Материал: Конспект лекций (часть 1) Составители А. М. Коленченко Е. Н. Коленченко саранск

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Конденсатор в цепи синусоидального тока

Пустькидеальномуконденсаторуподведено напряжение

uuСUCm sin(ωtψ)

.


U
.Cm

ejωt.

Ток в конденсаторе равен:

iC duC

dt

. j ω CU

ejωt

 ω CU Cm

ej(ωt90) ;

.
Cm
Рис.5.20

или

i ω CU

sin(ω tψ

  • 90) .


Cm
uСледовательно, токчерез конденсаторопережаетпофазе

напряжениена90 .

Векторная диаграмма представлена на рис.5.21.

Перепишем выражение для тока:


Рис.5.21

i UCm

1


ω C

 sin(ωtψu

  • 90).

Здесь

1


ω C

1

2 πf C

 xC

- называется реактивнымсопротивлением

конденсатора или просто емкостным сопротивлением; сопротивления.

  • j xC

- комплекс емкостного

Мгновенное значение мощности в цепи с конденсатором:

pC uC

i UCm

 Im

sin ωtψu

 sinωtψ

u

π  U


2
C

Isin2 ωt 2 ψu.

ψИзобразим графики зависимостей

uC, iи

pCот времени (рис.5.22), а для

простоты возьмем

 0 .

uЗдесь также наблюдается колебательный процесс мощности. Следовательно, среднее значение мощности за период равно нулю, т.е.


T
1T

PСpCdt 0 .

0

От 0 до

Tконденсатор заряжается, т.е.

4

накапливает энергию, поступающую от источника в виде энергии электрического поля

конденсатора. За время от

Tдо

4

Tконденсатор

2

разряжается, и энергия электрического поля конденсатора возвращается в источник и т.д.

C CАмплитуда колебания мощности в цепи с конденсатором называется реактивной емкостной мощностью:


Рис.5.22

Q x

I2 .



        1. 1   ...   22   23   24   25   26   27   28   29   ...   56

Комплексная мощность



Если известны напряжение и ток в цепи переменного тока, имеющие

комплексные выражения

U Um

2

ejψu

и I

Im e

jψi, а также сдвиг фаз между ними

φψuψi, то выражение полной комплексной мощности в данной цепи

определяется как произведение комплекса напряжения на сопряженный комплекс тока и имеет вид:

S U I*

U e

jψu

I e

 jψi

UI e

j(ψu

ψi)

S UIejφUI cosφ

jU I sinφPjQ,

где

P ReU  I* , а Q ImU  I* ;

– полная мощность ВА; P– активная

мощность, измеряется в Вт, кВт, МВт; Q– реактивная мощность, измеряется в вольт-амперах реактивных ВАр, кВАр, МВАр.




Рис. 5.23

Треугольник мощностей на комплексной плоскости показан на рис. 5.23.

Этот случай соответствует положительному значению реактивной мощности Q .



        1. 1   ...   23   24   25   26   27   28   29   30   ...   56

Последовательное соединение RL и RC



Пусть задана цепь (рис.5.24).

По второму закону Кирхгофа запишем

Reu

  • u, или

eiRLdi.

dt

LВ комплексном виде это уравнение может быть записано:



или

I  (R
Рис.5.24
j ω L)  E ,

I  Z E ,

I  R

j ω L I  E ,

где

RjωL Z

z ejφ– комплексное сопротивление данной цепи.

Выражение для модуля полного сопротивления цепи имеет вид

z .

Очевидно, что угол сдвига по фазе между общим током I и E можно определить по формуле:

φarctgω L.

R

Итак, если известен ток в цепи
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/179017