Электротехника и электроника. Расчет электрических цепей переменного тока. (Лекция 3)

Содержание

Слайд 2

Однофазный синусоидальный ток

Основные понятия

ψ

Период Т и
частота

В России и Европе
f=50 Гц,
Т=20

Однофазный синусоидальный ток Основные понятия ψ Период Т и частота В России
миллисекунд

-начальная фаза напряжения u, и тока i

-амплитудное значение напряжения u, и тока i

-циклическая частота или угловая скорость

Слайд 3

u

i

t

i,u

0

Фазовый сдвиг:

ϕ

Мгновенные значения напряжения u(t), тока i(t) и фазовый сдвиг ϕ

u i t i,u 0 Фазовый сдвиг: ϕ Мгновенные значения напряжения u(t),

Слайд 4

Средние и действующие значения величин

Среднее значение переменной величины за период Т

Средние и действующие значения величин Среднее значение переменной величины за период Т
равно нулю. Поэтому среднее значение вычисляют за половину периода:

Среднее значение для мощности за период времени Т можно вычислить формулой:

Для оценки периодически изменяющегося величин (напряжение, ЭДС и ток) используется и понятие «действующее значение».

Однофазный синусоидальный ток

Действующим значением переменного периодического сигнала (i(t)) называется значение такого постоянного сигнала (I), который за один период совершает ту же работу, что и рассматриваемый переменный.

Слайд 5

Действующее значение переменной величины

Работу, совершаемую при приложении напряжения на резистор с сопротивлением

Действующее значение переменной величины Работу, совершаемую при приложении напряжения на резистор с
r находим по закону Джоуля-Ленца.

Постоянное напряжение

Переменное напряжение

Если мгновенное значение напряжения:

То постоянное напряжение U вычислим из равенства работ

Слайд 6

Мощность в сети переменного тока

Мощность отбирается от сети и совершает полезную работу

Активная

Мощность в сети переменного тока Мощность отбирается от сети и совершает полезную
мощность. Единица измерения - Вт

Знакопеременная величина. Средняя значения за период =0!

Реактивная мощность. Единица измерения - ВАр

Наибольшее значение активной мощности, возможное при данных значениях напряжения и тока, называется полной мощностью и обозначается S:

S=UI [ВА]

Слайд 7

Соотношение действующих значений напряжения и тока и сдвиг по фазе в цепи

Соотношение действующих значений напряжения и тока и сдвиг по фазе в цепи
синусоидального переменного тока

Для резистора:

Для емкости:

Составим уравнение на основании второго закона Кирхгофа для замкнутого контура:

Мгновенные значения тока i(t) и
напряжения u(t) на зажимах двухполюсника:

Для индуктивности:

Обозначим:

Для отдельных элементов цепи можем написать:

Слайд 8



Реактивное напряжение:

Полное напряжение:

Введем величину:

Тогда можем написать:

где:

Отсюда получим:

Мгновенное значение напряжения на

Реактивное напряжение: Полное напряжение: Введем величину: Тогда можем написать: где: Отсюда получим:
входе двухполюсника u(t):

ϕ - фазовый сдвиг между входным напряжением u(t) и током i(t)

Активное напряжение:

Полное напряжение умножим и поделим на z:

Для данной схемы введем:

Слайд 9

введённые выше величины xL, xC, x, z имеют размерность сопротивления (Ом).

Поэтому в

введённые выше величины xL, xC, x, z имеют размерность сопротивления (Ом). Поэтому
соответствии с их физическим смыслом – они называются:

z- полное сопротивление.

xL - индуктивное сопротивление;

x - реактивное сопротивление;

Реактивную мощность можем представить в виде:

Подставляя данные величины в формулы мощности:

-

xC - ёмкостное сопротивление;

Закон Ома для действующих
значений тока и напряжения:

r - активное сопротивление;