Приложение г

Закон Ома

Сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна элктродвижущей силе источника тока и обратно пропорциональна сопротивлению всей цепи

I = E/(r + r₀) или

E = I(r + r₀) = Ir + Ir₀ = U + U,

где

r – сопротивление внешней части цепи, Ом;

r₀ – внутреннее сопротивление источника тока, Ом;

E – ЭДС источника тока, В;

U – падение напряжения во внешней цепи, В;

U – падение напряжения внутри источника тока.

Период переменного тока

Т

Промежуток времени, в течении которого ЭДС , напряжение или ток проходят полный цикл изменений по величине и направлению, называется периодом переменного тока

Частота

f

Число периодов в секунду назовем частотой переменного тока. Частота является величиной обратной периоду : f = 1/T

Мгновенные значения

Значения переменного тока, напряжения или ЭДС в какой-нибудь момент времени называются мгновенными значениями.

Амплитудные значения

Наибольшие мгновенные значения тока, напряжения, ЭДС называются максимальными или амплитудными.

Действующие (эффективные)

значения

Между действующими и амплитудными значениями существуют следующие соотношения:

I = I_M/ √2 = 0.707 I_M для тока,

E = E_M/ √2 = 0.707 E_M для ЭДС,

U = U_M/ √2 = 0.707 U_M для напряжения.

Угловая частота

ω

В течении одного периода фаза ЭДС и тока изменяются на угол 2π, следовательно, ωT = 2π, откуда

ω = 2π / T = 2πf

Величина ω называется угловой частотой (скоростью) переменного тока и измеряется в радианах в секунду

Цепь с активным сопротивлением

Действующие значения U и I меньше амплитудных в √2 раз; следовательно

R = U / I = U_M / I_M

В цепи с активным сопротивлением напряжение и ток совпадают по фазе.

Цепь с катушкой индуктивностью

L

Для действующих напряжения и тока справедливы аналогичные по форме закону Ома соотношения:

U_L = ωLI = 2πf L I

I = U_L / ωL = U_L / 2πf L.

Величина

χ_L = ωL = 2πf L

называется индуктивным сопротивлением.

Фазы у тока и напряжения различны. Напряжение опережает по фазе на 90° ток в индуктивности, или ток отстает по фазе на 90° от приложенного напряжения.

Цепь с конденсатором

C

Для действующих тока и напряжения справедливы соотношения:

Величина

Χ_С = 1/ ωC = 1 / 2πf C

называется емкостным сопротивлением.

В цепи с емкостью ток опережает по фазе на 90° приложенное напряжение.

Цепь с резистором и катушкой индуктивностью

RL-цепь

Полное сопротивление цепи выражается формулой

Ток в цепи определяется по закону Ома

Цепь с резистором и конденсатором

RС-цепь

Полное сопротивление цепи выражается формулой

Ток в цепи определяется по закону Ома

Цепь с резистором, катушкой индуктивностью и конденсатором

RLС-цепь

Полное сопротивление цепи выражается формулой:

=

Сопротивление χ = χ_L - χ_С называется реактивным.

χ_L > χ_С , тогда φ > 0 , в цепи преобладает индуктивность;

χ_L < χ_С , тогда φ < 0 , в цепи преобладает емкость;

χ_L = χ_С , тогда φ = 0 , явление резонанса напряжений в последовательной RLC цепи, ток достигает при этом наибольшего возможного значения.