13. Цепь переменного тока с резистором.

ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ.

В цепи с резистором ток всегда направлен вправо.

____________________________________________________

На активном элементе – резисторе – нет сдвига фаз между током и напряжением. Угол сдвиг фаз равен 0.

14. Цепь переменного тока с индуктивностью.

ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИНДУКТИВНОСТЬЮ.

В цепи с индуктивностью напряжение опережает ток на 90°.

____________________________________________________

На катушке индуктивности ток отстаёт от напряжения на .

Сдвиг фаз между током и напряжением составляет .

Ток отстаёт, т.к. зарядам, образующим этот ток, нужно время, чтобы пройти по всем веткам катушки.

15. Цепь переменного тока с ёмкостью.

ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С КОНДЕНСАТОРОМ.

В цепи с конденсатором напряжение отстаёт от тока на 90°.

____________________________________________________

На конденсаторе напряжение отстаёт от тока на .

Угол сдвиг фаз равен . Это видно на графике и на векторной диаграмме.

Напряжение отстаёт, т.к. зарядам нужно время, чтобы скопиться на обкладках конденсатора и создать на конденсаторе напряжение.

16. Треугольники сопротивлений, мощностей.

ТРЕУГОЛЬНИК МОЩНОСТЕЙ.

Sin φ = Q/S

Cos φ = P/S

P _ [Вт] _ АКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ

P = I*U = I²*R

Q _ [Вар] _ РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ

Q = I²*x

x _ [Ом] _ РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

S _ [A*B] _ ПОЛНАЯ МОЩНОСТЬ

S = √(P²+Q²)

ТРЕУГОЛЬНИК СОПРОТИВЛЕНИЙ.

R _ [Ом] _ АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

X _ [Ом] _ РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

X = X_L - X_C

X_L – РЕАКТИВНОЕ ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

X_C – РЕАКТИВНОЕ ЁМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Z _ [Ом] _ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Z = √(R²+X²)

____________________________________________________

Треугольник сопротивлений.

Цепи переменного тока, содержащие активные и реактивные элементы, обладают активным, реактивным и полным сопротивлениями, которые составляют прямоугольный треугольник сопротивлений.

Из треугольника сопротивлений:

²

Треугольник мощностей.

Электрические цепи переменного тока, содержащие активные и реактивные элементы, обладают активной, реактивной и полной мощностями, которые так же составляют прямоугольный треугольник.

, Вт

P – активная мощность.

Характеризует степень преобразования электрической энергии в тепловую, независимо от направления тока.

, Вар

Q – реактивная мощность.

Характеризует степень обмена энергиями между источником и реактивными элементами.

В * А

S – полная мощность.

Характеризует габариты и массу электрической установки, её экономические возможности и степень использования.

Из треугольника мощностей:

17. Классификация трансформаторов.

• Силовой;

Для передачи электроэнергии.

• Автотрансформатор;

Имеет всего одну обмотку. Для регулировки напряжения.

• Разделительный;

• Импульсный;

Передаёт прямоугольный электрический сигнал.

• Разделительный;

• Измерительный;

Бывают тока и напряжения. Как правило, используются для измерения больших токов и напряжений. Например, для высоковольтных линий.

• Трёхфазные.

2 сердечника, 3 фазы. Применяются в трансформаторных будках.

18. Принцип работы и режимы однофазного трансформатора.

ТРАНСФОРМАТОРЫ.

Трансформатор – устройство, преобразующее переменное напряжение одного вида в переменное напряжение другого вида.

Трансформатор – это устройство, состоящее из двух катушек, разделённых сердечником.

Сердечник сделан из технической стали (ферромагнетик).

РЕЖИМЫ РАБОТЫ:

• Режим холостого хода (отсутствие нагрузки) I=0;

• Рабочий режим.

19. Автотрансформаторы.

Имеет всего одну обмотку.

Достоинства:

1. Т.к. одна обмотка, то меньше расход меди  трансформатор дешевле

2. Регулирует напряжение

Недостаток:

В случае нарушения изоляции человек попадает под высокое напряжение, что смертельно опасно.

Применяется в бытовых и лабораторных условиях.

20. Трёхфазные цепи. Основные параметры и основные виды нагрузок.

Трёхфазная цепь – это совокупность трёх однофазных цепей, имеющих одинаковую частоту и сдвинутых относительно друг друга на 120°.

Существует два соединения: звездой и треугольником.

21. Соединение фаз нагрузки звездой.

U_A, U_B, U_c – фазные напряжения U_ф.

U_AB, U_BC, U_AC – линейные напряжения U_Л.

U_Л = √3 * U_ф

I_Л = I_ф

22. Соединение фаз нагрузки треугольником.

U_Л = U_ф

I_Л = √3 * I_ф

23. Основные типы нелинейных элементов. Графические характеристики.

НЕЛИНЕЙНЫЕ РЕЗИСТОРЫ:

1. Бареттер _ сопротивление изменяется с изменением тока

2. Фоторезистор _ сопротивление изменяется под действием света

3. Варистор _ сопротивление изменяется с изменением напряжения

4. Терморезистор

____________________________________________________

24. Резонанс в электрических цепях переменного тока.

РЕЗОНАНС ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ.

Резонансом называют режим электрической цепи, содержащий индуктивные и ёмкостные элементы, при котором ток и напряжение на входе цепи совпадают по фазе.

Резонанс напряжений (последовательный резонанс) может возникнуть в последовательном контуре цепи, состоящем из последовательно соединённых R, L, C.

РЕЗОНАНС ТОКОВ (ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ РЕЗОНАНС).

Резонанс токов (параллельный резонанс) может возникнуть в двух параллельных цепях, когда в одну из них включены R и L, а в другую R и C.

Возникновение резонансов токов можно добиться, изменяя частоту и параметры R₁, R₂, L, C.