Мгновенная мощность:
Перемножим напряжение и ток на временной диаграмме:
В первой и третьей четверти напряжение и ток имеют одинаковые знаки, источник работает в режиме генератора. Конденсатор заряжается от источника, мгновенная мощность положительна. Вторую и четвёртую четверть напряжение и ток имеют разные знаки. Источник работает в режиме потребителя, и конденсатор разряжается на источник. Мгновенная мощность отрицательна.
Вывод:
В цепи с конденсатором источник и конденсатор обмениваются энергией. Мерой этого обмена является реактивная мощность .
Сопротивление конденсатора в комплексной (символической) форме
Зададимся напряжением
— закон Ома в комплексной форме
В идеальной катушке индуктивности:
Вывод: в комплексной форме сопротивление конденсатора .
Вопрос 33. Неразветвлённая RL электрическая цепь при гармоническом воздействии. Свойства реальной катушки индуктивности. Закон Ома. Энергетический процесс. Треугольник напряжений, сопротивлений и мощностей. Входное сопротивление цепи в комплексной форме.
Цепь RL при гармоническом воздействии
В реальной катушке происходит процесс нагревания, поэтому в схеме замещения реальной катушки появляется резистивное сопротивление.
Пусть ток изменяется по закону
— активная составляющая напряжения
— индуктивная составляющая напряжения
(Вместо можно писать — резистивная составляющая напряжения)
(формула справедлива для мгновенных, векторных и комплексных значений)
Сложим напряжения участков на векторной диаграмме:
В цепи RL напряжение опережает ток на угол , меньший 90°.
Треугольники напряжений и сопротивлений
Разделим все стороны диаграммы напряжений на , получим треугольник напряжений для действующих значений:
— полное сопротивление цепи RL
— закон Ома для цепи RL
Разделим все стороны треугольника напряжений на ток, получим треугольник сопротивлений (стрелки уже не ставятся):
Умножим все стороны треугольника напряжений на ток, получим треугольник мощностей:
— полная мощность цепи (вся мощность, которую выдаёт генератор)
В цепи RL происходит два энергетических процесса:
1. преобразование электрической энергии в тепловую (активная мощность P);
2. обмен энергией между катушкой и источником (реактивная мощность QL).
— коэффициент мощности
Чем ближе к 1, тем лучше используется мощность генератора.
Формулы мощностей:
Сопротивление цепи RL в комплексной (символической) форме
Вывод: в комплексной форме при последовательном соединении сопротивления участков просто складываются.
Вопрос 34. Неразветвлённая RC электрическая цепь при гармоническом воздействии. Свойства конденсатора с потерями. Закон Ома. Энергетический процесс. Треугольник напряжений, сопротивлений и мощностей. Входное сопротивление цепи в комплексной форме.