Начертить векторную диаграмму для неразветвленной цепи с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью. Какой вид имеет закон Ома для такой цепи? Начертить для такой цепи треугольники напряжений, сопротивлений и мощностей.
Решение
Схема такого включения на рис.3.5:
Рис.3.5. Неразветвленная цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью
Для такого включения возможно три случая:
1. Индуктивное сопротивление больше ёмкостного, т.е. XL>XC
В этом случае цепь будет иметь активно-индуктивный характер и ток будет отставать от напряжения на некоторый угол φ (величина угла будет зависеть от конкретных параметров элементов цепи).
Рис.3.6. Диаграмма для случая XL>XC
Закон Ома можно записать как
U=IR+jωL-j1ωC
Пример треугольника напряжений для этого случая на рис.3.7:
Рис.3.7. Пример треугольника напряжений для случая XL>XC
Здесь UR – напряжение на резистивном (активном) элементе, UX – суммарное напряжение на индуктивном и емкостном элементе, U – напряжение источника.
Треугольники сопротивлений и мощностей для этого случая показаны ниже.
Рис.3.8. Пример треугольника сопротивлений для случая XL>XC
Здесь jX – суммарное реактивное сопротивление индуктивного и емкостного элемента (jX=jωL-j1ωC=XL-XC), R – величина активного сопротивления, Z – полное сопротивление цепи.
Рис.3.8
. Пример треугольника мощностей для случая XL>XC
Здесь Р – активная мощность, Q – реактивная мощность, S – полная мощность цепи.
2. Индуктивное сопротивление меньше ёмкостного, т.е. XL<XC
В этом случае цепь будет иметь активно-емкостной характер и ток будет опережать напряжение на некоторый угол φ (величина угла будет зависеть от конкретных параметров элементов цепи).
Рис.3.9. Диаграмма для случая XL<XC
Закон Ома можно записать как
U=IR+jωL-j1ωC
Пример треугольника напряжений для этого случая на рис.3.10:
Рис.3.10. Пример треугольника напряжений для случая XL<XC
Здесь UR – напряжение на резистивном (активном) элементе, UX – суммарное напряжение на индуктивном и емкостном элементе, U – напряжение источника.
Треугольники сопротивлений и мощностей для этого случая показаны ниже.
Рис.3.11. Пример треугольника сопротивлений для случая XL<XC
Здесь jX – суммарное реактивное сопротивление индуктивного и емкостного элемента (jX=jωL-j1ωC=XL-XC), R – величина активного сопротивления, Z – полное сопротивление цепи.
Рис.3.12