Электрическая цепь с последовательным соединением

Пусть в заданной схемес последовательным соединением элементов R, L и C (рис. 47) протекает переменный ток

.

По 2-му закону Кирхгофа для мгновенных значений функций получим уравнение в дифференциальной форме:

.

То же уравнение в комплексной форме получит вид:

где - комплексное сопротивление, - реак­тивное (эквивалентное) сопротивление, - модуль ком­плексного или полное сопротивление, - аргу­мент комплекс­ного сопротивления или угол сдвига фаз между напряжением и током на входе схемы. При фазный угол φ >0, при этом цепь в целом носит ак­тивно-индуктивный характер, а при и φ <0 – цепь в целом носит активно-емкостный характер.

Уравнение закона Ома для последовательной схемы будет иметь вид:

- в комплексной форме,

- в обычной форме для модулей.

Векторная диаграмма тока и напряжений при φ >0 показана на рис. 48.

В рассматриваемой цепи на переменном токе будут происходить одно­временно два физических процесса: преобразование энергии в другие виды в резисторе R (активный про­цесс) и взаимный обмен энергией между магнитным полем катушки, электрическим полем конденсатора и источником энергии (ре­активный процесс).

Пусть на входе схемы рис. 49 действует переменное напряжение:

По 1-му закону Кирхгофа для мгновенных значений функций получаем уравнение в дифференциальной форме:

То же уравнение в комплексной форме получит вид:

,

где - комплексная проводимость, - ак­тивная проводимость, - реактивная индуктивная проводимость, - реак­тивная емкостная проводимость, - реактивная (эк­вивалентная) проводи­мость, - модуль комплексной про­водимости или полная проводи­мость, - аргумент комплекс­ной проводимости или угол сдвига фаз ме­жду напряжением и током на входе схемы. При и φ >0 – цепь в целом носит активно-индуктивный ха­рактер, а при и φ <0 – цепь в целом носит активно-ем­костный ха­рак­тер.

Уравнение закона Ома для параллельной схемы будет иметь вид:

- в комплексной форме;

- в обычной форме для модулей.

Векторная диаграмма токов и напряжения при φ >0 показана на рис. 50.

На переменном токе в рассматриваемой цепи будут происходить одно­временно два физических процесса: преобразование электрической энергии в другие виды (активный процесс) и взаимный обмен энергией между магнит­ным полем катушки, электрическим по­лем конденсатора и источником энергии (реактивный процесс).