Similar presentations:
Электрические цепи однофазного переменного тока
1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ОДНОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
2. 3. Цепь однофазного тока с ёмкостью, цепь с активным сопротивлением и емкостью, цепь с активным сопротивлением, индуктивностью
иемкостью.
Резонанс напряжений.
3.
Цепь однофазного переменного тока семкостью
• При включении конденсатора
емкостью С под постоянное
напряжение U он заряжается и на его
обкладках накапливаются равные, но
противоположные по знаку количества
электричества.
• Если заряженный конденсатор
отключить от источника тока, то он,
сохраняя заряд, будет обладать
некоторым напряжением UC.
4.
Соединив обкладки заряженногоконденсатора между собой через
сопротивление R, конденсатор,
разряжаясь, дает кратковременный
ток через сопротивление R.
5.
Простейшая схема электрической цепи,содержащей емкость и ее векторная
диаграмма
I
UC
C
U
IC
6.
Закон Ома для цепи, содержащей емкость,имеет вид:
UC
I
XC
XC – емкостное сопротивление, Ом
1
1
XC
C 2 fC
C – емкость конденсатора, Ф
7. Цепь однофазного переменного тока с емкостью и активным сопротивлением
8.
• Ток, проходя по активномусопротивлению, создает падение
напряжения UR = IR.
• Поскольку рассматриваемая цепь
обладает также и емкостным
сопротивлением XC = 1/ C, то ток I,
проходя через конденсатор, создает
напряжение UС = IХС, которое
называется емкостным падением
напряжения.
9.
Напряжение на конденсатореотстает по фазе от тока в нем на
угол 900.
Поэтому на векторной диаграмме
вектор UС будет под углом 900 в
сторону отставания (по часовой
стрелке).
10.
11.
Вектор I опережает вектор U нанекоторый угол φ. Кроме того, вектор
U является гипотенузой
прямоугольного треугольника Оаб,
называемого треугольником
напряжений. Катет треугольника Оа
= UR, а катет аб = UС. То есть
U U R U C ( IR ) ( IX C )
2
2
2
I (R X C )
2
2
2
2
2
12.
Извлекая квадратный корень из обеихчастей выражения, находим, что
U I R XC
2
откуда
I
2
U
R X
2
2
13.
Знаменатель в данном выраженииобозначается Z и называется полным
сопротивлением цепи
Z R X C R (1 C )
2
2
2
2
14.
Используя это равенство, можнопостроить прямоугольный
треугольник с катетами R и ХС и
гипотенузой Z, называемый
треугольником сопротивлений цепи,
содержащей активное и емкостное
сопротивления
15.
16.
Из треугольника можно определитькосинус угла сдвига фаз φ между
напряжением, приложенным к цепи
и током в ней
R
cos
Z
R
1 2
R (
)
C
2
17. Цепь однофазного переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью
IU
R
L
C
18. Цепь однофазного переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью
Здесь возможны три случая:U L UC
U L UC
U L UC
19. Цепь однофазного переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью
Рассмотрим случай 1.Так как напряжение сети
U U R U L UC
то изобразим данные напряжения
векторами и сложим их по правилам
векторного сложения.
20.
21.
• Прямоугольный треугольник Оабназывается треугольником напряжения
для цепи, содержащей активное,
индуктивное и емкостное
сопротивления, соединенные
последовательно.
• Катет аб представляет собой разность
индуктивного и емкостного
напряжений и называется реактивным
напряжением для указанной цепи.
22.
Поэтому можно записать:U U (U L U C )
2
2
R
1
2
I R ( L
C
2
2
2
1
U I R L
C
2
2
23.
UI
1
R L
C
2
2
Данная формула представляет собой
выражение закона Ома для цепи
переменного тока, содержащей
активное, индуктивное и емкостное
сопротивления.
24.
Знаменатель в этом выражениипредставляет собой полное
сопротивление Z для данной цепи
1
Z R L
C
2
2
25.
Основываясь на данном равенстве,можно построить прямоугольный
треугольник сопротивлений для
цепи, содержащей активное
сопротивление, индуктивность и
емкость
26.
27.
Из треугольника сопротивленийможно определить косинус угла
сдвига фаз между током и
напряжением
R
cos
Z
R
1
R L
C
2
2
28.
Рассмотрим частный случай (3)последовательного включения
активного, индуктивного и емкостного
сопротивлений, когда разность
индуктивного и емкостного
напряжений равна нулю,
или UL = UC.
29.
Рассматриваемый нами случайназывается резонансом напряжений
30.
Косинус угла сдвига фаз при такомрежиме становится равным единице, а
угол сдвига фаз – нулю, то есть
R R
cos 1 0
Z R
31.
Режим резонанса напряжений вэлектрической цепи нежелателен, так
как напряжения на зажимах
конденсатора и индуктивности могут
значительно превышать напряжение,
приложенное к цепи, и может
возникнуть аварийный режим (сгорят
участки цепи, имеющие малое
сопротивление).
32. Домашнее задание
• Евдокимов Ф.Е. Теоретическиеосновы электротехники.
Гл. 13,14; § 13.3, 13.5, 14.1-14.2 ; с.
244-248, 256-270.
• Немцов М.В., Немцова М.Л.
Электротехника и электроника.
Гл. 4, § 4.9-4.10, с. 104-111.