Емкостное сопротивление в цепи переменного тока
|
При включении конденсатора в цепь постоянного напряжения сила тока I=0, а при включении конденсатора в цепь переменного напряжения сила тока I ? 0. Следовательно, конденсатор в цепи переменного напряжения создает сопротивление меньше, чем в цепи постоянного тока.
|
![Емкостное сопротивление в цепи переменного тока](/public/resize/img/formula/image001_23-173x56.png)
|
Мгновенное значение напряжения равно .
Мгновенное значение силы тока равно: ![Мгновенное значение силы тока](/public/img/formula/image006_33.gif)
Таким образом, колебания напряжения отстают от колебаний тока по фазе на π/2.
|
![Емкостное сопротивление в цепи переменного тока](/public/img/formula/image007_24.png)
|
Т.к. согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональна напряжению, то для максимальных значений тока и напряжения получим: , где - емкостное сопротивление.
|
![для максимальных значений тока и напряжения](/public/img/formula/image014_21.gif)
|
Емкостное сопротивление не является характеристикой проводника, т.к. зависит от параметров цепи (частоты).
|
![Емкостное сопротивление не является характеристикой проводника](/public/img/formula/image016_18.gif)
|
Чем больше частота переменного тока, тем лучше пропускает конденсатор ток (тем меньше сопротивление конденсатора переменному току).
|
![Чем больше частота переменного тока, тем лучше пропускает конденсатор ток](/public/img/formula/image012_25.gif)
|
Т.к. разность фаз между колебаниями тока и напряжения равна π/2, то мощность в цепи равна 0: энергия не расходуется, а происходит обмен энергией между источником напряжения и емкостной нагрузкой. Такая нагрузка наз. реактивной.
|
|
Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока
|
В катушке, включенной в цепь переменного напряжения, сила тока меньше силы тока в цепи постоянного напряжения для этой же катушки. Следовательно, катушка в цепи переменного напряжения создает большее сопротивление, чем в цепи постоянного напряжения.
|
![В катушке, включенной в цепь переменного напряжения, сила тока меньше силы тока в цепи постоянного напряжения для этой же катушки](/public/resize/img/formula/image017_12-173x49.png)
|
Мгновенное значение силы тока: ![Мгновенное значение силы тока](/public/img/formula/image020_16.gif)
|
![Мгновенное значение силы тока](/public/img/formula/image020_16.gif)
|
Мгновенное значение напряжения можно установить, учитывая, что u = - εi, где u – мгновенное значение напряжения, а εi – мгновенное значение эдс самоиндукции, т. е. при изменении тока в цепи возникает ЭДС самоиндукции, которая в соответствии с законом электромагнитной индукции и правилом Ленца равна по величине и противоположна по фазе приложенному напряжению.
|
|
.
Следовательно , где амплитуда напряжения.
Напряжение опережает ток по фазе на π/2.
|
![](/public/resize/img/formula/image028_5-172x109.png)
|
Т.к. согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональная сопротивлению, то приняв величину ωL за сопротивление катушки переменному току, получим: - закон Ома для цепи с чисто индуктивной нагрузкой.
|
![амплитуда напряжения](/public/img/formula/image027_6.gif)
|
Величина - индуктивное сопротивление.
|
![индуктивное сопротивление](/public/img/formula/image032_10.gif)
|
Т.о. в любое мгновение времени изменению силы тока противодействует ЭДС самоиндукции. ЭДС самоиндукции — причина индуктивного сопротивления.
|
![в любое мгновение времени изменению силы тока противодействует ЭДС самоиндукции](/public/img/formula/image035_4.gif)
|
В отличие от активного сопротивления, индуктивное не является характеристикой проводника, т.к. зависит от параметров цепи (частоты): чем больше частота переменного тока, тем больше сопротивление, которое ему оказывает катушка.
|
|
Т.к. разность фаз между колебаниями тока и напряжения равна π/2, то мощность в цепи равна 0: энергия не расходуется, а происходит обмен энергией между источником напряжения и индуктивной нагрузкой. Такая нагрузка наз. реактивной.
|
|