Закон Ома устанавливает соотношение между током. Закон Ома устанавливает соотношение между током, протекающим по участку электрической цепи и падением напряжения на нём. Рассмотрим некоторый произвольный участок, подключённый к остальной цепи в двух точках и не содержащий источников электрической энергии.
 Скачать 29.53 Kb.
|
|
Закон Ома устанавливает соотношение между током, протекающим по участку электрической цепи и падением напряжения на нём. Рассмотрим некоторый произвольный участок, подключённый к остальной цепи в двух точках и не содержащий источников электрической энергии. Такой участок цепи называется пассивным двухполюсником. Напряжение и ток в точках подключения двухполюсника называются входным напряжением и входным током.
Если эти величины представить в комплексной форме U =Ue jψu ,I = Ie jψi , то их отношение (2.14) будет комплексным числом, имеющим размерность сопротивления и называемым комплексным сопротивлением. Модуль комплексного сопротивления Z =U /I определяет соотношение между действующими (амплитудными) значениями напряжения и тока и называется полным сопротивлением. Аргумент комплексного сопротивления ϕ = ψu −ψi определяет фазовое соотношением между напряжением и током, т.е. сдвиг фаз между ними. Причём, для обеспечения правильного соотношения между начальными фазами угол ϕ должен отсчитываться от вектора тока. Тогда при опережающем напряжении сдвиг фаз будет ϕ > 0 , а при опережающем токе – ϕ< 0 Комплексное сопротивление можно представить также в алгебраической форме: Z = R+ jX. Вещественная часть комплексного сопротивления называется активным сопротивлением, а мнимая –реактивным сопротивлением. Активное сопро- тивление всегда положительно, а реактивное может иметь любой знак. Если составляющие комплексного сопротивления изобразить векторами на плоскости, то активное, реактивное и полное сопротивления образуют прямоугольный треугольник, называемый треугольником сопротивлений. Для компонентов этого треугольника справедливы соотношения:
Таким образом, сдвиг фаз между током и напряжением на участке цепи определяется соотношением реактивного и активного сопротивлений. При отсутствии активной составляющей фазовый сдвиг, как следует из закона Ома для рассмотренных выше идеальных элементов цепи, составляет +90° при индуктивном характере реактивного сопротивления и –90° при ёмкостном характере. Наличие активной составляющей определяет для фазового смещения секторы: 0 < ϕ< 90° при активно-индуктивном характере комплексного сопротивления и 0 > ϕ > 90° при активно-ёмкостном характере. При отсутствии реактивной составляющей комплексного сопротивления сдвиг фаз между током и напряжением отсутствует, т.е. ϕ = 0 . Если в выражении (2.14) представить комплексное сопротивление в ал-
то комплексное напряжение на входе двухполюсника можно разделить на две составляющие. Одна из них U а = IR совпадает по направлению с вектором тока и называется комплексным активным напряжением. Вторая U р = jI X–перпендикулярна току и называется комплексным реактивным напряжением. Соотношение тока и напряжения в выражении (2.15) соответствует схеме. На ней составляющие комплексного сопротивления представлены в виде последовательного соединения, называемого последовательной схемой замещения. Активное напряжение в этой схеме соответствует напряжению на активном сопротивлении, а реактивное – на реактивном сопротивлении. Для составляющих комплексного напряжения очевидны соотношения:
причём активное напряжение может быть только положительным, а знак реактивного напряжения определяется знаком фазового сдвига ϕ. Вектор напряжения вместе с активной и реактивной составляющими образуют прямоугольный треугольник, называемый треугольником напряжений. Так же как в цепи постоянного тока, соотношение между током и напряжением на входе двухполюсника можно определить с помощью понятия проводимости:
то мы получим выражения для вещественной и мнимой части комплексной
ная проводимости, в отличие от комплексной и полной проводимости, не являются обратными величинами активного и реактивного сопротивлений. Каждая из составляющих комплексной проводимости зависит от обеих составляющих комплексного сопротивления. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||