Векторные диаграммы
Рассмотрим цепь, представленную на рисунке, состоящую из последовательно соединенных резистора сопротивлением R, катушки индуктивностью L и конденсатора емкостью С.
Если к зажимам этой цепи приложить переменное напряжение циклической частоты ω, то во всех элементах цепи установится одинаковый переменный ток
i = Im sin ωt.
На каждом элементе цепи появится падение напряжения, пропорциональное его сопротивлению. При последовательном соединении сумма этих падений напряжений должна быть равна напряжению на зажимах цепи.
В любой момент времени для мгновенных значений
напряжений выполняется равенство:
Вдоль выбранного направления откладывается вектор силы тока Im и напряжения на резисторе Um, R. Векторы Um, L и Um, C проводят из той же точки под углом π/2 относительно силы тока в тригонометрическом направлении и, соответственно, в противоположном. Так как угол между векторами Um, L и Um, C равен π и они в противофазе, то возможны три случая:
1) Um, L > Um, C, то есть ωL > 1/ωC. В этом случае говорят, что цепь имеет преимущественно индуктивный характер. На векторной диаграмме (рис. а) видно, что результирующий вектор Um опережает по фазе на угол φ вектор силы тока, то есть φ > 0.
2) Um, C > Um, L, то есть 1/ωC > ωL – цепь имеет преимущественно
емкостный характер. На векторной диаграмме (б) видно,
что результирующий вектор Um отстает по фазе на угол φ от вектора
силы тока, то есть φ < 0.
3) UL = UC, то есть ωL = 1/ωC. В этом случае индуктивные и емкостные эффекты взаимно компенсируются, сдвиг фаз между напряжением и силой тока φ = 0 (в).
Ответьте на вопросы, отметив необходимые точки.
Интерактивное
упражнение, рекомендуемое для закрепления. Фронтальная работа, проводимая
учителем со всеми учащимися.
Найдите пару
Интерактивное упражнение
рекомендуется для понимания. Это можно практиковать фронтально или
индивидуально.
Определите истинно или ложно утверждение
Предлагаемое
интерактивное упражнение для рефлексии. Можно в группах.
