- •Министерство образования и науки украины
- •Введение
- •Краткий исторический очерк развития электротехники
- •Электрическое поле
- •Закон Кулона
- •Электрическое поле и величины, его характеризующие
- •Электрическая емкость конденсаторы
- •Соединения конденсаторов
- •3. Электродвижущая сила
- •Сопротивление и проводимость
- •Закон Ома для электрической цепи
- •Законы кирхгофа
- •II закон Кирхгофа
- •2. Последовательное соединение элементов
- •Электрическая цепь (неразветвленная) с несколькими источниками эдс
- •Сложные электрические цепи постоянного тока
- •Магнитное поле
- •Закон полного тока
- •Применение закона полного тока
- •Намагничивание ферромагнитных материалов
- •Перемагничивание ферромагнетиков Магнитный гистерезис
- •Магнитожесткие и магнитомягкие материалы
- •Магнитные цепи
- •Закон Ома и закон Кирхгофа для магнитных цепей
- •Электромагниты и реле
- •1. Подъемная сила электромагнита
- •2. Устройство и применение магнитных реле
- •3. Поляризованное реле
- •Порядок расчета магнитных цепей
- •Электромагнитная индукция Электромагнитная индукция в прямолинейном проводнике
- •Преобразование механической энергии в электрическую Электрические генераторы
- •Электрические двигатели
- •Понятие о потокосцеплении
- •Понятие об индуктивности
- •Индуктивность кольцевой и цилиндрической катушки
- •Эдс самоиндукции
- •Явление взаимоиндукции
- •Однофазный переменный ток
- •Многополюсные генераторы
- •Действующее и среднее значения переменного тока
- •Коэффициенты формы и амплитуды
- •Начальная фаза. Сдвиг фаз
- •Графическое изображение синусоидальных величин
- •Сложение и вычитание синусоидальных величин
- •Цепи переменного тока с активным сопротивлением
- •Цепи переменного тока с индуктивностью
- •Цепь переменного тока с емкостью
- •Неразветвленная цепь переменного тока с активным сопротивлением и индуктивностью
- •Треугольники напряжений, сопротивлений, мощностей
- •Цепь переменного тока с активным сопротивлением, емкостью и индуктивностью
- •Общий случай неразветвленной цепи
- •Резонанс напряжений
- •Резонансные кривые
- •Разветвленные цепи переменного тока
- •Метод проводимостей
- •Параллельное соединение активно-индуктивного и активно-емкостного сопротивления
- •Общий случай неразветвленной цепи
- •Резонанс токов
- •Коэффициент мощности и его значения
- •Комплексный метод расчета цепей переменного тока
- •Действия над комплексными числами
- •Ток, напряжение и сопротивление в комплексной форме
- •Трехфазные цепи
- •1. Основные понятия
- •Соединение обмоток генератора «звездой»
- •Соединение обмоток генератора треугольником
- •Соединение приемников электроэнергии звездой
- •Соединение приемников энергии треугольником
- •Порядок расчета трехфазной системы
- •Получение вращающегося магнитного поля
- •Электрические измерения
- •Приборы магнитоэлектрической системы
- •Расширение пределов измерения на постоянном токе
- •Приборы электромагнитной системы
- •Приложение
- •Оглавление
Цепь переменного тока с емкостью
Под действием этого напряжения конденсатор будет разряжаться и заряжаться. Мгновенное значение заряда на обкладках конденсатора: |
- закон Ома для цепи с емкостью.
- реактивное емкостное сопротивление
Т.о. ток в цепи с емкостью опережает напряжение на угол 900.
Физически емкостное сопротивление характеризует препятствие, оказываемое переменному току цепью с емкостью. В результате поляризации диэлектрика конденсатора в нем образуется свое внутренне электрическое поле, которое направлено противоположно внешнему полю, приложенному к диэлектрику.
Мощность цепи:
Мощность изменяется с двойной частотой относительно тока и напряжения. В течении первой четверти периода, когда напряжение, приложенное к конденсатору, возрастает, мгновенная мощность положительна. Это означает, что конденсатор получает и запасает энергию источника в виде электрического поля.
В течении второй четверти, когда напряжение, приложенное к конденсатору, уменьшается, запасенная энергия возвращается к источнику, т.е.
- цепь работает потребителем;
- цепь работает источником.
Максимальное значение мощности цепи с емкостью называют реактивной емкостной мощностью:
Она характеризует скорость обмена энергией между источником и цепью с емкостью.
Максимальное значение энергии, запасенной в цепи:
Неразветвленная цепь переменного тока с активным сопротивлением и индуктивностью
Таким сопротивлением (активным и индуктивным) обладают катушки индуктивности, обмотки трансформаторов и электрических машин.
|
|
Т.о. напряжение опережает ток в этой цепи на угол , причем.
Мощность цепи:
Т.о. мгновенная мощность состоит из двух составляющих: постоянной и переменной, среднее значение за период которой равно нулю.
Мощность принимает как положительные так и отрицательный значения. Когда мощность положительна, то цепь потребляет энергию, а когда мощность отрицательна, то цепь возвращает запасенную энергию в цепь. Но т.к. потребляет энергию и активное сопротивление и индуктивное, а возвращает в цепь только индуктивность, то положительная будет значительно больше.
Треугольники напряжений, сопротивлений, мощностей
Если стороны треугольника напряжений уменьшить или разделить на величину тока, то получим треугольник сопро-тивлений |
- полное сопротивление цепи |
- закон Ома для цепи с активным и индуктивным сопротивлением. |
Если стороны треугольника напряжений уменьшить на ток, то получим треугольник мощностей.
- коэффициент мощности |
- реактивная мощность
- активная мощность
Коэффициент мощности показывает, какая часть полной мощности потребляется безвозвратно.
Цепь переменного тока с активным сопротивлением, емкостью и индуктивностью
Допустим:
1.
|
2.
Общий случай неразветвленной цепи
Резонанс напряжений
|
Результирующий ток резко увеличивается, т.к. индуктивное и емкостное сопротивления компенсируют друг друга.
Если параметры цепи подобрать так, что , то напряжения на емкости и индуктивности будут превышать напряжение на зажимах цепи враз. Отношениеназываетсядобротностью цепи (контура).
Т.о. напряжение на емкости и индуктивности будут превышать напряжение сети в раз, что может привести к пробою диэлектрика в конденсаторе или сопротивлений изоляции индуктивности, поэтому явление резонанса напряжений в электрических цепях нежелательно, но в то же время в радиотехнике его используют (колебательные контуры приемника и передатчика).
Возникновение напряжений на LиС, превышающих напряжение на зажимах цепи объясняется способностью емкости и индуктивности накапливать электрическую энергию.
Между емкостью и индуктивностью происходит непрерывный обмен энергией, который называется собственными колебаниями.
Частоту собственных колебаний можно определить при условии, что .
|
Т.о. резонанс можно получить, изменяя частоту тока питающей сети, или изменяя емкость или индуктивность.
|