Активное и реактивное сопротивления на переменном токе

Конденсатор в цепи переменного тока

Между крышками конденсатора находится диэлектрик, который в идеале имеет бесконечное сопротивление. Если собрать цепь из конденсатора и лампы и подать на цепь постоянное напряжение, то лампа не сгорит .

Но если в ту же цепь падают переменные процессы, то лампа вспыхнет, и будет гореть тем бизнесом на входе.

Собственно, в конечном итоге, потока электронов через диэлектрик конденсатора не происходит. Носители заряда, отделенные слоем изолятора от источника напряжения, приходят в движение за счет перезарядки обкладок конденсатора. Можно провести аналогию с водопроводной системой. Пусть имеется замкнутая труба, в которой помещен поршень, способный создавать движение воды вперед и назад. Водяное колесо, помещенное в трубу, будет совершать колебательные движения.

Если трубу разделить эластичной перегородкой (мембраной), вода не сможет перейти из одной половины системы в другую. Но если поршень перемещать попеременно вперед и назад, то мембрана создаст движение воды во второй половине системы, а водяное колесо также будет совершать колебательные движения.

Отучите процесс, исходящий с конфесиратном в цепи карточного тока, надо собрать цепь, привезенную на расунке. На зажимы цепи продается переменное представление, заменяемое по легкому . Сопротивление соединительных проводов можно принять равным нулю.

Напрежение (разность поверенных) на контактсандере раво .

Это напряжение равно напряжению на входе цепи, следовательно .

Значит, памяния зарада описание по гормональному логуну
сила тока, как производная зараза по времени, сопадит .

Следовательно, ток в цепи с конденсатором совпадает с напряжением по частоте и превышает напряжение по фазе .

Размах колебаний (амплитуда) ток сравним .

Величина 
его называют емкостным сопротивлением (или реактивным сопротивлением емкостного характера). Это указано
и определяет силу тока в цепи с конденсатором, аналогично сопротивлению R в цепи с активным сопротивлением:

Элементы электрической цепи

В каждую электрическую цепь входят различные устройства и предметы, создающие пути прохождения электрического тока. Для описания электромагнитных процессов, происходящих в каждом из них, используются такие понятия, как электродвижущая сила, ток и напряжение.

Условно все элементы электрической цепи делятся на три составляющие:

• Первая представлена ​​источниками питания, вырабатывающими электроэнергию.

Второй – элементы, преобразующие электроэнергию в другие виды энергии. Они более известны как приемники.

Третью часть составляют передающие устройства — провода и другие установки, обеспечивающие уровень и качество напряжения.

1. Схемы электрических цепей
2. Активные и пассивные элементы электрической цепи
3. Условные обозначения элементов электрической цепи
4. Трехфазные электрические цепи

Понятие электрической цепи и ее элементов

Электрической цепью принято считать комплекс электрических устройств, образующих путь прохождения электрического тока и ориентированных на передачу, распределение и взаимное преобразование электрической и других видов энергии.

Готовые работы на аналогичную тему

• Курсовая работа Активная и пассивная электрическая цепь 470 руб.
• Реферат Активная и пассивная электрическая цепь 220 руб.
• Контрольная работа Активная и пассивная электрическая цепь 250 руб.

Получить уличную работу или консультацию специалиста по возможным учебным проектам Узнать стоимость

Электромагнитные процессы, происходящие в устройствах электрических цепей, можно описать такими понятиями, как электрический ток, напряжение и сила тока.

Электрические цепи называются цепями постоянного тока, когда в них поступление электрической энергии, а также ее передача и преобразование осуществляются при условии постоянного тока и напряжения.

$frac{di}{dt} = 0$

$frac{du}{dt} = 0$

Основными элементами электрической цепи будут источники и приемники электроэнергии, соединяющие между собой провода.

В каждую электрическую цепь входят разнообразные устройства и предметы, отвечающие за формирование путей прохождения электрического тока. Условно все элементы электрической цепи делят на три составляющие:

• источники питания, вырабатывающие электроэнергию;
• элементы, преобразующие электричество в другие виды энергии (приемники);
• передающие устройства (провода и другие установки, отвечающие за обеспечение качества и уровня напряжения).

В электроцепях сообщение консументы могут быть комбинированным, сережанным, паралленным.

Ищешь идеи для учебной работы по даному премедуту? Задайте вопрос учителю и получите ответ через 15 минут! Задать вопрос

Как смотреть силу тока в цепи через осциллограф

Чем же от резистора контактирует и контаксира и кондансерра? Понятно, что выполняемые функции этим не ограничиваются. Итак, рассмотрим простейшую схему во всей электронике:

На схеме мы видим генератор частоты и резистор.

Посмотрим наглядно, что происходит в этой схеме. Для этого, как я уже говорил, нам понадобится генератор частоты

А также цифровой осциллограф:

С помощью него будем смотреть напряжение и силу тока  .

Какая?

Силу тока?

А предназначен ли осциллограф для просмотра формы сигнала напряжения? Как будем рассматривать форму текущего сигнала? А все просто просто). Для этого достаточно запомнить правило шунтирования.

Кто не помнит — напомню. У нас общий резистор:

Что будет, если через него прогнать ток?

На конце резистора у нас произойдет падение перезистора. То есть, если мультиметром измерить напряжение на его концах, мультиметр покажет какое-то значение в Вольтах

А теперь главный вопрос: от чего зависит падение напряжения на резисторе? В дело описание же вступает ома закон для участка цепи: I=U/R значения U=IR. Видим зависимость от номинала резистора и от текущего тока в цепи. Ты слышишь? ОТ СИЛЫ ТОКА! Так почему бы нам не воспользоваться этим замечательным свойством и не посмотреть на силу тока через падение напряжения на самом резисторе? Ведь номинал нашего резистора постоянен и почти не меняется при изменении силы тока.

Читайте также: Partner 351 Регулировка карбюратора бензопилы

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

Подобно конденсатору, катушка индуктивности влияет на прохождение переменного тока. Если собрать аналогичную схему и подключить к ней источник постоянного тока, то лампа загорится, но яркость будет увеличиваться с задержкой. Из-за самоиндукции ток в цепи будет нарастать не спаком, а постепенно. После достижения максимального значения ток установится, и лампа будет гореть полным накалом. В случае с настоящей катушкой яркость лампы будет несколько ниже — провод катушки имеет определенное сопротивление и ограничивает ток в цепи, но на практике это почти не заметно.

Если подать на цепь фиксатора переменное напряжение (действующее значение которого равно постоянному напряжению из предыдущего опыта), то лампа будет гореть с заметно меньшей яркостью.

Это также можно объяснить явлением самоиндукции. В течение каждого полупериода ток увеличивается до максимума, отставая от роста напряжения за счет самоиндукции ЭДС, которая стремится уменьшить этот ток. При достаточно быстром изменении напряжения ток не успевает достичь максимума, и его среднее значение уменьшается.

Для нализации технологических цепей, имеющих очень большую индуктивность, необходимо рассмотреть цепь, содержащую идеальную катушку – сопротивлением провода, из которого она изготовлена, а сопротивлением соединительных проводников можно пренебречь.

Так как принято, что сопротивление проводника катушки равно нулю, то и напряжение электрического поля в проводнике равно нулю — иначе ток в проводе достиг бы бесконечной величины. Из этого условия следует, что напряженность электрического поля вихря , которое создается переменным магнитным полем, в каждой точке равно по модулю и противоположно по направлению напряжённости кулоновского поля , создаваемая зарядами источника напряжения:

Можно заключить, что работа сил вихревого поля на движение единичного заряда также равна по модулю и противоположна по знаку работе сил кулоновского поля. А так как удельная работа кулоновского поля равна напряжению на зажимах катушки (и на входе цепи, так как сопротивление соединительных проводников также принимается равным нулю), то .

Ток изменяется по гармоническому закону , то ЭДС самоиндукции равана .

Поддержание , может быть получен .

Здесь — амплитуда колебания перевозки.

Следовательно, колебания тока в цепи с индуктивностью противофазны колебаниям напряжения (или величивание величества пережают силу тока на ).

Из регенства
следить, что .

Величину , определяющие ток в цепи с индуктивностью, называются индуктивным сопротивлением или реактивным сопротивлением индуктивного характера.

Это указано .

Вы можете записывать текущие значения тока и напряжения .

Очевидно, что индуктивное сопротивление определяется индуктивностью катушки и зависит от частоты напряжения на входном контуре.

Для постоянного тока ω=0 и .

Условные обозначения элементов электрической цепи

Для удобства анализа и расчетов электрических цепей все их составляющие отображаются в виде специальных схем. Эти схемы состоят из условных обозначений используемых элементов и способов их соединения. Условные обозначения в странах СНГ могут отличаться от символов, принятых в других государствах, соответственно и сами схемы будут отличаться, так как использовались разные системы графических обозначений.

Все элементы на схемах условно разделены на три группы:

1. К первой относятся источники питания, преобразующие другие виды энергии в электрическую. В этом случае они считаются первичными. К вторичным источникам относятся, например, выпрямительные устройства, имеющие электричество на входе и выходе.
2. Вторая группа представлена ​​потребителями энергии, преобразующими электрический ток в тепло, освещение, движение и т.д.
3. В третью группу входят элементы управления, без которых невозможна работа с любой цепью. Сюда входят соединительные провода, коммутационная аппаратура, измерительные приборы и другие устройства аналогичного назначения.

Все эти составляющие охвачены единым электромагнитным процессом, поэтому их включают в общую схему с помощью специальных условных знаков. Следует учитывать, что на схемах могут не отображаться вспомогательные элементы.

Соединительные провода не указывают, если их сопротивление значительно ниже, чем у составных элементов. Источники питания обозначаются в виде электроэнергии. При необходимости даются пояснительные записки.

Активные и пассивные элементы электрической цепи

Элементы, из которых состоят электрические цепи, могут быть активными и пассивными. Главной особенностью активных компонентов является их способность излучать электричество. Типичными представителями являются генераторы и другие источники электроэнергии, усилители электрических сигналов и др. пассивными элементами считаются различные типы потребителей и аккумуляторов электрической энергии. К ним относятся конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности и другие двухполюсные устройства. Существует многополюсный аппарат, функционирующий на основе двухполюсных элементов.

Все активные элементы электрической цепи могут быть самостоятельными и независимыми. Источники напряжения и тока входят в первую категорию. В свою очередь источник напряжения считается идеализированным элементом цепи, в котором напряжение на зажимах не зависит от протекающего через него электрического тока, а внутреннее сопротивление имеет нулевое значение. Источник тока также является безупречным элементом, где ток не зависит от напряжения на клеммах, а значение внутреннего сопротивления стремится к бесконечности.

Зависимыми источниками напряжения и тока называются такие, когда эти величины зависят от параметров напряжения и тока на другом участке цепи. Типичными представителями являются электрические лампы, транзисторы, усилители, работающие в линейном режиме. Основные пассивные элементы электрической цепи представлены резисторами, катушками индуктивности и конденсаторами, с помощью которых на отдельных участках регулируются параметры тока и напряжения.

Осциллограмма силы тока на активном сопротивлении

В этом эксперименте нам не обязательно знать номинальную мощность тока в цепи. Просто будем смотреть, от чего зависит сила тока и меняется ли она вообще?

Поэтому наша схема примет такой тип:

В этом случае шунтом будет резистор сопротивлением 0,5 Ом. Почему именно 0,5 Ом? Да потому, что сильно греться он не будет, так как имеет маленькое сопротивление, а также его номинала вполне достаточно, чтобы снять с него напряжение.

Осталось снять напряжение с генератора, а также с шунта с помощью осциллографа. Если вы не забыли, то мы снимаем оссиллограмму оссиллограмму через концепи в цепи. Красная осциллограмма — это напряжение с генератором Uген, а желтая осциллограмма — это напряжение с шунтом Uш, в нашем случае — ток. Посмотрим, что у нас получилось:

Частота 28 Гц:

Частота 285 Гц:

Частота 30 килогерц:

Как вы заметили, с ростом чеходы текущая численность у нас осталась такой же.

Побалуемся сигнальной формой:

Как видим, сила тока полностью повторяет форму сигнала напряжения.

Так что же можно сделать?

1) Ток через активное (омическое) сопротивление имеет ту же форму, что и напряжение.

2) Сила тока и напряжение активного сопротивления совпадают по фазе, так что где напряжение, там и ток. Они двигаются синфазно, то есть синхронно.

3) С увеличением частоты ничего не меняется (если только на очень высоких частотах).