КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Цепь с последовательным соединением элементовПроведем анализ работы электрической цепи с последовательным соединением элементов R, L, С. Положим, что в этой задаче заданы величины R, L, С, частота f, напряжение U. Требуется определить ток в цепи и напряжение на элементах цепи. Из свойства последовательного соединения следует, что ток во всех элементах цепи одинаковый. Задача разбивается на ряд этапов. 1. Определение сопротивлений. Реактивные сопротивления элементов L и С находим по формулам XL = ωL, XC = 1 / ωC, ω = 2πf. Полное сопротивление цепи равно , угол сдвига фаз равен (2.42) φ = arctg((XL - XC) / R), 2. Нахождение тока. Ток в цепи находится по закону Ома I = U / Z, ψi = ψu + φ. Фазы тока и напряжения отличаются на угол φ. 3. Расчет напряжений на элементах. Напряжения на элементах определяются по формулам UR = I R, ψuR = ψi ; UL = I XL, ψuL = ψi + 90° ; UC = I XC, ψuC = ψi - 90°. Для напряжений выполняется второй закон Кирхгофа в векторной форме. Ú = ÚR + ÚL + ÚC. 4. Анализ расчетных данных. В зависимости от величин L и С в формуле (2.42) возможны следующие варианты: XL > XC; XL < XC; XL = XC. Для варианта XL > XC угол φ > 0, UL > UC. Ток отстает от напряжения на угол φ. Цепь имеет активно-индуктивный характер. Векторная диаграмма напряжений имеет вид (рис. 2.16). Для варианта XL < XC угол φ < 0, UL < UC. Ток опережает напряжение на угол φ. Цепь имеет активно-емкостный характер. Векторная диаграмма напряжений имеет вид (рис. 2.17). Для варианта XL = XC угол φ = 0, UL = UC. Ток совпадает с напряжением. Цепь имеет активный характер. Полное сопротивление z=R наименьшее из всех возможных значений XL и XC. Векторная диаграмма напряжений имеет вид (рис. 2.18). Этот режим называется резонанс напряжений (UL = UC). Напряжения на элементах UL и UC могут значительно превышать входное напряжение. Пример. U = 220 B, f = 50 Гц, R = 22 Ом, L = 350 мГн, С = 28,9 мкФ. XL = ωL = 2πf L = 2 · 3,14 · 50 · 0,35 = 110 Ом; В приведенном примере UL и UС превышают входное напряжение в 5 раз.
|