Неразветвленная электрическая цепь

2018-07-06

694

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒

Неразветвленную электрическую цепь можно представить эквивалентной RLС-цепью (рис. 3.20).

При синусоидальном напряжении

ток в цепи

и напряжения на элементах

также синусоидальны, причем u_L и u_C всегда находятся в противофазе.

Для мгновенных значений напряжений выполняется второй закон Кирхгофа:

который можно представить в комплексной форме

. (3.35)

Характер комплексного сопротивленияцепи

(3.36)

меняется в зависимости от соотношения реактивных x_L и x_C составляющих.

При ( ) сопротивление цепи имеет индуктивный характер. Его аргумент, равный углу сдвига фаз j между током и приложенным напряжением , положителен (рис. 3.21).

При ( ) комплексное сопротивление цепи Z имеет емкостный характер, а его аргумент, равный углу сдвига фаз, отрицателен: (рис. 3.22).

При ( ) сопротивление цепи Z имеет активный характер, а .

Для неразветвленной цепи справедлив закон Ома:

.

Фазовые сдвиги между током и напряжениями на разных участках цепи различны, их соотношения поясняют векторные диаграммы для активно-индуктивной нагрузки (рис. 3.23), для активно-емкостной нагрузки (рис. 3.24, а) и для активной нагрузки (рис. 3.24, б).

При построении диаграмм начальная фаза тока принята равной нулю, а угол сдвига фаз отложен от вектора тока против движения часовой стрелки.

Из диаграмм следует, что входное напряжение имеет активную и реактивную составляющие. Вектор активной составляющей является проекцией вектора на вектор тока и совпадает с ним по фазе. Вектор реактивной составляющей является проекцией вектора входного напряжения на направление, ортогональное вектору тока , и образует с ним фазовый сдвиг π/2. При индуктивной нагрузке реактивное напряжение опережает на π/2, при емкостном характере отстает
на π/2.

При равенстве емкостного и индуктивного сопротивлений реактивная составляющая сопротивления цепи , характер нагрузки – активный, а полное напряжение и ток совпадают по фазе.

Цепь при последовательном соединении элементов R, L, C можно представить одной из трех эквивалентных схем замещения:

· последовательным соединением активного R и индуктив-
ного L элементов ( ) (см. рис. 3.23);

· последовательным соединением активного R и емкостного C элементов ( ) (см. рис. 3.24, а);

· активным элементом R ( ) (см. рис. 3.24, б).

Угол сдвига фаз j = arctg(x/R) между напряжением , приложенным к цепи, и током определяется отношением реактивной x иактивной R составляющих сопротивления цепи, а не свойствами источника питания.