Резистора, катушки и конденсатора
Построение диаграммы начнем с вектора напряжения, которое одинаково для всех элементов цепи и предопределяет их токи, положим
. Ток резистора также имеет нулевую начальную фазу, векторы
и
коллинеарны (рис. 4.14).
| |
Рис. 4.14. Векторная диаграмма токов и напряжения для цепи с параллельным
включением элементов
(
)
Векторы токов в реактивных элементах
и
перпендикулярны вектору напряжения. Вектор
отстает от вектора
на
. Вектор
опережает вектор напряжения на
. Векторы токов
,
и
нанесены на диаграмму в порядке расположения соответствующих элементов в цепи. Начало каждого последующего вектора совмещено с концом предыдущего вектора, чтобы упростить суммирование трех векторов токов.
Согласно первому закону Кирхгофа
,
где
- входной комплексный ток. Векторы токов в элементах цепи просуммированы на диаграмме по правилу многоугольника. Угол сдвига фаз между напряжением и током в данном случае оказался отрицательным, рассматриваемая цепь имеет емкостный характер (в параллельных ветвях
и соответственно
).
Векторная диаграмма цепи со смешанным соединением
Элементов
Построение векторной диаграммы токов и напряжений для цепи, показанной на рис. 4.15, начнем с вектора напряжения на параллельных элементах, которому припишем нулевую начальную фазу (
,
).
| |
Рис. 4.15. Векторная диаграмма токов и напряжений со смешанным соединением
элементов
(
)
Векторы токов в реактивных элементах перпендикулярны вектору напряжения
. Вектор
отстает от вектора
на
. Вектор
опережает вектор
на
. Входной ток определен по первому закону Кирхгофа
;
суммирование векторов выполнено по правилу многоугольника (который выродился в прямую и слился с осью мнимых). Напряжение на резисторе
имеет такой же аргумент, как и входной ток
, векторы
и
коллинеарны. Входное напряжение определено по второму закону Кирхгофа
;
сложение векторов выполнено по правилу параллелограмма. Угол между входным напряжением и током оказался положительным. Рассматриваемая цепь имеет индуктивный характер (
,
в параллельных ветвях).
Если комплексным напряжениям
и
, с которых начато построение диаграммы, приписать не нулевые аргументы, а принять
, то есть направить векторы
и
по оси мнимых, то векторная диаграмма на рис. 4.15 переместится из четвертого квадранта комплексной плоскости в первый квадрант. Все векторы вслед за
и
повернутся против часовой стрелки на
.