13. 4. Вопросы

1. Чему равна полная потребляемая мощность в следую­щих цепях:

Последовательные:

а. Е_т = 100 В, R_x = 680 Ом, R₂ = 1200 Ом;

б. 1_т = 250 мА, R_x = 100 Ом, R₂ = 500 Ом. Параллельные:

в. Е_т = 100 В, R_x = 470 Ом, R₂ = 1000 Ом;

г. 1_Т = 7,5 мА, Е^ = Ю В, R₂ = 4,7 кОм.

2. Найдите мощность, потребляемую каждым отдельным компонентом в следующей цепи:

R, = 1200 0м VA

Wv

R₂ = 800 Ом

120 В

R₄ = 220 Ом

РЕЗЮМЕ

• Основная резистивная цепь переменного тока состоит из источника тока или напряжения, проводников и рези­стивной нагрузки.

• Ток в резистивной цепи находится в фазе с приложен­ным напряжением.

• Использование эффективных значений переменного тока и напряжения приводит к таким же результатам,

как и использование эквивалентных значений постоян­ного тока и напряжения.

• Эффективные значения являются наиболее широко ис­пользуемыми значениями, полученными при измерениях.

• Закон Ома можно использовать и для эффективных зна­чений.

• Значения переменного тока и напряжения предполага­ются эффективными, если не оговорено другое.

Глава 14. Самопроверка

1. Каково фазовое соотношение между током и напряже­нием в чисто резистивной цепи ?

2. Каково эффективное значение напряжения в цепи пе­ременного тока, в которой течет ток 25 мА через сопро­тивление 4,7 кОм ?

3. Каково падение напряжения на двух резисторах 4,7 кОм и 3,9 кОм, соединенных последовательно в цепи пере­менного тока при приложенном напряжении 12 вольт?

4. Чему равен ток через каждый из резисторов 2,2 кОм и 5,6 кОм, соединенных параллельно при приложенном к ним переменном напряжении 120 вольт?

5. Что определяет потребление мощности в цепи перемен­ного тока?

6. Чему равна потребляемая мощность в цепи переменно­го тока, в которой напряжение 120 вольт приложено к нагрузке 1200 Ом?

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в со­стоянии:

• Описать фазовое соотношение между током и напряже­нием в емкостной цепи переменного тока.

• Дать определение емкостного сопротивления (реактив­ного сопротивления емкости) в емкостной цепи перемен­ного тока.

• Описать, как резистивно-емкостные цепи могут исполь­зоваться для фильтрации, в качестве элементов согла­сования и фазового сдвига.

• Объяснить как работают RC фильтры верхних и ниж­них частот.

Конденсаторы являются ключевыми компонентами цепей переменного тока. Конденсаторы вместе с резисто­рами и катушками индуктивности образуют полезные элек­тронные цепи.

13. 1. КОНДЕНСАТОРЫ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Когда к конденсатору прикладывается переменное на­пряжение, создается впечатление, что во всей цепи есть по­ток электронов. Однако, электроны не проходят через ди­электрик конденсатора. При увеличении и уменьшении ам­плитуды переменного тока конденсатор заряжается и разряжается. Результирующее движение электронов от одной обкладки к другой представляет ток.

В емкостной цепи переменного тока фазовое соотноше­ние между током и приложенным напряжением не такое, как в чисто резистивной цепи. В чисто резистивной цепи ток находится в фазе с приложенным напряжением. В емкостной цепи переменного тока ток и напряжение нахо-

Напряжение

Рис. 15-1. Обратите внимание на то, что ток и напряжение в емкостной цепи пе­ременного тока нахо­дятся не в фазе. Ток опережает приложен­ное напряжение.

дятся не в фазе друг с другом (рис. 15-1). Когда ток мак­симален, напряжение равно нулю. Это соотношение обус- -ловлено сдвигом по фазе на 90 градусов. В емкостной цепи ток опережает приложенное напряжение.

В емкостной цепи переменного тока приложенное на­пряжение постоянно изменяется, вынуждая конденсатор „ заряжаться и разряжаться. После того как конденсатор " первоначально зарядится, напряжение на его обкладках ' противодействует любому изменению приложенного напря­жения. Противодействие, которое конденсатор оказывает приложенному переменному напряжению, называется ем­костным сопротивлением. Емкостное сопротивление обо­значается и измеряется в омах.

Емкостное сопротивление может быть вычислено по формуле:

Х_с=—, ^с 27tfC

где п = 3,14, f — частота в герцах, С — емкость в фарадах.

Емкостное сопротивление является функцией частоты приложенного переменного напряжения и емкости. Увели­чение частоты уменьшает емкостное сопротивление, что приводит к возрастанию тока. Уменьшение частоты увели­чивает противодействие и приводит к уменьшению тока.

ПРИМЕР: Чему равно емкостное сопротивление конден­сатора емкостью в 1 микрофараду при частоте 60 герц?

Дано: Решение:

% = 3,14

(2)(3,14)(60)(0,000001)

f = 60 Гц i

С = 1 мкФ = Х_с =

= 0,000001 Ф.

Х_г = ^I = 26530м.

0,000377

ПРИМЕР: Чему равно емкостное сопротивление конден­сатора емкостью 1 мкФ на частоте 400 герц?

Дано: Решение:

^хс = ? X . = ¹

71 = 3,14 ^С 2nfC

f = 400 Гц ₌ 1

С = 1 мкФ = ^с (2)(ЗД4)(400)(0,000001)

= 0,000001 Ф. 1

Х_с = = 3980м.

^с 0,00251*

ПРИМЕР: Чему равно емкостное сопротивление конден­сатора емкостью в 0,1 микрофарады при частоте 60 герц? Дано: Решение:

ВВЕДЕНИЕ В ЭЛЕКТРОНИКУ 2

Техника безопасности 10

шшз 30

КШИт) 30

= х 33