Când o tensiune sinusoidală este aplicată condensatorului, acesta este încărcat și descărcat periodic. Având în vedere natura variabilă a tensiunii, polaritatea încărcării condensatorului variază periodic. Curentul din condensatorul IC atinge valoarea lui de amplitudine de fiecare dată când tensiunea uC trece prin zero la el (figura 1). Astfel, valul sinusoidal al curentului iC este înaintea sinusoidului de tensiune uc cu 90 °.
Reactanța condensatorului
Condensatorul din circuitul de curent sinusoidal are un efect de limitare a curentului, care este cauzat de acționarea viitoare a tensiunii când semnul încărcării se modifică. Acest efect de limitare a curentului este de obicei exprimat ca
reactanță capacitivă (reactanță capacitivă) Xc.
Valoarea reactanței capacitive Xc depinde de capacitatea condensatorului măsurată în Farads și de frecvența tensiunii AC aplicate. În cazul unei tensiuni sinusoidale, avem:
unde Хс - rezistența capacitivă reactivă, Ohm;
C este capacitatea condensatorului, Ф;
= 2πf este frecvența unghiulară a tensiunii sinusoidale (curent).
Circuitele sinusoidale cu inductoare
Tensiunea și curentul inductorului
Atunci când o tensiune sinusoidală este aplicată inductorului, curentul din el se află în spatele sinusoidului de tensiune cu 90 °. În consecință, valoarea instantanee a curentului atinge o valoare de amplitudine un sfert de perioadă mai târziu decât valoarea instantanee a tensiunii (figura 2). În acest argument, rezistența activă a bobinei este neglijată.
Lucrări de laborator 3
Conectarea serial a rezistenței
Când se aplică o tensiune sinusoidală alternantă la circuit (Figura 3.1) cu o conexiune de serie a unui rezistor și a unui inductor, același curent sinusoidal are loc în ambele componente ale circuitului.
Între tensiunile UR. UC și U, există schimbări de fază datorită reactanței capacitive XC. Acestea pot fi reprezentate folosind o diagramă vector de stres (Figura 3. 2).
Schimbarea de fază între curentul I și tensiunea pe rezistorul Ur este absent, în timp ce schimbarea între acest curent și căderea de tensiune pe condensatorul Uc este de 90 ° (adică curentul este înaintea tensiunii de 90). În acest caz, schimbarea între tensiunea totală a circuitului U și curentul I este determinată de relația dintre rezistențele Xc și R.
Dacă fiecare parte a triunghiului de tensiune este împărțită de curent, obținem un triunghi de rezistențe (Figura 3.3). În triunghiul de rezistență, Z este așa-numita impedanță a circuitului.
Datorită schimbării de fază între curent și tensiune în circuitele de acest fel, este imposibilă o adăugare aritmetică simplă a valorilor de acționare sau de amplitudine ale tensiunilor pe elementele de circuit individuale. Este imposibil și adăugarea unor rezistențe diferite (active și reactive). Cu toate acestea, în formă vectorială
Valoarea efectivă a tensiunii totale a circuitului, după cum urmează din diagrama vectorială,
Impedanța circuitului:
Rezistența circuitului activ:
Rezistența capacitivă a circuitului:
Unghi de schimbare de fază
Pentru un circuit cu conexiune în serie a unui rezistor și a unui condensator, măsurați și calculați valorile reale ale căderilor de tensiune pe rezistorul Ur și condensatorul UC. curentul I, unghiul de schimbare a fazei # 966; impedanța circuitului Z și reactanța capacitivă XC și rezistența activă R.
Ordinea de executare a muncii
· Asamblați circuitul conform schemei (Figura 3.4), conectați sursa de tensiune sinusoidală reglabilă și setați parametrii: U = 5 V, f = 1 kHz.
Impedanța circuitului
Rezistența circuitului activ
Rezistența capacitivă a circuitului
· Selectați scalele și construiți o diagramă vector de stres (Figura 5) și un triunghi de rezistențe (Figura 6).
- Ce se numește perioada?
- Ce se numește frecvență?
- Pentru tensiunea și curentul alternativ, scrieți expresiile pentru tensiuni instantanee și curenți și stabiliți amplitudinea și faza inițială.
- Definiți tensiunea curentă (curent), indicați relația sa cu amplitudinea tensiunii (curentului).
- Oferiți definiții ale puterii instantanee și active.
- Explicați scopul instrumentelor în circuitul de măsurare.
- Elementele care au o rezistență activă.
- Ce fel de diagramă de timp a tensiunii și curentului are o conexiune serială a circuitelor R și C?
- Desenați triunghiuri de tensiuni, rezistențe și puteri pentru un circuit cu o sarcină capacitivă activă. Cum diferă acestea de triunghiurile pentru sarcina activă-inductivă?
Lucrări de laborator 4
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: