14. Реальная катушка индуктивности

 Реальная катушка кроме индуктивного сопротивления имеет еще и активное сопротивление. Эти сопротивления следует считать соединенными последовательно.

 

  На активном сопротивлении катушки напряжение приложенное генератором и ток идущий от генератора совпадают по фазе.

На чисто индуктивном сопротивлении напряжение приложенное генератором и ток идущий от генератора  сдвинуты по фазе на 90⁰. Напряжение опережает ток на 90⁰. Результирующее  напряжение приложенное генератором к катушке определяется по правилу параллелограмма.

 

Результирующее  напряжение приложенное генератором к катушке всегда опережает ток на на угол меньший 90⁰.

Величина угла φ зависит от величин активного и индуктивного сопротивлений катушки.

О результирующем сопротивлении катушки

Результирующее сопротивление катушки нельзя находить суммированием величин  её активного  и реактивного сопротивлений.

    Результирующее сопротивление катушки Z равно

 

15. Последовательное соединение активного сопротивлении

И ЕМКОСТИ (r, С)

На рис. 152 даны схема и векторная диаграмма для цепи с последовательным соединением активного сопротивления и емкос­ти. Напряжение сети U представляет собой геометрическую сумму падений напряжения на отдельных участках цепи, т. е. активного падения напряжения Ua, совпадающего по фазе с то­ком, и падения напряжения на емкостном сопротивле­нии Uс, отстающего от тока по фазе на 90°. Ток опережает по фазе напря­жение, приложенное к за­жимам цепи, на угол j, тангенс угла которого най­дем из векторной диаграм­мы рис. 152:

 

 

На рис. 153 даны кривые мгновенных значений напряжений и тока для последовательного соединения r и С. Кривая мгновенной мощности для этого случая показана на рис. 154.

Из графика видно, что в течение некоторой части периода энер­гия затрачивается в цепи на нагрев сопротивления г и образование электрического поля (мощность положительная). В течение другой части периода энергия, накопленная в электрическом поле конденсатора, возвращается обратно в сеть. Из векторной диаграммы находим

 

 

 

Обозначая

получаем закон Ома для цепи с последовательным соединением активного сопротивления и емкости (цепи r и С):

где z — полное сопротивление цепи.

Деля стороны треугольника напряжений (рис. 155) на вели­чину тока I, получим треугольник сопротивлений для той же цепи (см. рис. 154).

Если синусоидальное напряжение приложено к конденсатору с идеальным диэлектриком, то в цепи протекает емкостный ток, опережаю­щий напряжение по фазе на 90°. Мощность Р, потребляемая конденсатором, равна нулю, Когда синусоидальное напряжение приложено к кон­денсатору с реальным диэлектриком, то, как показывают измерения, ток в цепи опережает напряжение на угол j, меньший 90°. Отсюда следует, что включение конденсатора с ре­альным диэлектриком в цепи переменного тока можно представить схематически как по­следовательное соединение r и С. Мощность Р, потребляемая конденсатором, в этом случае выделяется в диэлектрике в виде тепла. Эта мощность на­зывается диэлектрическими потерями.