Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

  • Электрическое сопротивление
  • Если в некоторых проводящих частях материальной среды, то есть участках электротехнического устройства заполненных проводящей средой (проводниками), существует ЭМП и в процентном соотношении энергия токов проводимости значительно преобладает над энергией токов электрического смещения стекающих в окружающую проводник диэлектрическую среду и энергией магнитного поля в этой части пространства, то эту часть среды можно в интегральном смысле заменить некоторым условным элементом, называемым электрическое сопротивление R . Элемент электрическое сопротивление призван связать между собой электрический ток проводимости,
  • проходящий через эту проводящую часть пространства, и электрическое напряжение между граничными точками рассматриваемого участка.
  • Математически эта связь записывается в виде:
  •                            Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность          или Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

и называется закон Ома . В электрических цепях такой участок изображается в виде схемы .

Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

Полученный элемент ЭЦ является идеализированным, так как введен при вышеописанных идеализациях энергетических процессов в ЭМП.

Величина, обратная электрическому сопротивлению называется электрической проводимостью G:

Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

Энергия электрического поля, поступающая в проводящий участок R

безвозвратно теряется в нем, преобразуясь в другие виды энергии (тепловую, механическую и т. п.). Мощность этой энергии P определяется током и напряжением этого участка среды

Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

  1. Данное выражение называется закон Джоуля – Ленца. С учетом закона Ома, связывающего ток и напряжение проводящего участка закон Джоуля – Ленца может быть записан в других формах
  2.                       Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность        , Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность                .
  3. Таким образом , введенный идеализированный элемент – электрическое сопротивление R  оценивает безвозвратно потребляемую электрическую энергию в нем.

В системе Си электрическое сопротивление измеряется в Омах (Ом) , мощность в ваттах ( Вт ). При больших значениях сопротивления и мощности используют в качестве единиц измерения килоомы ( кОм), мегаомы (МОм), киловатты (кВт),мегаватты (МВт).

Следует отметить, что при выборе направлений отсчета (стрелок) тока и напряжения на R навстречу друг другу в законах Ома и Джоуля – Ленца появляется знак минус

                           Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность            ,       Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность     .

Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

  • Емкость
  • Если ЭМП существует в части пространства заполненной диэлектрической средой с током электрического смещения в ней i(t) и в процентном соотношении энергия определяемая этим током значительно превосходит энергию магнитного поля и энергию токов проводимости появляющихся в этой среде в связи с несовершенством диэлектрика, то эту часть среды можно в интегральном смысле заменить некоторым условным элементом, называемым емкость C. Этот элемент связывает между собой ток электрического смещения протекающий через данную часть пространства и напряжение между граничными точками рассматриваемой диэлектрической среды
  • или
  •                                      .
  • В электрических цепях такой участок изображается в виде схемы
  • Емкость оценивает энергию электрического поля , поступающего в диэлектрическую среду участка и запасенную в ней
  • .

Если электрическое поле не изменяется во времени , то есть постоянно, то процесс переполяризации диэлектрика отсутствует и ток электрического смещения равен нулю . Следовательно , в режиме постоянного тока емкость является разрывом для цепи на данном участке.

В элементе емкость не происходит преобразования энергии электрического поля в другие виды энергии, а осуществляется запасание (консервирование) этой энергии.

Если сравнивать энергетические процессы в элементах R и C, то они в чем-то напоминают энергетические процессы в механике, где разделяется физическая сущность кинетической и потенциальной энергий.

  1. В системе Си емкость измеряется в фарадах (Ф). При малых значениях емкости часто используют такие единицы измерения как микрофарады (мкФ),
  2. нанофарады (нФ), пикофарады (пФ).
  3. Индуктивность

Как было отмечено ЭМП кроме электрической составляющей имеет и магнитную. Магнитное поле появляется там, где есть движущиеся заряды ( электрический ток), в виде вихрей вокруг линий тока.

Больших концентраций энергии магнитного поля добиваются с помощью катушек намотанных на каркас большим числом витков.

Если в процентном соотношении энергия магнитного поля сосредоточенного в области катушки значительно преобладает над энергией тока проводимости в витках катушки и энергий тока электрического смещения стекающего с поверхности витков в окружающую диэлектрическую среду, тогда данный участок можно представить в виде идеализированного элемента индуктивность L. Условное изображение этого элемента в электрических схемах представлено ниже

  • Ток, создающий магнитное поле и напряжение, вычисленное между точками входа тока в катушку и его выхода по пути, где магнитное поле уже практически отсутствует связаны соотношениями:
  • Индуктивность L оценивает энергию магнитного поля запасного в объеме данного участка

Если магнитное поле не изменяется во времени, то есть создается постоянным током, то напряжение на этом элементе будет равно нулю.

В режиме постоянного тока индуктивность становиться “закороткой” то есть нулевым сопротивлением.

Физическое объяснение этого факта связано с тем, что напряжение появляется в переменных магнитных полях как следствие действия закона электромагнитной индукции (закон Фарадея).

Энергия магнитного поля также не преобразуется в данной части пространства в другие виды энергии, и только консервируется в нем (запасается). В системе Си индуктивность измеряется в генри (Гн).

  1.  Кроме введенных выше пассивных идеализированных элементов в ЭЦ действуют и активные идеализированные элементы.
  2. Активные идеализированные элементы ЭЦ
  3. Активным элементом ЭЦ является источник сторонних сил (ЭДС).
  4. В электрических цепях источники ЭДС изображаются в виде .
  5. Если источники ЭДС постоянные (например, аккумуляторная батарея), то их схематически часто изображают в виде

Источники ЭДС, разделяют и перемещают заряды на отдельных участках пространства .

Заряды, появляющиеся на границе участка сторонних сил порождают тем самым электрическое поле в других частях пространства, где это поле способно перемещать заряды, то есть создавать электрические токи .

Конфигурацию этого поля можно менять, меняя конфигурацию материальной среды этого пространства.  Это позволяет, например, без больших потерь энергии доставлять поле в любые отдаленные участки среды. В этом одно из значительных достоинств использования ЭМП.

Читайте также:  Клапан адсорбера: датчик абсорбера, что это, для чего нужен в машине

По закону сохранения энергии работа сил появляющегося электрического поля по перемещению зарядов вне источника ЭДС и работа сторонних сил должны совпадать. Следовательно, источник ЭДС создает напряжение электрического поля на своей границе равное ЭДС

Это основное свойство идеализированного источника ЭДС, то есть независимо от конфигураций, подключаемых к ЭДС сред напряжение на границах (на входе цепи) остается неизменным и равным ЭДС. Поэтому такие источники ЭДС называют источниками напряжения.

Кроме источников напряжения в качестве источников сторонних сил существует и источники тока. В отличие от источников напряжений эти источники вырабатывают движущиеся заряды то есть ток, причем величина тока уже предопределена, задана и не зависит от количества подключаемых элементов. Физической интерпретацией такого источника в какой-то мере может служить источник радиоактивного излучения.

  • Условное изображение идеализированного источника тока в ЭЦ представлено ниже
  • Таким образом, моделирование ЭМП реального электротехнического устройства может быть осуществлено с помощью двух групп идеализированных элементов: пассивных и активных.
  • В результате такого моделирования упрощенная модель ЭМП называется электрическая цепь (ЭЦ).
  • Таким образом, электрическая цепь — это совокупность устройств, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью интегральных понятий ток, напряжение, сопротивление, емкость, индуктивность,ЭДС.
  • Электрические схемы
  • Изображение ЭЦ с помощью идеализированных пассивных и активных элементов цепи называется электрической схемой цепи (схемой замещения).
  • Пример электрической схемы ЭЦ  
  • Разделение ЭМП на идеализированные участки кроме всего прочего отражает и реальный факт существования элементной базы электротехнических схем в виде резисторов, катушек индуктивностей и конденсаторов.
  • При различных режимах работы этих реальных элементов они представляются в виде схем замещения через идеализированные пассивные элементы ЭЦ.
  • Резистор.
  • В первом приближении схема замещения резистора- это сопротивление R.
  • Напомним только, что сопротивление металлического проводника длиной  l и сечением S рассчитывается по формуле:
  •                                                           ,

где γ – удельная проводимость материала проводника. Сопротивление, вычисленное по этой формуле соответствует сопротивлению проводника при постоянном токе в нем. Часто это сопротивление называют оммическим.

При переменном токе в проводнике наблюдается так называемый поверхностный эффект, приводящий к неравномерному распределению тока по сечению S и, как следствие, к изменению величины сопротивления. С увеличением частоты тока сопротивление растет. Поэтому часто сопротивление резистора на постоянном токе обозначают как R , а на переменном как r .

  1. Катушка индуктивности
  2. В схеме замещения катушки индуктивности необходимо учитывать потери энергии на сопротивлении обмоточного провода, в ферромагнитном сердечнике и экране. Поэтому в первом приближении схема замещения катушки индуктивности имеет вид, представленный ниже

В режиме постоянного тока катушка индуктивности представляет собой сопротивление  R. Эта схема применяется при анализе в области низких и средних частот. При необходимости учета энергии токов электрического смещения (в области высоких частот) используются схемы замещения второго прядка

  • Конденсатор
  • Основным идеализированным элементом конденсатора является емкость. Однако в случае учета несовершенства диэлектрика и связанных с ним токов прводимости в конденсаторе в схему замещения вводится элемент сопротивление
  •                    а)                                                    б)
  • Следовательно, в режиме постоянного тока конденсатор представляется в виде сопротивления R (или проводимости G).
  • Из рассмотренного материала следует, что относительно несложные реальные электрические цепи при учете свойств реальных элементов могут иметь достаточно сложную схему замещения.
  • Источники электрической энергии
  • Реальные источники электрической энергии также представляются схемой замещения, состоящей из идеализированных элементов.

К реальным источникам энергии можно отнести: аккумуляторные батареи, химические источники(батарейки), электромашинные источники(генераторы), источники, работающие на солнечной энергии(солнечные батареи), и т. д.

Все эти источники выполняют двойную функцию: производят разделение зарядов на положительные и отрицательные и тем самым становятся источником электрического поля.

Сила, производящая разделение зарядов(сторонняя сила), определяется видом источника.

В аккумуляторных батареях и химических источниках(батарейках) это сила электролитической диссоциации, в электромашинных источниках(генераторах) это совместное действие механических сил и магнитного поля.

Особенность реальных источников в том, что они имеют внутренние потери энергии. В схеме замещения реальных источников эти потери оцениваются введением электрического сопротивления, называемым внутренним сопротивлением источника.

  1. Такой источник называется реальный источник напряжения
  2. Свойства этого источника определяются его внешней характеристикой, это зависимость напряжения на его выходных зажимах от тока , проходящего через источник
  3. Графически внешняя характеристика имеет вид
  4. Если внутреннее сопротивление реального источника равно нулю, то получается схема идеализированного источника напряжения(источника ЭДС), называемая идеальным источником напряжения. Напомним, что для идеального источника напряжения
  5. Именно поэтому идеальный источник ЭДС является источником напряжения, то есть напряжение на его зажимах постоянно и не зависит от тока источника.

Если внутреннее сопротивление источника напряжения мало, то напряжение на выходе будет незначительно отличаться от ЭДС, то есть мало меняться при изменении тока (нагрузки) источника. Поэтому такие реальные источники ЭДС называют источниками напряжения.

  • Если внутреннее сопротивление источника ЭДС увеличивается, то ток источника будет мало отличаться от тока короткого замыкания источника.
  • Источник ЭДС, работающий в таком режиме называется источником тока. Его схема замещения имеет вид:
  • Внешняя характеристика реального источника тока имеет вид
  • График внешней характеристики источника тока
  • Если внутреннее сопротивление источника тока стремится к бесконечности, то источник тока превращается в идеальный источник тока. Его схема замещения имеет вид

Как видно из графиков внешних характеристик реальных источников напряжения и тока они абсолютно идентичны по своему виду. Поэтому реальные источники напряжения и тока могут взаимно преобразовываться друг в друга.

  1.  При преобразовании источника напряжения в источник тока
  2. При преобразовании источника тока в источник напряжения
  3. Основные топологические определения электрической схемы
  4. Граф цепи-это скелетная схема цепи

Ветвь графа цепи-это элемент графа по которому протекает один и тот же ток. Ветвь может содержать один или несколько идеализированных пассивных и(или) активных элементов цепи. На изображенном выше графе 6 ветвей.

Читайте также:  Датчик скорости Дэу Нексия: где находится, признаки неисправности, замена, принципы работы

Узел графа цепи-это место соединения трех или более ветвей. На изображенном выше графе 4 узла.

Контур графа цепи- замкнутый путь, состоящий из ветвей графа. На изображенном выше графе можно найти 7контуров .

Основные электрические величины

Рассмотрим основные электрические величины, которые мы изучаем сначала в школе, затем в средних и высших учебных заведениях. Все данные для удобства сведем в небольшую таблицу. После таблицы будут приведены определения отдельных величин, на случай возникновения каких-либо непониманий.

Величина Единица измерения в СИ Название электрической величины
q Кл — кулон заряд
R Ом – ом сопротивление
U В – вольт напряжение
I А – ампер Сила тока (электрический ток)
C Ф – фарад Емкость
L Гн — генри Индуктивность
sigma См — сименс Удельная электрическая проводимость
e0 8,85418781762039*10-12 Ф/м Электрическая постоянная
φ В – вольт Потенциал точки электрического поля
P Вт – ватт Мощность активная
Q Вар – вольт-ампер-реактивный Мощность реактивная
S Ва – вольт-ампер Мощность полная
f Гц — герц Частота

Существуют десятичные приставки, которые используются в названии величины и служат для упрощения описания. Самые распространенные из них: мега, мили, кило, нано, пико. В таблице приведены и остальные приставки, кроме названных.

Десятичный множитель Произношение Обозначение (русское/международное)
10-30 куэкто q
10-27 ронто r
10-24 иокто и/y
10-21 зепто з/z
10-18 атто a
10-15 фемто ф/f
10-12 пико п/p
10-9 нано н/n
10-6 микро мк/μ
10-3 милли м/m
10-2 санти c
10-1 деци д/d
101 дека да/da
102 гекто г/h
103 кило к/k
106 мега M
109 гига Г/G
1012 тера T
1015 пета П/P
1018 экза Э/E
1021 зета З/Z
1024 йотта И/Y
1027 ронна R
1030 куэкка Q

Сила тока в 1А – это величина, равная отношению заряда в 1 Кл, прошедшего за 1с времени через поверхность (проводник), к времени прохождения заряда через поверхность. Для протекания тока необходимо, чтобы цепь была замкнутой.

  • Сила тока измеряется в амперах. 1А=1Кл/1c
  • В практике встречаются
  • 1кА = 1000А
  • 1мА = 0,001А
  • 1мкА = 0,000001А

Электрическое напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрического поля. Величина электрического потенциала измеряется в вольтах, следовательно, и напряжение измеряется в вольтах (В).

  1. 1Вольт – напряжение, которое необходимо для выделения в проводнике энергии в 1Ватт при протекании по нему тока силой в 1Ампер.
  2. 1В=1Вт/1А.
  3. В практике встречаются
  4. 1кВ = 1000В
  5. 1мВ = 0,001В

Электрическое сопротивление – характеристика проводника препятствовать протеканию по нему электрического тока. Определяется как отношение напряжения на концах проводника к силе тока в нем. Измеряется в омах (Ом). В некоторых пределах величина постоянная.

  • 1Ом – сопротивление проводника при протекании по нему постоянного тока силой 1А и возникающем при этом на концах напряжении в 1В.
  • Из школьного курса физики все мы помним формулу для однородного проводника постоянного сечения:
  • R=ρlS – сопротивление такого проводника зависит от сечения S и длины l
  • где ρ – удельное сопротивление материала проводника, табличная величина.
  • Между тремя вышеописанными величинами существует закон Ома для цепи постоянного тока.
  • Ток в цепи прямо пропорционален величине напряжения в цепи и обратно пропорционален величине сопротивления цепи – закон Ома.
  • I=U/R
  • Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд.
  • Емкость измеряется в фарадах (1Ф).
  • 1Ф = 1Кл/1В
  • 1Ф – это емкость конденсатора между обкладками которого возникает напряжение 1В при заряде в 1Кл.
  • В практике встречаются
  • 1пФ = 0,000000000001Ф
  • 1нФ = 0,000000001Ф
  • Индуктивность – это величина, характеризующая способность контура, по которому протекает электрический ток, создавать и накапливать магнитное поле.
  • Индуктивность измеряется в генри.
  • 1Гн = (В*с)/А
  • 1Гн – величина, равная ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении величины тока в контуре на 1А в течение 1секунды.
  • В практике встречаются
  • 1мГн = 0, 001Гн

Электрическая проводимость – величина, показывающая способность тела проводить электрический ток. Обратная величина сопротивлению.

  1. Электропроводность измеряется в сименсах.
  2. 1См = Ом-1
  3. Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Как подобрать шунт к амперметру

Как подключить стрелочный амперметр

Самое популярное

Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

Единицы измерения физвеличин

Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

Схемы групп соединения обмоток трансформатора

Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

Изолированная, эффективно заземленная и глухозаземленная нейтраль

Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

Силовой трансформатор звезда треугольник

Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

Как проверить кабель мегаомметром

Электрический ток. Закон Ома для цепей постоянного и переменного тока

  • Онлайн расчёт электрических величин напряжения, тока Рё мощности для участка цепи, полной цепи, цепи СЃ резистивными, ёмкостными Рё индуктивными элементами.
  • Теория Рё практика для начинающих.

Начнём с терминологии.

Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц, РїСЂРё котором РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ перенос заряда РёР· РѕРґРЅРѕР№ области электрической цепи РІ РґСЂСѓРіСѓСЋ.

Силой электрического тока (I) является величина, которая численно равна количеству заряда Δq, протекающего через заданное поперечное сечение проводника S за единицу времени Δt: I = Δq/Δt.

Напряжение электрического тока между точками A Рё B электрической цепи — физическая величина, значение которой равно работе эффективного электрического поля, совершаемой РїСЂРё переносе единичного РїСЂРѕР±РЅРѕРіРѕ заряда РёР· точки A РІ точку B. Омическое (активное) сопротивление — это сопротивление цепи постоянному току, вызывающее безвозвратные потери энергии постоянного тока. Теперь можно переходить Рє закону РћРјР°.

Закон Ома был установлен экспериментальным путём в 1826 году немецким физиком Георгом Омом и назван в его честь.

По большому счёту, Закон Ома не является фундаментальным законом природы и может быть применим в ограниченных случаях, определяющих зависимость между электрическими величинами, такими как: напряжение, сопротивление и сила тока исключительно для проводников, обладающих постоянным сопротивлением. При расчёте напряжений и токов в нелинейных цепях, к примеру, таких, которые содержат полупроводниковые или электровакуумные приборы, этот закон в простейшем виде уже использоваться не может.

Читайте также:  Термостат ВАЗ-2109: инжектор и карбюратор, как проверить, замена

Тем не менее, закон Ома был и остаётся основным законом электротехники, устанавливающим связь силы электрического тока с сопротивлением и напряжением.

Формулировка закона Ома для участка цепи может быть представлена так: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению (разности потенциалов) на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника и записана в следующем виде: I=U/R,

  1. Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность РіРґРµ I – сила тока РІ РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРµ, измеряемая РІ амперах [Рђ]; U – электрическое напряжение (разность потенциалов), измеря- емая РІ вольтах [Р’];
  2. R – электрическое сопротивление проводника, измеряемое в омах [Ом]
  3. Производные РѕС‚ этой формулы приобретают такой же незамысловатый РІРёРґ: R=U/I Рё U=R×I.
  4. Зная любые два из трёх приведённых параметров можно произвести и расчёт величины мощности, рассеиваемой на резисторе.

. Мощность является функцией протекающего тока I(А) и приложенного напряжения U(В) и вычисляется по следующим формулам, также являющимся производными от основной формулы закона Ома: P(Вт) = U(В)×I(А) = I2(А)×R(Ом) = U2(В)/R(Ом) Формулы, описывающие закон Ома, настолько просты, что не стоят выеденного яйца и, возможно, вообще не заслуживают отдельной крупной статьи на страницах уважающего себя сайта. Не заслуживают, так не заслуживают. Деревянные счёты Вам в помощь, уважаемые дамы и рыцари! Считайте, учитывайте размерность, не стирайте из памяти, что:

Единицы измерения напряжения: 1В=1000мВ=1000000мкВ; Единицы измерения силы тока:1А=1000мА=1000000мкА; Единицы измерения сопротивления:1Ом=0.001кОм=0.000001МОм;

  • Единицы измерения мощности:1Р’С‚=1000РјР’С‚=100000РјРєР’С‚
  • ТАБЛР�ЦА ДЛЯ ПРОВЕРКР� РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТОВ Р—РђРљРћРќРђ РћРњРђ.

. РќСѓ Рё так, РЅР° РІСЃСЏРєРёР№ случай, чисто для проверки полученных результатов, приведём незамысловатую таблицу, позволяющую РІ онлайн режиме проверить расчёты, связанные СЃРѕ знанием формул закона РћРјР°. Вводить РІ таблицу нужно только РґРІР° имеющихся Сѓ Вас параметра, остальные посчитает таблица. Р’СЃРµ наши расчёты проводились РїСЂРё условии, что значение внешнего сопротивления R значительно превышает внутреннее сопротивление источника напряжения rвнутр. Если это условие РЅРµ соблюдается, то РїРѕРґ величиной R следует принять СЃСѓРјРјСѓ внешнего Рё внутреннего сопротивлений: R = Rвнешн + rвнутр , после чего закон приобретает солидное название — закон РћРјР° для полной цепи: I=U/(R+r) . Для многозвенных цепей возникает необходимость преобразования её Рє эквивалентному РІРёРґСѓ:Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

Значения последовательно соединённых резисторов просто суммируются, в то время как значения параллельно соединённых резисторов определяются исходя из формулы: 1/Rll = 1/R4+1/R5.

А онлайн калькулятор для расчёта величин сопротивлений при параллельном соединении нескольких проводников можно найти на странице ссылка на страницу.

Теперь, что касается закона Ома для переменного тока.

Если внешнее сопротивление у нас чисто активное (не содержит ёмкостей и индуктивностей), то формула, приведённая выше, остаётся в силе.

Единственное, что надо иметь РІ РІРёРґСѓ для правильной интерпретации закона РћРјР° для переменного тока — РїРѕРґ значением U следует понимать действующее (эффективное) значение амплитуды переменного сигнала.

Рђ что такое действующее значение Рё как РѕРЅРѕ связано СЃ амплитудой сигнала переменного тока? Приведём диаграммы для нескольких различных форм сигнала.Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность Слева направо нарисованы диаграммы синусоидального сигнала, меандра (прямоугольный сигнал СЃРѕ скважностью, равной 2), сигнала треугольной формы, сигнала пилообразной формы. Глядя РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРѕРє можно осмыслить, что амплитудное значение приведённых сигналов — это максимальное значение, которого достигает амплитуда РІ пределах положительной, или отрицательной (РІ наших случаях РѕРЅРё равны) полуволны. Рассчитываем действующее значение напряжение интересующей нас формы: Для СЃРёРЅСѓСЃР° U = UРґ = UР°/в€љ2; для треугольника Рё пилы U = UРґ = UР°/в€љ3; для меандра U = UРґ = UР°. РЎ этим разобрались!

Теперь посмотрим, как будет выглядеть формула закона Ома при наличии индуктивности или ёмкости в цепи переменного тока.

Р’ общем случае смотреться это будет так:Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность

А формула остаётся прежней, просто в качестве сопротивления R выступает полное сопротивление цепи Z, состоящее из активного, ёмкостного и индуктивного сопротивлений.

Поскольку фазы протекающего через эти элементы тока РЅРµ одинаковы, то простым арифметическим сложением сопротивлений этих трёх элементов обойтись РЅРµ удаётся, Рё формула приобретает РІРёРґ: Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность Реактивные сопротивления конденсаторов Рё индуктивностей РјС‹ СЃ Вами уже рассчитывали РЅР° странице ссылка РЅР° страницу Рё знаем, что величины эти зависят РѕС‚ частоты, протекающего через РЅРёС… тока Рё описываются формулами: XC = 1/(2ПЂЖ’РЎ) ,   XL = 2ПЂЖ’L .

Нарисуем таблицу для расчёта полного сопротивления цепи для переменного тока.

Количество вводимых элементов должно быть РЅРµ менее РѕРґРЅРѕРіРѕ, РїСЂРё наличии индуктивного или емкостного элемента — необходимо указать значение частоты f !

КАЛЬКУЛЯТОР ДЛЯ ОНЛАЙН РАСЧЁТА ПОЛНОГО СОПРОТ�ВЛЕН�Я ЦЕП�.

Теперь давайте рассмотрим практический пример применения закона Ома в цепях переменного тока и рассчитаем простенький бестрансформаторный источник питания.

Электрические величины: ток, напряжение, сопротивление, ёмкость, индуктивность Токозадающими цепями РІ данной схеме являются элементы R1 Рё РЎ1. Допустим, нас интересует выходное напряжение Uвых = 12 вольт РїСЂРё токе нагрузки 100 РјРђ. Выбираем стабилитрон Р”815Р” СЃ напряжением стабилизации 12Р’ Рё максимально допустимым током стабилизации 1,4Рђ. Зададимся током через стабилитрон СЃ некоторым запасом — 200РјРђ. РЎ учётом падения напряжения РЅР° стабилитроне, напряжение РЅР° токозадающей цепи равно 220РІ — 12РІ = 208РІ. Теперь рассчитаем сопротивление этой цепи Z для получения тока, равного 200РјРђ: Z = 208РІ/200РјРђ = 1,04РєРћРј. Резистор R1 является токоограничивающим Рё выбирается РІ пределах 10-100 РћРј РІ зависимости РѕС‚ максимального тока нагрузки. Зададимся номиналами R1 — 30 РћРј, РЎ1 — 1 РњРєС„, частотой сети f — 50 Гц Рё подставим РІСЃС‘ это хозяйство РІ таблицу. Получили полное сопротивление цепи, равное 3,183РєРћРј. Многовато будет — надо увеличивать ёмкость РЎ1. Поигрались туда-СЃСЋРґР°, нашли нужное значение ёмкости — 3,18 РњРєС„, РїСЂРё котором Z = 1,04РєРћРј. Р’СЃС‘ — закон РћРјР° выполнил СЃРІРѕСЋ функцию, расчёт закончен, всем спать полчаса!

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *