Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Электрический ток в индуктивности.

Читайте также:
  1. Анализ цепи переменного тока с параллельным соединением двух катушек индуктивности.
  2. В электролитах электрический ток обеспечивается движением положительных и отрицательных ионов.
  3. Внутренний фотоэлектрический эффект в полупроводниках
  4. Вопрос 2. Электрический ток (определение, сила тока, единицы измерения, направление тока, плотность тока), работа и мощность тока.
  5. Вопрос 23. Электрический ток и его воздействие на организм человека
  6. Вопрос: Постоянный электрический ток. Электрической цепи ее элементы ЭДС.
  7. Вынужденные электромагнитные колебания. Электрический резонанс.
  8. Идеализированные пассивные элементы. Катушка индуктивности.
  9. Интегральный электрический вектор сердца.
  10. Какой электрический ток называют переменным?

Индуктивность – элемент цепи, который учитывает энергию магнитного поля . Индуктивные элементы можно рассматривать как аккумуляторы (накопители энергии).

При изменении тока в индуктивности возникает ЭДС самоиндукции eL. По закону Ленца eL препятствует изменению тока. Чтобы через индуктивность проходил переменный ток, к ее выводам надо приложить напряжение uL, равное по величине и противоположное по направлению ЭДС eL:

где L – коэффициент пропорциональности, называемый индуктивностью Гн.

Так как электрическому току всегда сопутствует магнитное поле, любой обтекаемый током участок цепи, представляющий электротехническое устройство, должен характеризоваться индуктивностью.

Если тогда

Закон Ома для цепи с индуктивным элементом .

Начальная фаза напряжения , сдвиг фаз .

(3.16)

Из выражения следует, что средняя мощность за период, а следовательно, и активная мощность равны нулю. Индуктивность – реактивный элемент.

Мгновенная мощность может быть положительной, отрицательной и равной нулю. Если p(t)> 0, индуктивность заряжается энергией в виде энергии магнитного поля; если p(t)< 0,индуктивность возвращает энергию источнику.

Индуктивная проводимость

.

 

 

25) Гармонический ток в емкости

Емкостный элемент цепи с емкостью С учитывает энергию электрического поля .

Ток в ветви с емкостью равен скорости изменения заряда на электродах, и при указанном положительном направлении тока знак тока совпадает со знаком производной по времени от заряда q.

.Единица измерения емкости – фарада (Ф).

Пусть тогда

.

Отсюда

Емкостное сопротивление .

Полное сопротивление Z также равно XC.

Фаза тока , а сдвиг фаз .

Мгновенная мощность

.

Если p(t)> 0, емкость заряжается энергией в виде энергии электрического поля; если p(t)< 0, емкость возвращает энергию источнику. Средняя мощность за период Pср = 0,а, следовательно, и активная мощность равна нулю, что означает, что происходит обмен энергией без потерь, емкость – реактивный элемент.

проводимость

 

28) Последовательное соединение R, L, C

При прохождении синусоидаль­ного тока через электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных элементов R, L, C, создается синусоидальное напряжение, равное по II закону Кирхгофа алгебраической сумме синусоидальных напряжений на отдельных элементах:



Из тригонометрии известно, что

.

Реактивное сопротивление последовательной RLC – цепи

может принимать следующие значения:

– цепь носит чисто активный характер (в цепи резонанс);

– цепь носит индуктивный характер, т.е.;

– цепь носит емкостный характер, т.е..

Полное сопротивление цепи

;

угол разности фаз

,

j < 0при емкостном характере цепи (ток опережает напряжение), j > 0при индуктивном характере цепи (ток отстает по фазе от напряжения), j = 0при резистивном характере цепи (индуктивное и емкостное сопротивления равны) – такой режим цепи называют резонансом напряжений.

Из выражений и следует, что связь активного и реактивного сопротивления с полным сопротивлением выражается следующими формулами:

, (3.24)

что удобно представлять с помощью треугольника сопротивлений .

Умножив левые и правые части выражений для сопротивлений на действующее значение тока I, получим соответственно действующие значения напряжений на активном и реактивном сопротивлениях, которые называют активной и реактивной составляющими напряжения:



Тогда действующее значение суммарного напряжения можно определить как

 

29) Параллельное соединение R, L, C

Если к выводам электрической цепи, состоящей из параллельно соединенных R, L, C, приложено синусоидальное напряжение то по I закону Кирхгофа синусоидальный ток в неразветвленной части равен алгебраической сумме синусоидальных токов в параллельных ветвях где

– совпадает по фазе с напряжением u(t);

– отстает по фазе от напряжения u(t) на ;

– опережает по фазе напряжение u(t) на .

Просуммируем:

Выражение является тригонометрической формой записи I закона Кирхгофа для мгновенных значений.

Активная проводимость цепи , всегда положительна.

Реактивная проводимость цепи , в зависимости от знака может иметь индуктивный (В > 0)или емкостный (B < 0)характер. Если В = 0, цепь носит активный характер.

Для нахождения и jвоспользуемся приемом, приведенным в предыдущем разделе:

, (3.27)

т.е. ток отстает от напряжения на угол j.

Здесь – начальная фаза напряжения; – начальная фаза тока; – разность фаз

– амплитудное значение тока; полная проводимость цепи – величина, обратная полному сопротивлению ;

– угол разности фаз определяется по оси в направлении от напряжения к току и является острым или прямым .

– при индуктивном характере цепи, т.е. при B > 0; при этом ток опережает по фазе напряжение. – при емкостном характере цепи, т.е. при B < 0; при этом ток опережает по фазе напряжение. – при резистивном характере цепи, т.е. при равенстве индуктивной и емкостной проводимостей ; при этом ток совпадает по фазе с напряжением. Такой режим работы электрической цепи называют резонансом токов.

Активная и реактивная проводимости цепи связаны с полной проводимостью формулами

.

Для проводимостей также можно построить треугольник проводимостей.

Активная и реактивная составляющие тока определяются следующим образом:

.

 

 


Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 33; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Электрическая цепь переменного тока и ее характеристики. | Символический метод расчета.
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2017 год. (0.017 сек.) Главная страница Случайная страница Контакты