Активное сопротивление. Действующее значение силы тока и напряжения. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока резонанс.

Содержание


1. Активное сопротивление. Действующее значение силы тока и напряжения
2. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока
2.1 Цепь переменного тока с индуктивностью (катушкой индуктивности)
2.2. Цепь переменного тока с емкостью (конденсатором)
3. Физическая сущность явлений, возникающих при резонансе
Литература

Активное сопротивление. Действующее значение силы тока и напряжения. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока резонанс.

2. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока
2.1 Цепь переменного тока с индуктивностью (катушкой индуктивности)
При прохождении по такой цепи тока (рис. 2) в цепи возникает ЭДС самоиндукции , прямо пропорциональна скорости изменения тока.
Рис.2
При синусоидальном изменении тока наибольшая скорость его будет в момент прохождения тока через нулевые значения, и ЭДС в эти моменты будет наибольшая. При наибольшем значении тока скорость его изменения равна нулю, и ЭДС в эти моменты времени тоже будет равна пулю. Согласно правилу Ленца ЭДС самоиндукции препятствует всякому изменению тока, благодаря чему в моменты нарастания тока она всегда дейст­вует навстречу току (ток и ЭДС будут иметь разные знаки). В моменты убывания тока ЭДС действует в том же направлении, что и ток (ток и ЭДС будут иметь одинаковые знаки). Согласно второму закону Кирхгофа для рассматриваемой цепи будем иметь
Тогда
Поскольку
При напряжение будет максимальным, т.е.
Другими словами, в чисто индуктивной цепи напряжение опережает ток на четверть периода, а ЭДС будет противоположна по фазе напряжению и будет отставать по фазе на четверть пери ода. Так как
То
При этом величина называется индуктивным сопротивлением.
2.2. Цепь переменного тока с емкостью (конденсатором)
В данной цепи отсутствуют активное сопротивление и индуктивность - имеется только емкость (рис. 3).
Рис.3
При напряжении , приложенном к цепи ток, определяемый по формуле
Будет опережать по фазе напряжение на четверть периода.
При ток будет наибольшим
Тогда значение тока в любой момент времени можно записать как
,
где амплитуда . Разделив обе части последнего равенства на , получим
Или
Где последние равенства выражают закон Ома для чисто емкостной цепи. Выражение имеет размерность сопротивления и называется емкостным сопротивлением. Оно обратно пропорционально частоте и емкости, что графически представлено на рис.4