Самостоятельная работа №15 (2 часа)
Раздел 4. Электрические цепи переменного тока
Тема 4.2 Линейные электрические цепи синусоидального тока Индуктивное сопротивление. Решение задач.
Цель работы: научиться рассчитывать индуктивное и полное сопротивление в цепи переменного тока
Форма отчетности: выполнение решения задач в письменном виде
Критерии оценки: «3» правильное использование законов электротехники с возможными недочетами в вычислениях, «4» - правильное решение задач варианта «5» - решение дополнительных задач. Курсант должен уметь устно объяснить ход решения задач
Теория
Активное сопротивление — сопротивление электрической цепи или её участка, обусловленное необратимыми превращениями электрической энергии в другие виды энергии (в тепловую энергию).
При подключении активного сопротивления в цепь переменного тока, ток и напряжение совпадают по фазе.
Катушка в цепи переменного тока. Навстречу нарастающему току генератора идет ток самоиндукции катушки. Это противодействие тока самоиндукции катушки нарастающему току генератора называется индуктивным сопротивлением. На преодоление этого противодействия затрачивается часть энергии переменного тока генератора, которая превращается в энергию магнитного поля катушки. Когда ток генератора будет убывать, магнитное поле катушки также будет убывать, пресекая катушку и индуктируя в цепи ток самоиндукции. Ток самоиндукции будет идти в одном направлении с убывающим током генератора. Вся энергия, затраченная током генератора на преодоление противодействия тока самоиндукции катушки полностью вернулась в цепь в виде энергии электрического тока. Поэтому индуктивное сопротивление является реактивным, . не вызывающим безвозвратных потерь энергии. Единицей измерения индуктивного сопротивления является Ом Индуктивное сопротивление обозначается XL. Буква X- означает реактивное сопротивление, а L означает что это реактивное сопротивление является индуктивным.
С
Если активное сопротивление катушки равно нулю (чисто индуктивное сопротивление), то все напряжение приложенное генератором к катушке идет на преодоление э. д. с. самоиндукции катушки. График напряжения приложенного генератором к катушке равен по амплитуде графику ЭДС самоиндукции катушки и находится с ним в противофазе.
Н
П
На активном сопротивлении напряжение, приложенное генератором, и ток идущий от генератора совпадают по фазе. На 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, опережает ток
на на угол меньший 900. Величина
угла φ зависит от величин активного
и индуктивного сопротивлений.
Результирующее сопротивление:
|
,
где f- частота Гц, L- индуктивность
катушки Гн, XL- индуктивное
сопротивление Ом
оотношение
между фазами U и I на XL
апряжение,
приложенное генератором к чисто
индуктивному сопротивлению и ток
идущий от генератора по чисто
индуктивному сопротивлению сдвинуты
по фазе на 900 ,т. е. напряжение
опережает ток на 900.
оследовательное
соединение активного сопротивления
и катушки
Задание к самостоятельной работе №15
№ |
Um, В |
f, Гц |
R, Ом |
L,м Г |
№ |
Um, В |
f, Гц |
R, Ом |
L,м Г |
Задание В сеть переменного тока частотой f последовательно включены резистор с активным сопротивлением R и катушка индуктивностью L. Определить показания измерительных приборов, включенных в цепь, написать выражение мгновенного значения тока, построить векторную диаграмму и треугольник сопротивлений. |
1 |
100 |
100 |
40 |
50 |
16 |
220 |
100 |
40 |
50 |
|
2 |
150 |
50 |
50 |
60 |
17 |
300 |
50 |
50 |
60 |
|
3 |
200 |
30 |
60 |
70 |
18 |
350 |
30 |
60 |
70 |
|
4 |
220 |
100 |
70 |
80 |
19 |
100 |
100 |
70 |
80 |
|
5 |
300 |
50 |
80 |
90 |
20 |
150 |
50 |
80 |
90 |
|
6 |
350 |
30 |
40 |
50 |
21 |
200 |
30 |
40 |
50 |
|
7 |
100 |
100 |
50 |
60 |
22 |
220 |
100 |
50 |
60 |
|
8 |
150 |
50 |
60 |
70 |
23 |
300 |
50 |
60 |
70 |
|
9 |
200 |
30 |
70 |
80 |
24 |
350 |
30 |
70 |
80 |
|
10 |
220 |
100 |
80 |
90 |
25 |
100 |
100 |
80 |
90 |
|
11 |
300 |
50 |
40 |
50 |
26 |
150 |
50 |
40 |
50 |
|
12 |
350 |
30 |
50 |
60 |
27 |
200 |
30 |
50 |
60 |
|
13 |
100 |
100 |
60 |
70 |
28 |
220 |
100 |
60 |
70 |
|
14 |
150 |
50 |
70 |
80 |
29 |
300 |
50 |
70 |
80 |
|
15 |
200 |
30 |
80 |
90 |
30 |
350 |
30 |
80 |
90 |
Самостоятельная работа № 16 (2 часа)