На схемах цепей переменного тока сопротивления обозначаются, как показано на фиг. 151. На практике часто встречаются проводники, обладающие как активным, так индуктивным и емкостным сопротивлениями.
Пусть необходимо определить напряжение сети, которое нужно приложить к зажимам индуктивной катушки, чтобы по ней мог проходить переменный ток. Катушка имеет активное и индуктивное сопротивления. Поэтому напряжение сети должно уравновесить активное падение напряжения, а также э. д. с. самоиндукции, возникающую в катушке.
|
Построим векторную диаграмму и графики для этого случая.
На фиг. 152 вектор I обозначает переменный ток катушки. Э. д. с. самоиндукции EL в катушке отстает по фазе от тока на 90°.
Часть напряжения сети, уравновешивающая э. д. с. самоиндукции, показана вектором UL , который равен и противоположен вектору EL . Часть напряжения сети, уравновешивающая падение напряжения в активном сопротивлении, изображена вектором Uа, совпадающим по фазе с током. Напряжение сети должно быть равно геометрической сумме активного Ua и индуктивного UL падений напряжения. Геометрическая сумма берется потому, что Ua и UL на фиг. 152 изображаются векторами, а векторы складываются геометрически.
Оба эти напряжения расположены под углом одно к другому. Поэтому для получения их геометрической суммы необходимо на векторах Ua и UL построить параллелограмм. Его диагональ (равнодействующая) даст напряжение сети.
|
Как видно из фиг. 152, вектор напряжения сети U опережает вектор тока I на угол 
:
|
В катушке, содержащей только индуктивное сопротивление, напряжение сети опережало ток на угол 90°, а при учете активного сопротивления напряжение сети опережает ток на угол, меньший чем 90°. И только когда индуктивность равна нулю, ток в катушке совпадает по фазе с напряжением сети.
Построим график мгновенной мощности для последовательного соединения сопротивления и индуктивности (фиг. 153).
Из представленного графика видно, что средняя или активная мощность не равна нулю, как было в цепи с индуктивностью или емкостью. В этом случае в течение некоторой части периода мощность в цепи тратится на нагрев сопротивления и образование магнитного поля катушки (мощность положительна). В течение другой части периода мощность возвращается сети (мощность отрицательна).
Таким образом, средняя или активная мощность Р переменного тока зависит не только от величин напряжения U и тока I но также и от сдвига фаз между ними. Чем больше сдвиг фаз между напряжением и током, т. е. чем больше угол , тем меньше cos н тем меньше активная мощность.
4 Апрель, 2009 
5364 
Выполняется отправка...