Лекция: Коло з резистивним елементом
Прикладами резистивних елементів є електронагрівачі, лампи розжарювання тощо.
Рис. 1.3 Коло з резистивним елементом.
Якщо в генераторі виникає синусоїдна напруга
U = Umsinw t,
то струм в колі ( рис. 1.3 )буде
i = Imsinw t.
Тут Im = – амплітуда струму. Якщо обидві частини поділити на, отримуємо закон Ома для діючих величин
.
Оскільки початкові фази напруги та струму дорівнюють нулю, тому в цьому колі зсув фаз j теж дорівнює нулю.
Рис. 1.4. Векторна діаграма кола з резистивним елементом.
На векторній діаграмі ( рис. 2.4 ) вектори напруги та струму співпадають за напрямом. Вектор струму, що співпадає з вектором напруги, звуть активним.
Миттєва потужність кола p = u i. Середня потужність за період, яку називають активною, буде
Коло з індуктивним елементом
Прикладами індуктивних елементів є обмотки (котушки) електричних машин, трансформаторів, реле тощо, активний опір яких дуже малий, їм можна знехтувати, тобто R 0.
Індуктивний елемент характеризують індуктивністю L, одиниця вимірювання Гн (генрі).
Рис. 1.5. Коло з індуктивним елементом.
Нехай нам відомий у колі ( рис. 1.5 ) струм
i = Imsin(w – p/2).
У котушці виникає ЕРС самоіндукції
eL = –L(di/dt),
яка має напрям назустріч напрузі, тобто u= – eL ,тому
u=wLІmsinw t.
Відкіля маємо амплітуду напруги Um = wLІm; амплітуду струму
Im = Um/XL; діючій струм I = U/XL.
Тут XL = wL – індуктивний опір, одиниця вимірювання Ом.
Зсув фаз y и – y і = p/2.
Рис. 1.6..Векторна діаграма кола з індуктивним елементом.
Середня або активна потужність тут Р = 0. Струм, який зсунутий на кут p/2 відносно напруги, є реактивний струм. Величину, яка дорівнює
QL= UI = XLI 2,
називають реактивна індуктивна потужність, одиниця вимірювання вар.
Коло з ємнісним елементом
Прикладами ємнісних елементів є конденсатори. Їх характеризують ємністю С, одиниця вимірювання Ф (фарада).
Генератор в колі ( рис. 1.7 ) дає напругу u = Umsinw t.
Рис. 1.7. Схема кола з ємкісним елементом.
Конденсатор буде заряджатися, а потім розряджатися, тобто:
i = dq/dt = C(du/dt),
або i = wCUmsin(w t + p/2). Відкіля амплітуда струму
Im = wCUm = Um/Xc.
Закон Ома для діючих величин I = U/Xс.
Тут Xс = 1/wС – ємнісний опір, одиниця вимірювання Ом.
Зсув фаз y и — y і = — p/2.
Рис. 1.8. Векторна діаграма кола з ємкісним елементом.
Середня або активна потужність Р = 0. Величину, яка дорівнює
Qс= UI=XС I 2 ,
називають реактивна ємнісна потужність, одиниця вимірювання вар.