Введение. Изучение последовательного соединения

Изучение последовательного соединения

Активного, емкостного и индуктивного сопротивлений

В цепи переменного тока

Цель работы: Изучить физические явления, связанные с включением в цепь переменного тока активного, емкостного, индуктивного сопротивлений по отдельности, а также при последовательном соединении.

Получить навыки сборки сложных схем в цепях переменного тока, в вычерчивание векторных диаграмм. Научиться вести расчеты по обобщенному закону Ома для переменного тока. Изучить явление резонанса напряжений.

Оборудование:

Миллиамперметр (50-200мА)

2.Вольтметр (75-600В)

3.Магазин сопротивлений Р33

4.Батарея конденсаторов

5.Катушка индуктивности

6.Источник переменного тока U =24В

Введение

На преобладающем числе электростанций вырабатывается переменный ток. Генераторы переменного тока устроены так, что вырабатываемая ими электродвижущая сила (ЭДС) меняется по гармоническому закону:

(1)

где e – мгновенное значение ЭДС, e_m – амплитуда ЭДС, w - циклическая или круговая частота, t – время.

Известно, что w=2pν, ν – частота, равная числу изменений ЭДС за 1 секунду. Частоту можно измерить специальными приборами – частотомерами (герцомерами). Величина, обратная частоте, называется периодом T.

(2)

T – время одного изменения ЭДС.

Стандартная частота тока в России для осветительных и силовых сетей равна 50Гц. Эта частота еще называется технической. Очевидно:

w=2p^.50 ^рад/_сек= 314 ^рад/_сек (3)

Произведение wt называется фазой. Переменный ток также характеризуется эффективными (действующими) значениями. Теория дает следующие соотношения между эффективными значениями и амплитудами:

; ; (4)

e, U, I – эффективные значения ЭДС, напряжения, тока. Вольтметры и амперметры переменного тока показывают эффективные значения. e_m, U_m, I_m - амплитуды соответственно. В дальнейшем мгновенные значения напряжения и тока будем обозначать строчными буквами (u, i).

В цепи переменного тока различают три типа сопротивлений: активное, емкостное, индуктивное.

Активное сопротивление – это такое сопротивление, которое полностью превращает электрическую энергию в другие виды энергий необратимо. Активное сопротивление обозначается R. Его примерно можно рассчитывать по известному из теории для постоянных токов закону сопротивления: .

Емкостное и индуктивное сопротивления называют реактивными, т.к. они в среднем за период энергии не потребляют. На этих сопротивлениях происходят лишь колебания электрической энергии. Четверть периода они потребляют энергию, получаемую от источника, в следующую четверть периода возвращают ее назад.

Обозначения: X_C - емкостное сопротивление

X_L - индуктивное сопротивление