Емкостном характере

В неразветвленной цепи ( 2.23) при действии источника синусоидальной ЭДС е - Emsin(ut + Фе) ток также синусоидален: / = - Jmsin(o;/ + ф.) и напряжения на резистивном, индуктивном и емкостном элементах

При известном комплексном токе в цепи комплексные напряжения на резистивном, индуктивном и емкостном элементах рассчитываются соответственно по (2.29), (2.32), (2.36).

2.13. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В РЕЗИСТИВНОМ, ИНДУКТИВНОМ И ЕМКОСТНОМ ЭЛЕМЕНТАХ

где учтено, что по закону Ома If = gU, IL = ~jb, U> 1„ -jb^, U — комплексы токов в резистивном, индуктивном и емкостном элементах;

Рассмотпим сначала приемники энергии, схемы замещения которых содержат резистивные, индуктивные и емкостные элементы. Энергетические процессы в резистивных, индуктивных и емкостных элементах различны по физической природе. В резистивных элементах происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Средняя скорость необратимого процесса преобразования энергии в резистивном элементе определяется активной мощностью Р [см. (2.50)]. В индуктивных и емкостных элементах происходит периодическое аккумулирование энергии в магнитных и электрических полях, а затем энергия возвращается во внешнюю относительно этих элементов часть цепи. В таких элементах нет необратимого преобразования электрической энергии в другие виды, т. е. активная мощность Р равна нулю. Электрические процессы в индуктивном и емкостном элементах определяются реактивной индуктивной мощностью Q, [см. (2.52)] и реактивной емкостной мощностью <2„

то ток в цепи не изменится, а напряжения на индуктивном и емкостном элементах увеличатся в п раз ( 2.44, б): U'L =nUL и lj'c =nUc . Следовательно, в принципе можно безгранично увеличивать напряжения на индуктивном и емкостном элементах при том же токе: / = / ез = = U/r. '

Наибольшие значения напряжений на индуктивном и емкостном элементах получаются при угловых частотах, несколько отличающихся от резонансной. Так, напряжение на емкостном элементе

При резонансе действующие значения токов в индуктивном и емкостном элементах одинаковые: IL = (1/со L)U = /с = ш CU, a сдвиг фаз между токами равен я, так как ток в индуктивном элементе отстает от напряжения по фазе на угол я/2, а ток в емкостном элементе опережает напряжение на такой же угол я/2 ( 2.47) .

тоже в п раз, а общий ток останется тем же: / =gU. Таким образом, в принципе можно неограниченно увеличивать токи в индуктивном и емкостном элементах при неизменном токе источника.

противоположны по фазе (см. 2.44). Следовательно, действующее значение напряжения питания равно модулю разности действующих значений напряжений на индуктивном и емкостном элементах:

Напряжения на индуктивном и емкостном элементах отличаются по форме от несинусоидального тока этих элементов.

Выражению (2.48) соответствуют треугольники сопротивлений на комплексной плоскости. На 2.26, а и б построены треугольники сопротивлений при х > 0 и л: < 0, т. е. при индуктивном и емкостном характере комплексного сопротивления. Там же показаны схемы замещения соответствующих цепей. Из треугольников сопротивлений наглядно определяются тригонометрическая и показательная формы комплексного сопротивления неразветвленной пассивной цепи, совпадающие с выражениями (2.45), причем полное сопротивление z и аргумент i? комплексного сопротивления (2.48) будут

При индуктивном характере входного сопротивления двухполюсника (у > 0) реактивная мощность положительная, а при емкостном характере (vJ < 0) отрицательная.

где ^ и Tt • - значения главных магнитных потоков первичной и вторичной обмоток трансформатора. Б этой формуле энак "плюс" имеет место при емкостном характере нагрузки трансформатора, а циан "минус" т' при индуктивном характере нагрузки.

Ив 1. Ifja и б видно, что напряжение вторичной обмотки • при активно-индуктивной нагрузке меньше вторичной а.д.с., а при активно-емкостном характере нагрузки - напротив, больше. Это происходит, во-первых, из-за того,-чуо в первом случае вторичная обмотка создает размагничивающую ~IH. о./а во .втором-намагничивающую, в результате чего в первом случае в обмотках трансформатора наводится меньшая э.д. с., а во в то ром-большая. Во-вторых, в силу активно-индуктивного характера тона нагрузки t't на 1.16/» падения напряжения вторичной обмотки вычитаются ив вторичной э.д.о., а на 1.16,6 они складываются с ней в силу активно-емкостного характера тока нагрузки.

3.6. Построить характеристику вход — выход магнитного усилителя в масштабе напряженностей при активно-индуктивном и активно-емкостном характере нагрузки:

Выражению (2.48) соответствуют треугольники сопротивлений на комплексной плоскости. На 2.26. а к б построены треугольники сопротивлений при дс > 0 и х < О, т. е. при индуктивном и емкостном характере комплексного сопротивления. Там же показаны схемы замещения соответствующих цепей. Из треугольников сопротивлений наглядно определяются тригонометрическая и показательная формы комплексного сопротивления неразветвленной пассивной цепи, совпадающие, с выражениями (2.45), причем полное сопротивление z и аргумент *р комплексного сопротивления (2.48) будут

При индуктивном характере входного сопротивления двухполюсника (if > 0) реактивная мощность положительная, а при емкостном характере (
Выражению (2.48) соответствуют треугольники сопротивлений на комплексной плоскости. На 2.26, а к б построены треугольники сопротивлений при jc > 0 и х < О, т. е. при индуктивном и емкостном характере комплексного сопротивления. Там же показаны схемы замещения соответствующих цепей. Из треугольников сопротивлений наглядно определяются тригонометрическая и показательная формы комплексного сопротивления неразветвленной пассивной цепи, совпадающие с выражениями (2.45), причем полное сопротивление z и аргумент у комплексного сопротивления (2.48) будут

При индуктивном характере входного сопротивления двухполюсника (i? > 0) реактивная мощность положительная, а при емкостном характере (if < 0) отрицательная.

при ф<0, т. е. емкостном характере цепи, отрицательна. Если цепь содержит L- и С-элементы, как, например, последовательный или параллельный колебательный контур, то их реактивные мощности компенсируют друг друга, частично или полностью (при резонансе), так что Pq — PqL — Pqc-

Таким образом, чем больше выражен индуктивный характер нагрузки трансформатора, тем значительнее уменьшается напряжение на его вторичной обмотке с ростом тока нагрузки (кривая 3, 12.5). Можно показать, что при чисто активной нагрузке внешняя характеристика трансформатора будет более жесткой (кривая 2, 12.5). При емкостном характере нагрузки с увеличением тока нагрузки происходит возрастание напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора (кривая /, 12.5).