Представление синусоидальных токов и напряжений векторами на комплексной плоскости

Пример. Синусоидальному току  соответствует комплексный ток

.

Если предварительно выбрать масштаб токов (например, 1  на клетку), то комплексному току  можно сопоставить на комплексной плоскости точку с действительной координатой 4 и мнимой координатой 3 (рис. 4.9). Для лучшей наглядности геометрических построений направим в эту точку из начала координат вектор, который обозначим как .

Рис. 4.9. Изображение синусоидального и соответствующего ему

комплексного тока векторам

 

Вектор  можно построить другим способом. Сначала проведем из начала координат луч под углом  к оси действительных, а затем отложим от начала координат вдоль луча отрезок, длина которого в выбранном масштабе равна . Первый способ построения вектора  применяется, когда комплексный ток  задан в алгебраической форме, второй – когда комплексный ток задан в показательной форме.

Обычно комплексный ток и соответствующий ему вектор обозначают одинаковым образом, например, .

 

И 4.32 Любому синусоидальному току (или синусоидальному напряжению), а также соответствующему комплексному току (или комплексному напряжению) можно сопоставить вектор на комплексной плоскости; его называют вектором тока (или вектором напряжения).

 

Справедливо также обратное утверждение: если на комплексной плоскости задан масштаб токов (или напряжений), то любому вектору можно сопоставить комплексный и синусоидальный ток (или комплексное и синусоидальное напряжение).

 

И 4.33 Определение. Пусть на комплексную плоскость нанесены векторы токов и напряжений на элементах некоторой цепи. Совокупность этих векторов называют векторной диаграммой токов и напряжений.

 

Очевидно, что для разных целей получаются различные векторные диаграммы токов и напряжений. По векторным диаграммам легко судить о сходстве или различии режимов, существующих в разных цепях или в одной цепи, в которой происходят какие-либо изменения.

 

И 4.34 Векторы токов и напряжений являются свободными векторами. Их можно перемещать на комплексной плоскости, не изменяя направления.

 

Векторы токов можно расположить на диаграмме так, что каждому уравнению, составленному по первому закону Кирхгофа, будет соответствовать замкнутый многоугольник векторов токов. Векторы напряжений и ЭДС можно расположить так, что каждому уравнению, составленному по второму закону Кирхгофа, будет соответствовать замкнутый многоугольник векторов. Такие векторные диаграммы называют векторно-топографическими диаграммами. Они представляют собой уравнения Кирхгофа в геометрической форме.

 

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: