1-1 Основы теории цепей / Лекция №5
.pdf
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
ИНДУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ЛИБО ИДЕАЛЬНАЯ ИНДУКТИВНАЯ КАТУШКА
|
|
|
|
|
Индуктивный элемент учитывает ЭДС |
|||||||||
|
|
i |
L |
|
самоиндукции, которая пропорциональна |
|||||||||
|
|
|
uL |
|
скорости изменения потокосцепления |
|||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
и мешает этому изменению: |
|
|||||||||
|
|
|
eL |
|
e |
dψ |
W |
dÔ |
. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
L |
dt |
|
|
dt |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Индуктивность – это коэффициент, характеризующий способность |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
тока создавать магнитный поток: |
|
L |
dψ |
. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
di |
|
|||||
|
Индуктивность измеряют в Гн = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Ом с |
|
|
|
|
|
di |
|
|
|
|
Закон Ома для мгновенных значений: |
|
uL L |
. |
|
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
||
|
Закон Ома для действующих значений: |
|
UL L ω I. |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
0 |
|
Закон Ома для комплексных значений: |
|
UL j X L I X L I e 2 |
X L I e j90 . |
||||||||||
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С. |
||
ИНДУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ЛИБО ИДЕАЛЬНАЯ ИНДУКТИВНАЯ КАТУШКА |
||
1. При синусоидальном токе напряжение на индуктивном элементе тоже |
||
синусоидально. |
|
|
2. Напряжение опережает по фазе ток на угол, равный |
||
uL |
U |
|
|
L |
π |
i |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
w |
|
I |
t |
|
|
|
|
XL |
Индуктивное сопротивление – это расчетное понятие, |
|
|
учитывающее ЭДС самоиндукции. |
|
|
Мгновенная мощность индуктивного элемента: |
|
w |
|
|
|
p uL i ULm Im cos ωt ψi sin ωt ψi UL I sin 2 ωt ψi . |
||
Идеальная индуктивная катушка энергии не потребляет. |
|
|
Энергия магнитного поля |
W |
|
|
p dt |
|
u i dt |
|
L |
di |
i dt |
|
L i d i |
L i |
2 |
. |
индуктивного элемента: |
|
|
|
||||||||||||
dt |
2 |
|
|||||||||||||
M |
|
|
L |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С. |
|
|
|
Индуктивный |
|
|
|
элемент |
|
|
|
Комплекс |
UL |
jwLI jXL I |
|
напряжения |
|||
|
|
|
+j |
Вектора |
|
UL |
|
напряжения и |
|
I |
|
|
|
||
тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
На комплексной плоскости вектор напряжения индуктивного элемента опережает по направлению вектор своего тока
на 90 градусов
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
ИДЕАЛЬНЫЙ КОНДЕНСАТОР ЛИБО ЕМКОСТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
i |
C |
|
Емкостный элемент обладает емкостью С, |
|
|||||||||||||
|
|
которую измеряют в Фарадах: |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ñ |
|
|
|
|
|
|
||
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Ô |
|
. |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
C |
|
|
|
Î ì |
|
|
|
|
|
|
|||||
Закон Ома для мгновенных значений: |
|
i C |
duC |
. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|||
Закон Ома для действующих значений: |
|
I C ω UC . |
|
|
|
|
|
||||||||||
Закон Ома для комплексных значений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
0 |
|
|||
UC j XC I XC I e |
|
2 |
XC I e |
j 90 |
. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
По аналогии с резистором для упрощения |
|
XC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
расчетов вводят понятие емкостного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
сопротивления. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w |
|
|
|
|
|
|
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС
Шостко И.С.
ИДЕАЛЬНЫЙ КОНДЕНСАТОР ЛИБО ЕМКОСТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
1. При синусоидальном токе напряжение на емкостном элементе тоже синусоидально. π .
2. Напряжение на емкостном элементе отстает по фазе от тока на угол 2
u
C I
i
wt
U C
Мгновенная мощность емкостного элемента:
puC i UCm Im cos ωt ψu sin ωt ψu
UCm Im 2 cos ω t ψu sin ωt ψu UC I sin 2 ωt ψu .
2
Идеальный конденсатор энергии не потребляет.
Энергия электрического поля |
W |
|
pdt |
|
u idt |
|
u C duC dt C uC2 . |
||||
емкостного элемента: |
ý |
|
|
|
C |
|
C |
dt |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С. |
I |
|
|
Емкостный |
|
jXC |
|
|
|
||
элемент |
|
|
|
|
|
|
UC |
Комплекс |
UC |
j |
I jXC I |
напряжения |
|||
|
|
wC |
|
|
+j |
|
I |
Вектора |
|
|
|
напряжения и |
|
|
+1 |
тока |
|
|
UC |
|
|
|
|
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
На комплексной плоскости вектор напряжения емкостного элемента отстает по направлению от вектора своего тока на 90 градусов
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
Закон Ома в комплексной форме для отдельных элементов аналогичен закону Ома для резистивного элемента на постоянном токе
Для символического метода необходимо составить комплексную схему замещения с комплексными сопротивлениями и с комплексами действующих значений токов и напряжений
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
Например, комплексная схема
замещения цепи:
|
jXL |
|
E |
R |
jXC |
|
|
|
|
I |
|
