![]() |
Цепи переменного тока |
![]() |
![]() |
• Обзор сайта • | ![]() |
![]() |
• Электротехника • | ![]() |
|
|
а) Напряжение и ток
Если на зажимах конденсатора (рис. 6-17) напряжение
то на обкладках его заряд
изменяется пропорционально напряжению (рис. 6-18).
Ток в цепи конденсатора, равный скорости изменения заряда по времени,
пропорционален скорости изменения напряжения на его зажимах.
Синусоидальное напряжение в моменты прохождения через нулевые значения
(рис. 6-18) имеет наибольшую скорость изменения, следовательно, в эти
моменты времени сила тока в цепи конденсатора будет иметь наибольшее значение. В
моменты прохождения напряжения через амплитудные значения скорость изменения
его, а следовательно, я сила тока в цепи будут равны нулю.
Таким образом, ток в цепи конденсатора
изменяется синусоидально, опережая по фазе напряжение на угол 90° (рис. 6-19).
б) Емкостное сопротивление
Из выражения (6-24) следует, что амплитуда тока
Разделив написанное выражение на √2, получим:
Полученная формула выражает закон Ома для действующих значений цепи с
конденсатором емкостью
C.
Величина
называется реактивным сопротивлением емкости или емкостным
сопротивлением.
Емкостное сопротивление обратно пропорционально емкости и частоте переменного
тока.
При изменении частоты от
f = 0 (постоянный ток) до
f = ∞ оно изменяется от
xс
= ∞ до
xс
= 0
в) Мощность
Мгновенное значение мощности
На рис. 6-18 показан график мгновенной мощности. Мгновенная
мощность в цепи с емкостью изменяется с двойной частотой, достигая то
положительного максимума
то такого же по величине отрицательного максимума.
При нарастании напряжения (первая и третья четверти периода рис. 6-18)
происходит накопление энергии электрического поля от нуля до максимального
значения
которая получается от генератора. Таким образом, цепь работает в режиме
потребителя, что соответствует положительному значению мощности.
При уменьшении напряжения (вторая и четвертая четверти периода, рис.
6-18) происходит уменьшение накопленной энергии электрического поля от
максимального значения до нуля и она возвращается цепью генератору. Таким
образом, в эти части периода цепь работает в режиме генератора, что
соответствует отрицательному значению мощности цепи с емкостью. Энергия,
получаемая цепью за полупериод, равна нулю, следовательно, равна нулю и средняя
мощность цепи.
Максимальное значение мощности в цепи с емкостью называется реактивной мощностью:
Она характеризует скорость обмена энергией между генератором и цепью с емкостью.