- •Розділ 1. Розрахунок електричних кіл змінного струму §1.1.Загальна характеристика змінних ерс, напруг та струмів
- •Величина, зворотня періоду, називається частотою
- •§1.2.Синусоїдальний струм
- •§1.3.Діюче (середньоквадратичне) значення змінного струму
- •§1.4.Середнє значення змінного струму. Коефіцієнт форми та амплітуди
- •§1.5.Зображення синусоїдальних функцій часу векторами та комплексними числами
- •§1.6.Зображення електричних величин комплексними числами
- •§1.7.Розрахунок простих кіл змінного струму
- •Миттєве значення потужності р дорівнює
- •§1.8.Коло змінного струму з послідовним з’єднанням r,l,c
- •§1.9.Трикутникі напруг та опорів
- •§1.10.Резонансні явища в колі з послідовним з’єднанням r,l,c
- •§1.11.Частотні характеристикі кола при послідовному резонансі
- •§1.12.Паралельне з’єднання r,l,c . Закон Ома для паралельного з’єднання
- •На основі першого закону Кірхгофа для миттєвих значень струму
- •§1.13.Трикутникі струмів та провідностей
- •§1.14.Зв’язок між опором та провідністю в колі змінного струму
- •§1.15.Резонанс в ідеальному паралельному колі (резонанс струмів)
- •§1.16.Частотні характеристики кола при ідеальному паралельному резонансі.
- •§1.17.Резонанс в реальних електричних колах
- •§1.18.Електричні кола з взаємоіндукцією
- •§1.18.1.Е.Р.С. Взаємоіндукції
- •§1.18.2.Послідовне з’єднання споживачів електричної енергії при наявності взаємної індуктивності.
- •§1.18.3.Паралельне з’єднання споживачів електричної енергії при наявності взаємоіндуктивності
- •§1.18.4.Розвязка магнітного звязку
- •Згідно отриманих рівнянь складемо схему
- •§1.18.5.Резонанс в магнітозв’язаних колах
- •§1.19.Потужність в колах змінного струму
- •§1.20.Розрахунок складних електричних кіл змінного струму
§1.11.Частотні характеристикі кола при послідовному резонансі
Частотними характеристиками кола називають залежності параметрів кола від частоти прикладеної напруги.
Нехай
задано послідовне коло r,L,C
до якого прикладено напругу
амплітуда якої незмінна, а частота
змінюється від 0 до ∞.
Дослідимо зміну параметрів кола r, XL , ХС , Х , z , φ при переході режиму роботи кола через резонанс.
Активний
опір залежить від частоти, так як на
високих частотах починає діяти поверхневий
ефект. Але в випадку невисоких частот
будемо вважати, що
-
це пряма лінія, для її побудови досить
двох точок.
-
гіпербола
До резонанса коло мало ємкостний характер, а після резонанса індуктивний характер.
§1.12.Паралельне з’єднання r,l,c . Закон Ома для паралельного з’єднання
Р
озглянемо
коло з паралельним з’єднанням
r,L,C.
Підключимо коло до змінного струму .
На основі першого закону Кірхгофа для миттєвих значень струму
Закон Кірхгофа справедливий і для комплексних діючих значень струму
Згідно закону Ома:
Введемо обозначення
-
активна провідність
-
реактивна провідність індуктивності
-
реактивна провідність ємності.
Враховуючи обозначення
-
реактивна провідність кола.
Обозначимо
-
комплексна провідність електричного
кола, отже
- закон Ома для паралельного кола.
П
обудуємо
векторну діаграму для паарлельного
з’єднання
r,L,C.
За базовий вектор приймемо вектор
напруги.
§1.13.Трикутникі струмів та провідностей
Н
ехай
,
тоді векторна діаграма для паралельного
з’єднання
має вигляд
Обозначимо
,
а
-
активна складова струму,
-
реактивна складова струму.
Прямокутний трикутник, катетами якого є реактивна та активна складова струму, а гіпотенуза струм, який рохглядають, називають трикутником струмів.
Із трикутника струмів
Якщо сторони трикутника струмів розділити на одну й туж величину, на напругу U, то отримаємо подібний трикутник, але його сторони будуть провідностями.
-
активна провідність
-
реактивна провідність
-
модуль комплексної провідності.
Прямокутний трикутник, катетеми якого є активна і реактивна провідність, а гіпотенузою модуль комплексної провідності називається трикутником провідностей.
Із трикутника провідностей витікає:
Відмітимо, що коли b>0, то схема носить ємкостний характер, а коли b<0 то індуктивний.
§1.14.Зв’язок між опором та провідністю в колі змінного струму
В
електричних колах постійного струму
зв’язок
між опором та провідністю однозначний
або
.
При змінному струмі такі залежності виконуються не завжди.
Нехай
комплексний опір кола
,
найдемо комплексну провідність Y.
Так
як
маємо:
Для визначення опорів через провідності:
Приклад
З
адана
схема:
Необхідно перейти від схеми з опорами до схеми з провідностями
В результаті маємо схему:
§1.15.Резонанс в ідеальному паралельному колі (резонанс струмів)
Розглянемо коло з паралельним з’єднанням R,L,C . Таке коло називають паралельним коливальним контуром.
Провідність
цього кола
Якщо
при певних умовах
,
то в колі буде стан резонансу. Коло буде
носити чисто активний характер.
Умови резонансу в паралельному колі:
Умови резонансу в паралельному ідеальному колі такі ж, як і в послідовному.
Стану резонансу можна достигнути зміною трьох параметрів ω,L і С.
При
струми рівні
і
протилежні по фазі, тому такий резонанс
називають резонансом струмів. Струм на
вході кола
значно меньший струмів в вітках,
теоретично при відсутності активних
втрат струм
буде дорівнювати нулю. Вхідний опір
кола в цьому випадку нескінченно великий.
Із умови резонансу:
,
- хвильова провідність.
Так як і для резонансу напруг введемо поняття добротності коливального контуру.
Добротністю паралельного коливального контура називають відношення струму через конденсатор або катушку в момент резонансу до струму в нерозгалуженій частині кола
Добротність показує наскількі малі втрати активної енергії в контурі.
