Главная Обратная связь

Дисциплины:






Катушка индуктивности в цепи переменного тока



 

Пусть в качестве нагрузки генератора переменного тока используется катушка индуктивностью L и напряжение на генераторе изменяется по закону

ε(t) = Umcos ωt.

Так как сила тока в цепи меняется со временем, то в цепи будет наводиться эдс самоиндукции

εS= -L .

По закону Ома для замкнутой неоднородной цепи (генератор играет роль источника тока)

ε + εS = IR.

I(t) = sinωt = Imsinωt = Imcos(ωt - ),

где Im = - амплитуда колебаний силы тока.

εS = -L = -LωImcosωt =-Um cosωt = Um cos(ωt - π).

 

Таким образом, если начальная фаза колебаний напряжений равна нулю, то начальная фаза

~
Umcos ωt
L
T = 2π/ω
U,I
Um
Im
t
Um
Im
X
Y
а
б
в
T
T/2

колебаний силы тока равна (- ). Следовательно, колебания силы тока в катушке индуктивности отстают по фазе от колебаний напряжения на ее концах на угол .

Мгновенная мощность переменного тока определяется выражением

P(t) = IU =Imsinωt Umcosωt = ImUmsin2ωt.

Среднее значение мощности равно 0. Т.е. катушка, так же, как конденсатор, обладает реактивным сопротивлением. Реактивное сопротивление катушки индуктивности называется индуктивным сопротивлением.

Определим сопротивление катушки по переменному току XL как отношение амплитуды переменного напряжения к амплитуде силы тока (обобщение закона Ома)

XL ωL = ωL.

Очевидно, что закон Ома для цепи переменного тока с емкостью выполняется только для амплитудных и действующих значений тока и напряжения, но не выполняется для их мгновенных значений

XL .

Размерность XL - [Ом]. Катушка индуктивности обладает большим сопротивлением при больших частотах. При ω XL .

Понятие активного сопротивления шире, чем омическое сопротивление резистора в цепи переменного тока. Наличие последнего обуславливает переход энергии тока только во внутреннюю энергию (тепло), но возможны и другие превращения этой энергии, например в световую в лампах накаливания, механическую в электродвигателе, химическую в аккумуляторе и т.д.

 





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...