Простейшие электрические цепи Правило правой руки

Простейшие электрические цепи.

Правило правой руки ► если ладонь правой руки держать так, чтобы в нее входили магнитные силовые линии поля, отогнутый большой палец показывал бы направление движения проводника, то остальные вытянутые пальцы укажут направление действия индуктированной э. д. с. и направление тока в проводнике.

При вращении якоря в витке будет наводиться переменная ЭДС. E=B·V·l·cos a, где a - угол поворота витка относительно геометрической нейтрали (линии разделяющей зоны полюсов разной полярности)

Можно выделить 3 вида сопротивлений в цепи переменного тока (или три вида элементов, оказывающих сопротивление току) СОПРОТИВЛЕНИЕ активное реактивное XL индуктивное емкостное XC Реальные электрические цепи содержат все виды сопротивлений (активное, индуктивное и емкостное), поэтому ток в реальной цепи зависит от ее полного (эквивалентного) сопротивления, а сдвиг фаз определяется величиной L и C цепи

Цепь содержащая индуктивность Индуктивность(L)- это способность конструктивного элемента реагировать на переменное магнитное поле. i Рассмотрим цепь, в которой к катушке индуктивности L, не обладающей активным сопротивлением (R = 0), приложено синусоидальное напряжение. Под действием синусоидального напряжения в цепи с индуктивной катушкой протекает синусоидальный ток. I = Im sin wt В результате этого вокруг катушки возникает переменное магнитное поле и в катушке наводится ЭДС самоиндукции. При r = 0 напряжение источника u целиком идет на уравновешивание этой ЭДС, следовательно, U = -e L

► Согласно закону Фарадея ЭДС самоиндукции: e. L = - L di/dt I = Im∙sin(ωt-π/2) Im = Um / ω∙L Деля обе части равенства на √ 2, получим для действующих значений: I = U / ω∙L = U / XL Это соотношение представляет собой закон Ома для цепи с идеальной индуктивностью, а величина XL = ω∙L называется индуктивным сопротивлением. Индуктивное сопротивление измеряется в Омах. Из формулы мы видим, что в рассмотренной цепи ток отстаёт по фазе от напряжения на угол π/2.

Цепь с чисто активным сопротивлением ► Рассмотрим цепь, в которой к активному сопротивлению (резистору) приложено синусоидальное напряжение: ► Тогда по закону Ома ток в цепи будет равен: i ► Сила тока в цепи с активным сопротивлением совпадает по фазе с напряжением.

Резистор в цепи постоянного Это означает, что электрическая энергия и переменного тока в любой необратимо превращается в теплоту независимо от направления тока в цепи. момент времени обладает Те элементы цепи, на которых происходит одним и тем же значением необратимое преобразование электрической сопротивления R = U/I. Ток энергии в другие виды энергии (не только в и напряжение совпадают по теплоту), называются активными сопротивлениями. Поэтому резистор фазе. На векторной диаграмме представляет собой активное сопротивление. направления этих векторов I, u совпадают. ► Umax Imax π/2 π 3π/2 2π ωt

Цепь переменного тока с индуктивностью и активным сопротивлением L Реальные цепи, содержащие индуктивность, всегда имеют и активное сопротивление: сопротивление провода обмотки и подводящих проводов. По этому рассмотрим электрическую цепь, в которой через катушку индуктивности L, обладающую активным сопротивлением R, протекает переменный ток

Мы видим, что в рассматриваемой цепи ток I отстает по фазе от приложенного напряжения U, но не на п/2, как в случае чистой индуктивности, а на некоторый угол. Этот угол может принимать значения от 0 до п/2 и при заданной индуктивности зависит от значения активного сопротивления: с увеличением R угол уменьшается ►

► Цепь с емкостным сопротивлением. Мгновенное значение тока в цепи с емкостью равно скорости изменения заряда на обкладках конденсатора: но поскольку q = СU, то Мы видим, что в этой цепи ток опережает напряжение на п/2. Переходя в формуле к действующим значениям переменного тока Получим

-Это закон Ома для цепи переменного тока с емкостью, а величина называется емкостным сопротивлением. Временная диаграмма изменения мгновенной мощности в цепи с индуктивностью. Векторная диаграмма Мы видим, что мгновенная мощность изменяется с удвоенной частотой. При этом положительные значения мощности соответствуют заряду конденсатора, а отрицательные - возврату запасённой энергии в источник. Следовательно, конденсатор так же, как и индуктивность является реактивным сопротивлением.

Презентацию подготовил Кудяков Александр