц герц до десятков и сотен Гигагерц (1 к. Гц = 1*103 Гц; 1 МГц = 1*106 Гц; 1 ГГц = 1*109 Гц). В электрической сети с частотой 50 Гц период Т = 1/50 с = 0. 02 с. В радиоэлектронике период Т обычно измеряется в миллисекундах (1 мс=10 -3 с), микросекундах (1 мкс = 10 -6 с), наносекундах (1 нс = 10 -9 с), пикосекундах (1 пс = 10 -12 с); – сдвиг фаз между Im 1 и Im 2 сдвиг по времени моментов достижения соответствующих значений двух синусоидальных величин: на рис. 6 = 2 - 1 = 45°; – длина волны электромагнитного колебания – расстояние, соответствующее распространению колебаний со скоростью V за время одного периода. = V T = V / f, где V для электромагнитных волн приблизительно равна 300 000 км/с. Действующее (эффективное) значение переменного тока – такой постоянный ток, который за то же самое время совершает ту же работу (или выделяет такое же количество тепла), что и данный переменный ток.

выводы и решения: 1. Мгновенное значение величины i, изменяющейся по синусоидальному закону, выражается уравнением: выводы и решения: 1. Мгновенное значение величины i, изменяющейся по синусоидальному закону, выражается уравнением: i = Im sin ( t + ), где Im – амплитудное значение – наибольшее из мгновенных значений; 2. – круговая частота колебаний – количество периодов T за 2 - секунд: где f - частота - количество периодов колебания (T) в секунду; t – текущее время; f(Гц) = 1/Т(с); T – период колебаний – время, за которое периодически меняющаяся величина проходит полный цикл своего изменения, Т = 1/f. - начальная фаза колебаний – фазовый угол в начальный момент времени (для i 1 начальная фаза 1= 0°, для i 2 – 2= 45°); 3. текущая фаза колебания выражается соотношением: = ( t + ). – длина волны электромагнитного колебания – расстояние, соответствующее распространению колебаний со скоростью V за время одного периода. = V T = V / f,

Аналогично Приборы для измерений в цепях переменного тока обычно показывают действующие значения величин, поэтому Аналогично Приборы для измерений в цепях переменного тока обычно показывают действующие значения величин, поэтому амплитудные значения будут в 1. 4 раза больше действующих значений. Например, напряжение электрической сети 220 В – это действующее значение напряжения. Амплитудное значение: Um = 220* 1. 4 = 308 В (рис. 7). Рис. 7. Амплитудное и действующее значения напряжения В цепях переменного тока справедливы законы Ома и Кирхгофа, а мощность, выделяемая на нагрузке, определяется выражением: Ра = Iд * Uд *Сos i, u, где i, u = - угол сдвига фаз между током и напряжением в цепи. Цепи переменного тока, кроме активных сопротивлений, могут содержать реактивные элементы – конденсаторы (ёмкости) и индуктивности, реактивное сопротивление которых изменяется в зависимости от частоты проходящего через них тока.

выводы и решения: 1. Приборы для измерений в цепях переменного тока обычно показывают действующие выводы и решения: 1. Приборы для измерений в цепях переменного тока обычно показывают действующие значения величин, поэтому амплитудные значения будут в 1. 4 раза больше действующих значений 2. В цепях переменного тока справедливы законы Ома и Кирхгофа, а мощность, выделяемая на нагрузке, определяется выражением: Ра = Iд * Uд *Сos i, u, где i, u = - угол сдвига фаз между током и напряжением в цепи. 3. Цепи переменного тока, кроме активных сопротивлений, могут содержать реактивные элементы – конденсаторы (ёмкости) и индуктивности, реактивное сопротивление которых изменяется в зависимости от частоты проходящего через них тока.

2. 2. Активное сопротивление (R) Идеальное активное сопротивление в цепи переменного тока является частотнонезависимым 2. 2. Активное сопротивление (R) Идеальное активное сопротивление в цепи переменного тока является частотнонезависимым элементом, при изменении частоты ток и напряжение на нем совпадают по фазе, т. е. разность фаз между током и напряжением равна нулю. Мощность, потребляемая от генератора, рассеивается на активном сопротивлении в виде нагрева. Рис. 8. Активное сопротивление в цепи переменного тока

выводы и решения: 1. Идеальное активное сопротивление в цепи переменного тока является частотно-независимым элементом. выводы и решения: 1. Идеальное активное сопротивление в цепи переменного тока является частотно-независимым элементом. При изменении частоты ток и напряжение на нем совпадают по фазе, т. е. разность фаз между током и напряжением равна нулю. 2. Мощность, потребляемая от генератора, рассеивается на активном сопротивлении в виде нагрева.

2. 3. Ёмкость (конденсатор) Конденсатор (С) состоит из двух проводников, разделённых диэлектриком (рис. 9). 2. 3. Ёмкость (конденсатор) Конденсатор (С) состоит из двух проводников, разделённых диэлектриком (рис. 9). Основными свойствами конденсатора является то, что на его пластинах (электродах) могут накапливаться равные по величине и противоположные по знаку заряды, и то, что он пропускает переменный ток и не пропускает постоянный. Ёмкость плоского конденсатора с одинаковыми обкладками вычисляется по формуле: С = 8. 85 * 10 -12 * r S/d, где r - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; S - площадь одной из обкладок, м 2; d - расстояние между обкладками, м. 12 = 1 + 1 2 2 Рис. 9. Устройство и обозначение конденсаторов Единицей измерения электрической ёмкости является ФАРАДА (Ф). Применяемые на практике конденсаторы имеют значительно меньшую ёмкость, обычно выражаемую в микрофарадах (1 мк. Ф = 10 -6 Ф), нанофарадах (1 н. Ф = 10 -9 Ф) или пикофарадах (1 п. Ф = 10 -12 Ф). Если конденсатор поместить в цепь постоянного тока (рис. 10), то при замыкании ключа К в цепи некоторое время будет протекать зарядный ток (это явление называется переходным процессом). При этом заряд конденсатора не происходит мгновенно, а постепенно – по экспоненциальному закону. В момент включения ключа напряжение между обкладками конденсатора равно нулю, а зарядный ток будет определяться сопротивлением R и будет иметь наибольшее значение. По мере заряда конденсатора напряжение на его обкладках возрастает, а зарядный ток уменьшается из-за образующейся противо-ЭДС. Продолжительность переходного процесса определяется формулой: t. П = 3 RC, где t - время, C - ёмкость, Ф, а R – cопротивление, Ом, всей цепи, включая и внутреннее сопротивление источника питания.

выводы и решения: 1. Единицей измерения электрической ёмкости является ФАРАДА (Ф). Применяемые на практике выводы и решения: 1. Единицей измерения электрической ёмкости является ФАРАДА (Ф). Применяемые на практике конденсаторы имеют значительно меньшую ёмкость, обычно выражаемую в микрофарадах (1 мк. Ф = 10 -6 Ф), нанофарадах (1 н. Ф = 10 -9 Ф) или пикофарадах (1 п. Ф = 10 -12 Ф). 2. Если конденсатор поместить в цепь постоянного тока , то при замыкании ключа К в цепи некоторое время будет протекать зарядный ток (это явление называется переходным процессом). При этом заряд конденсатора не происходит мгновенно, а постепенно – по экспоненциальному закону. 3. Продолжительность переходного процесса определяется формулой: t. П = 3 RC, где t - время, C - ёмкость, Ф, а R – cопротивление, Ом, всей цепи, включая и внутреннее сопротивление источника питания

Рис. 10. Переходный процесс при заряде конденсатора При разряде конденсатора (рис. 11) через сопротивление Рис. 10. Переходный процесс при заряде конденсатора При разряде конденсатора (рис. 11) через сопротивление R происходит уменьшение по экспоненте как тока разряда, так и напряжения. Продолжительность переходного процесса t = 3 RС. Рис. 11. Переходный процесс при разряде конденсатора

При включении конденсатора в цепь переменного тока (рис. 12) будет происходить перезарядка его обкладок, При включении конденсатора в цепь переменного тока (рис. 12) будет происходить перезарядка его обкладок, что равносильно протеканию во внешней цепи переменного тока. Сопротивление, которое конденсатор оказывает переменному току, называется емкостным сопротивлением (Х с) и измеряется в Омах. Оно определяется по формуле: Хс = 1 / С = 1 / 2 f С. Как видно из формулы, чем выше частота тока, тем меньше сопротивление Х с, и чем больше ёмкость, тем меньшее сопротивление она оказывает протекающему переменному току. Закон Ома для переменного тока через конденсатор имеет вид: I = U / Xc; Uc = I Xc; Xc = Uc / I. Характерным свойством конденсатора является то, что напряжение на ёмкости отстает по фазе от протекающего через конденсатор синусоидального тока на 90 0. Поэтому мощность, потребляемая конденсатором от сети переменного тока: Pc = Ic Uc Cos i u = 0, т. е. сопротивление конденсатора для синусоидального тока реактивно, на нём не рассеивается мощность в виде тепла, так как ток по фазе опережает напряжение на 90 градусов, а Cos 90° = 0. Рис. 12. Конденсатор в цепи переменного тока

выводы и решения: 1. При разряде конденсатора через сопротивление R происходит уменьшение по экспоненте выводы и решения: 1. При разряде конденсатора через сопротивление R происходит уменьшение по экспоненте как тока разряда, так и напряжения. Продолжительность переходного процесса t = 3 RС 2. При включении конденсатора в цепь переменного тока будет происходить перезарядка его обкладок, что равносильно протеканию во внешней цепи переменного тока. Сопротивление, которое конденсатор оказывает переменному току, называется емкостным сопротивлением (Хс) и измеряется в Омах. Оно определяется по формуле: Хс = 1 / С = 1 / 2 f С. 3. Закон Ома для переменного тока через конденсатор имеет вид: I = U / Xc; Uc = I Xc; Xc = Uc / I.

В результате сдвига фаз между током и напряжением на 90° ёмкость не потребляет энергию В результате сдвига фаз между током и напряжением на 90° ёмкость не потребляет энергию от источника. Это объясняется тем, что в первой четверти периода (рис. 13, участок 1 -2) ток и напряжение положительны (рис. 12), а, значит, мощность Р = I U - положительна, т. е. за эту часть периода конденсатор заряжается и принимает энергию от электрической сети. Во второй четверти периода (участок 2 -3) напряжение положительно, но ток отрицателен, т. е. мощность отрицательна ( -I U = - P). Это значит, что в эту часть периода конденсатор разряжается и отдаёт свою энергию обратно в сеть. Точно так же видно, что в третьей четверти периода (участок 3 -4) напряжение и ток отрицательны, но мощность положительна ( -U (-I) = P) и т. д. Следовательно, в реактивных сопротивлениях происходит постоянный обмен энергией между генератором и в данном случае конденсатором, при этом средняя мощность равна нулю, хотя измерительные приборы вольтметр и амперметр, включенные в сеть, зафиксируют протекающий ток и напряжение на ёмкости. Рис. 13. Физическая сущность реактивной мощности

2. 4. Индуктивность, как и ёмкость, является частотно-зависимым элементом. Индуктивность характеризует свойство каждой катушки 2. 4. Индуктивность, как и ёмкость, является частотно-зависимым элементом. Индуктивность характеризует свойство каждой катушки из проводника образовывать магнитные силовые линии вокруг себя при прохождении тока через её витки. Свойство индуктивности выражается в том, что когда через данную катушку протекает ток, то при любом изменении его величины в катушке индуктируется противодействующая ЭДС (е = (-L) di / dt). Единица индуктивности – Генри (Гн). Чаще индуктивность измеряется в милли. Генри (м. Гн) или в микро. Генри (мк. Гн). U I Рис. 14. Переходные процессы при включении индуктивности При включении индуктивности в цепь постоянного тока (рис. 14) происходят переходные процессы. При замыкании цепи через L и R начинает протекать ток, в катушке возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует нарастанию тока, поэтому ток в цепи будет нарастать постепенно. Через короткое время переходный процесс заканчивается, и ток достигает своего нормального значения, определяемого сопротивлением R и активным сопротивлением обмотки катушки. Продолжительность переходного процесса t. П определяется формулой: t. П = 3 , где = L/R, L – индуктивность катушки, а R – сопротивление всей цепи. Если разомкнуть цепь, когда через катушку протекает постоянный ток, то возникающая при этом ЭДС самоиндукции совпадает с направлением прерванного тока, что вызывает кратковременное увеличение напряжения на концах катушки и в цепи. Это свойство индуктивности используется для получения высокого напряжения, например, с помощью катушки зажигания двигателей внутреннего сгорания.

выводы и решения: 1. Индуктивность характеризует свойство каждой катушки из проводника образовывать магнитные силовые выводы и решения: 1. Индуктивность характеризует свойство каждой катушки из проводника образовывать магнитные силовые линии вокруг себя при прохождении тока через её витки 2. Свойство индуктивности выражается в том, что когда через данную катушку протекает ток, то при любом изменении его величины в катушке индуктируется противодействующая ЭДС (е = (-L) di / dt). Единица индуктивности – Генри (Гн). Чаще индуктивность измеряется в милли. Генри (м. Гн) или в микро. Генри (мк. Гн). 3. Продолжительность переходного процесса t. П определяется формулой: t. П = 3 , где = L/R, L – индуктивность катушки, а R – сопротивление всей цепи.

В цепи переменного тока катушка оказывает индуктивное сопротивление Х L = 2 f. L. В цепи переменного тока катушка оказывает индуктивное сопротивление Х L = 2 f. L. Как видно из приведенной формулы, индуктивное сопротивление катушки увеличивается с увеличением частоты и изменяется по линейному закону. Закон Ома при синусоидальном токе через катушку имеет вид: I = UL / XL ; UL = I XL ; XL = UL / I; P = I UL Cos i, u = 0. Сопротивление идеальной катушки реактивно так же, как и мощность. За одну четверть периода в катушку поступает энергия от генератора, которая накапливается в виде магнитной энергии. За другую четверть периода накопленная энергия возвращается обратно генератору. Эта особенность индуктивности объясняется тем фактом, что приложенное напряжение и протекающий ток имеют между собой разность фаз 900, при этом напряжение по фазе опережает ток (рис. 15). П О Л Е З Н О З А П О М Н И Т Ь ! 1. Основными параметрами переменного тока являются: мгновенные, амплитудные и действующие значения тока и напряжения, начальная фаза колебаний, период, круговая и циклическая частоты колебаний, разность фаз между током и напряжением, длина волны. Формулы: i = Im Sin ( t + ); = 2 f; f = 1/T; = 2 - 1; = V / f; I д = Im / 2 = 0. 7 Im; Uд = Um/ 2 = 0. 7 Um. 2. Приборы, предназначенные для измерения переменного тока, обычно показывают его действующие значения. Законы Ома и Кирхгофа остаются в силе и в отношении переменного тока. 3. Ёмкость и индуктивность в цепи переменного тока являются частотно-зависимыми элементами и обладают реактивными сопротивлениями XС и XL , значения которых изменяются при изменении частоты протекающего через них тока. Сдвиг фаз между током и напряжением на этих элементах составляет 900, причем на ёмкости напряжение по фазе отстаёт от тока, а на индуктивности – опережает ток. Формулы: Xc = 1 / C; XL = L; Uc = Im Sin ( t - /2); UL = Im XL Sin( t + /2).

выводы и решения: 1. Основными параметрами переменного тока являются: мгновенные, амплитудные и действующие значения выводы и решения: 1. Основными параметрами переменного тока являются: мгновенные, амплитудные и действующие значения тока и напряжения, начальная фаза колебаний, период, круговая и циклическая частоты колебаний, разность фаз между током и напряжением, длина волны. Формулы: i = Im Sin ( t + ); = 2 f; f = 1/T; = 2 - 1; = V / f; Iд = Im / 2 = 0. 7 Im; Uд = Um/ 2 = 0. 7 Um. 2. Приборы, предназначенные для измерения переменного тока, обычно показывают его действующие значения. Законы Ома и Кирхгофа остаются в силе и в отношении переменного тока. 3. Ёмкость и индуктивность в цепи переменного тока являются частотно-зависимыми элементами и обладают реактивными сопротивлениями XС и XL , значения которых изменяются при изменении частоты протекающего через них тока. Сдвиг фаз между током и напряжением на этих элементах составляет 900, причем на ёмкости напряжение по фазе отстаёт от тока, а на индуктивности – опережает ток. Формулы: Xc = 1 / C; XL = L; Uc = Im Sin ( t - /2); UL = Im XL Sin( t + /2).

4. В момент включения в цепь конденсатора или индуктивности в цепи происходят переходные процессы, 4. В момент включения в цепь конденсатора или индуктивности в цепи происходят переходные процессы, длительность которых зависит от значений сопротивления цепи, ёмкости и индуктивности. Формулы: t. П = 3 RC; t. П = 3 L/R; = RC; = L/R; t. П = 3. 5. Если пренебречь током разряда (утечки), то сопротивление конденсатора постоянному току безконечно велико, т. е. идеальный конденсатор не пропускает постоянный ток. Основными параметрами любого конденсатора являются номинальная ёмкость, рабочее напряжение, потери на высоких частотах. 6. Средняя мощность, потребляемая ёмкостью или индуктивностью, является реактивной и равна нулю, так как происходит постоянный обмен энергией между генератором и соответствующей нагрузкой. Поэтому при хорошей добротности ни ёмкости, ни индуктивности в цепи переменного тока практически не нагреваются, т. к. обладают реактивными сопротивлениями. P = U I Cos 90° = 0.

выводы и решения: 1. В момент включения в цепь конденсатора или индуктивности в цепи выводы и решения: 1. В момент включения в цепь конденсатора или индуктивности в цепи происходят переходные процессы, длительность которых зависит от значений сопротивления цепи, ёмкости и индуктивности. Формулы: t. П = 3 RC; t. П = 3 L/R; = RC; = L/R; t. П = 3. 2. Если пренебречь током разряда (утечки), то сопротивление конденсатора постоянному току безконечно велико, т. е. идеальный конденсатор не пропускает постоянный ток. Основными параметрами любого конденсатора являются номинальная ёмкость, рабочее напряжение, потери на высоких частотах. 3. Средняя мощность, потребляемая ёмкостью или индуктивностью, является реактивной и равна нулю, так как происходит постоянный обмен энергией между генератором и соответствующей нагрузкой. Поэтому при хорошей добротности ни ёмкости, ни индуктивности в цепи переменного тока практически не нагреваются, т. к. обладают реактивными сопротивлениями. P = U I Cos 90° = 0.

2. 5. Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) цепей переменного тока Рассмотренные выше свойства ёмкости и индуктивности 2. 5. Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) цепей переменного тока Рассмотренные выше свойства ёмкости и индуктивности относятся к условию, что в них отсутствуют активные потери мощности. Реальные конденсаторы имеют токи утечки, а реальные катушки индуктивности обладают активным сопротивлением обмотки, что приводит к некоторому изменению таких параметров цепи, как общее сопротивление, ток в цепи, угол сдвига фаз между током и напряжением и т. д. Проанализируем, что происходит в цепях, изображенных на рис. 16, 17, 18, при изменении частоты питающего напряжения. Рис. 16. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) R-цепи

Рис. 18. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) RL-цепи Схемы на рисунках содержат соответствующие делители напряжения, вырабатываемого Рис. 18. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) RL-цепи Схемы на рисунках содержат соответствующие делители напряжения, вырабатываемого генератором гармонических колебаний переменной частоты (от низкочастотных до высокочастотных). Напряжение генератора при плавном изменении частоты будем поддерживать стабильным (U~ = const). Напряжения на элементах цепи для фиксированных частот определяются по закону Ома (UR = I R, Uc =I Xc, U = I XL). Ток I найдём, если известно общее сопротивление цепи, которое в случае наличия частотно-зависимых реактивных элементов С и L называется полным сопротивлением или импедансом и обозначается буквой Z. Импеданс измеряется в Омах и вычисляется по формуле: где Х - реактивное сопротивление (X =X L - XC). Ток в цепи: I = U / Z.

выводы и решения: 1. Напряжение генератора при плавном изменении частоты будем поддерживать стабильным (U~ выводы и решения: 1. Напряжение генератора при плавном изменении частоты будем поддерживать стабильным (U~ = const). Напряжения на элементах цепи для фиксированных частот определяются по закону Ома (UR = I R, Uc =I Xc, U = I XL). 2. Ток I найдём, если известно общее сопротивление цепи, которое в случае наличия частотно-зависимых реактивных элементов С и L называется полным сопротивлением или импедансом и обозначается буквой Z. 3. Импеданс измеряется в Омах и вычисляется по формуле: где Х - реактивное сопротивление (X =X L - XC). Ток в цепи: I = U / Z.

Определив таким образом ток в цепи, найдем напряжения на ее отдельных элементах (U R, Определив таким образом ток в цепи, найдем напряжения на ее отдельных элементах (U R, UC, UL). Следует заметить, что в результате сдвига фаз между напряжениями на активном и реактивном элементах, сумма падений напряжений в общем случае не равна напряжению генератора, и может значительно превышать его значение. Это хорошо видно на числовых примерах, помещенных в таблицах 2 а, 2 б, 2 в. Анализ данных таблицы 2 а для делителя из R-элементов позволяет сделать следующие выводы. Активные сопротивления в цепи переменного тока не изменяют своих значений при изменении частоты. Разность фаз между током и напряжением генератора, между напряжениями U 1 и U 2 равна нулю, сумма напряжений U 1 и U 2 равна Uг. При изменении частоты напряжения генератора значения действующих напряжений U 1 и U 2 практически не изменяются (рис. 16). Из табл. 2 б и рис. 17 видно, что с увеличением частоты генератора уменьшается Х с (Хс = 1/ С), в меньшей степени уменьшается импеданс Z, вследствие чего возрастает ток в цепи, а, следовательно, увеличивается UR. При этом Uc уменьшается за счет более быстрого уменьшения Хс. Разность фаз между UR и Uc уменьшается, но сумма падений этих напряжений всегда больше Uг (гипотенуза всегда меньше суммы двух катетов). Данные таблицы 2 в и рис. 18 показывают, что увеличение частоты fг приводит к увеличению сопротивления ХL, импеданса Z, уменьшению тока в цепи, уменьшению напряжения UR и увеличению ХL, угла сдвига фаз. Сумма падений напряжений на элементах цепи также превышает Uг.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ: 1. Переменный ток меняет свою величину и направление во времени по определённому ОБЩИЕ ВЫВОДЫ: 1. Переменный ток меняет свою величину и направление во времени по определённому закону. В бытовой и промышленной электрической сети обычно используется синусоидальный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 или 380 В, что позволяет с помощью трансформаторов получать различные напряжения для питания приборов и устройств. 2. В цепях переменного тока справедливы законы Ома и Кирхгофа, а мощность, выделяемая на нагрузке, определяется выражением: Ра = Iд * Uд *Сos i, u, где i, u = - угол сдвига фаз между током и напряжением в цепи. 3. Идеальное активное сопротивление в цепи переменного тока является частотно-независимым элементом. При изменении частоты ток и напряжение на нем совпадают по фазе, т. е. разность фаз между током и напряжением равна нулю. 4. Если конденсатор поместить в цепь постоянного тока , то при замыкании ключа К в цепи некоторое время будет протекать зарядный ток (это явление называется переходным процессом). При этом заряд конденсатора не происходит мгновенно, а постепенно – по экспоненциальному закону. Продолжительность переходного процесса определяется формулой: t. П = 3 RC, где t - время, C - ёмкость, Ф, а R – cопротивление, Ом, всей цепи, включая и внутреннее сопротивление источника питания

5. При разряде конденсатора через сопротивление R происходит уменьшение по экспоненте как тока разряда, 5. При разряде конденсатора через сопротивление R происходит уменьшение по экспоненте как тока разряда, так и напряжения. Продолжительность переходного процесса t = 3 RС 6. При включении конденсатора в цепь переменного тока будет происходить перезарядка его обкладок, что равносильно протеканию во внешней цепи переменного тока. Сопротивление, которое конденсатор оказывает переменному току, называется емкостным сопротивлением (Хс) и измеряется в Омах. Оно определяется по формуле: Хс = 1 / С = 1 / 2 f С. Закон Ома для переменного тока через конденсатор имеет вид: I = U / Xc; Uc = I Xc; Xc = Uc / I. 7. Средняя мощность, потребляемая ёмкостью или индуктивностью, является реактивной и равна нулю, так как происходит постоянный обмен энергией между генератором и соответствующей нагрузкой. Поэтому при хорошей добротности ни ёмкости, ни индуктивности в цепи переменного тока практически не нагреваются, т. к. обладают реактивными сопротивлениями. P = U I Cos 90° = 0.