Содержание  
< назад вперед >

§ 68. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИИ

И ЕМКОСТИ (r, С)

На рис. 152 даны схема и векторная диаграмма для цепи с последовательным соединением активного сопротивления и емкос­ти. Напряжение сети U представляет собой геометрическую сумму падений напряжения на отдельных участках цепи, т. е. активного падения напряжения Ua, совпадающего по фазе с то­ком, и падения напряжения на емкостном сопротивле­нии Uс, отстающего от тока по фазе на 90°. Ток опережает по фазе напря­жение, приложенное к за­жимам цепи, на угол j, тангенс угла которого най­дем из векторной диаграм­мы рис. 152:

На рис. 153 даны кривые мгновенных значений напряжений и тока для последовательного соединения r и С. Кривая мгновенной мощности для этого случая показана на рис. 154.

Из графика видно, что в течение некоторой части периода энер­гия затрачивается в цепи на нагрев сопротивления г и образование  электрического поля (мощность положительная). В    течение другой части периода энергия, накопленная в электрическом поле конденсатора,  возвращается обратно в сеть. Из векторной диаграммы находим

Обозначая

получаем закон Ома для цепи с последовательным соединением активного сопротивления и емкости (цепи r и С):

где z — полное сопротивление цепи.

Деля стороны треугольника напряжений (рис. 155) на вели­чину тока I, получим треугольник сопротивлений для той же цепи (см. рис. 154).     

Если синусоидальное напряжение приложено к конденсатору с идеальным диэлектриком, то в цепи протекает емкостный ток, опережаю­щий напряжение по фазе на 90°. Мощность Р, потребляемая конденсатором, равна нулю, Когда синусоидальное напряжение приложено к кон­денсатору с реальным диэлектриком, то, как показывают измерения, ток в цепи опережает напряжение на угол j, меньший 90°. Отсюда следует, что включение конденсатора с ре­альным диэлектриком в цепи переменного тока можно представить схематически как по­следовательное соединение r и С. Мощность Р, потребляемая   конденсатором,   в   этом  случае выделяется в диэлектрике  в  виде тепла.  Эта мощность на­зывается  диэлектрическими потерями.