Особенности цепи при резонансе напряжений:

1. Электрическая цепь обладает резистивным (активным) характером: ток совпадает с напряжением (ток и напряжение синфазны), сдвиг фаз в цепи φ = 0 , Z = R и схема замещения содержит только один резистивный элемент:

2. Коэффициент мощности сos φ = 1 – вся поступающая в цепь электрическая энергия преобразуется в работу, как полезную, так и различного рода потери.

3. Полное сопротивление цепи минимально: и равно активному сопротивлению цепи: X _L – X _C = 0  Z = R = min .

 

4. Ток в цепи максимален: I = U / Z = U / R = max и при малой величине активного сопротивления может достигать очень больших и опасных для цепи значений.

5. Цепь потребляет от сети максимальную и только активную мощность, равную полной мощности: P = I ² R = I U сos φ = IU = S = max.

  6. Цепь не потребляет от сети реактивную мощность Q = I U sin φ = 0 - обмена реактивной энергией между источником электрической энергии и цепью не происходит. Однако в самой цепи существует реактивная мощность и между реактивными элементами (катушкой и конденсатором) происходит обмен реактивной энергией. При этом индуктивная и ёмкостная составляющие реактивной мощности в цепи могут быть очень большими, поскольку при резонансе напряжений происходит их взаимная компенсация.

 

7. При резонансе напряжений (Х _L = Х _C) или при условиях близких к резонансу (Х _L ≈ Х _C) возможно возникновение явления перенапряжений на реактивных элементах, когда напряжение на катушке и конденсаторе может превысить приложенное к цепи напряжение.

 Явление перенапряжений возникает всегда при условии: Х _L = Х _C > R , а также может возникать при условии: Х _L ≈ Х _C > R .

13. Расчет параллельной цепи переменного тока. Последовательная эквивалентная схема замещения. Резонанс токов. Особенности цепи.

При расчете разветвлённой электрической цепи обычно известны приложенное напряжение и сопротивления элементов цепи, а в результате расчёта необходимо определить токи в ветвях и в неразветвлённой части цепи, параметры эквивалентной последовательной схемы замещения и построить векторную диаграмму.

 Разветвлённая цепь переменного тока в общем случае может содержать несколько различных по характеру ветвей с различной комбинацией последовательно включенных реальных и идеализированных элементов. В отличие от расчета последовательной цепи в расчете параллельной цепи обычно используется метод проводимостей.

 Любой элемент (участок) электрической цепи характеризуется параметрами –

комплексным сопротивлением [Ом] или обратной величиной – комплексной проводимостью Y [См]:

.

Комплексная проводимость , как и всякая комплексная величина, может быть представлена в алгебраическом виде: ,

Здесь Y = [ ] = 1/ Z - модуль комплексной проводимости - полная проводимость,

G - действительная составляющая комплексной проводимости - активная проводимость, B - мнимая составляющая комплексной проводимости - реактивная проводимость, - угол сдвига фаз в рассматриваемом элементе.

В зависимости от того, каким характером обладает рассматриваемый элемент (индуктивным или ёмкостным) различают два вида реактивной проводимости: B _L - индуктивная проводимость, B _С - ёмкостная проводимость.

 Для вычисления активной и реактивных проводимостей обычно пользуются формулами, которые легко получить через известные (заданные) сопротивления элемента цепи R, X _L или X _C и Z , выразив коэффициент мощности cos фи из треугольника сопротивлений ( cos  = R / Z ): G = Y cos  = (1/ Z ) cos  = R / Z ² [Ом], B _L = Y sin  = (1/ Z ) sin  = X _L / Z ² [Ом], B _C = Y sin  = (1/ Z ) sin  = X _C / Z ² [Ом]. Указанные соотношения могут быть представлены на плоскости в виде прямоугольного треугольника проводимостей:

(*) Если какая либо k- ветвь содержит несколько активных и реактивных элементов, то она должна быть приведена к эквивалентной схеме по формулам последовательной цепи: R _k = ∑ R _{k i} , X _{k (L,C)} = ∑ X _{k i (L)} - ∑ X _{k i (C)}.

 

 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ЦЕПИ