Практикум по курсу общей физики по специальностям "География", "Природопользование", "Геоэкология". Миловидова С.Д - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

46
(
)
+====
2
ω s ωω cosω
ωsin
00
0
π
tinLitLi
dt
tid
L
dt
di
LU
L
,
или
+=
2
ω sin
0
π
t
L
U
L
U
, (7)
где Li
L
U ϖ
00
= . Откуда
L
u
i
L
ω
0
0
= . Это есть закон Ома для амплитудного
значения переменного тока и напряжения в цепи с индуктивностью .
Величина R
L
= ωL имеет размерность сопротивления и называется
индуктивным сопротивлением . Индуктивное сопротивление обусловлено
противодействием э. д. с. самоиндукции, уменьшающей действующий ток ,
что эквивалентно появлению сопротивления. Из сравнения (5) и (7) видно ,
что изменение тока i и
напряжения U
L
, которое
будем называть
изменением напряжения
на индуктивности,
совершаются в разных
фазах, причем фаза тока
на
2
отстает от фазы
напряжения. А это значит,
что максимум напряжения наступает на Т /4 (по времени ) и π /2 (по фазе )
раньше, чем максимум тока (рис. 5), где Т – период синусоидальных
колебаний тока и напряжения.
Cдвиг фаз обусловлен тормозящим действием электродвижущей
силы самоиндукции. Она препятствует как возрастанию , так и убыванию
тока в цепи . Поэтому максимум тока наступает позднее максимума
напряжения. Вторая диаграмма этой цепи представлена на рис.6.
3.Емкость С в цепи переменного тока
В цепи постоянного тока конденсатор представляет бесконечно
большое сопротивление . Для цепи переменного тока емкость представляет
собой конечное сопротивление, т.к ., попеременно
заряжаясь и разряжаясь , конденсатор обеспечивает
движение электрических зарядов.
Рассмотрим цепь , содержащую конденсатор
емкостью С (омическим сопротивлением и
индуктивностью пренебрегаем ), который периодически
заряжается и разряжается (рис.7).Пусть к конденсатору
приложено переменное синусоидальное напряжение tsinUU
Cc
ω
0
=
(8)
В любой момент времени заряд q конденсатора равен произведению
емкости С конденсатора на напряжение U
C
:
U
с
С
Рис. 7
∼
i, U
L
i
U
0L
U
L
i
0
Рис.
5
t
Ось
U
0
L
i
0
Рис.
6
2
                                                46




                        di   d (i sin ωt )                                π
             UL = L        =L 0            = i 0 ωL cos ωt = i0 ωLsin ωt +  ,
                        dt        dt                                      2
           или                                              π  ,                     (7)
                                     U L =U 0L sin ωt +      
                                                            2 
                                         u
     где U = i ϖL . О тк у да i 0 = 0 L . Это есть з       а к онО ма для а мплиту дного
              0L 0                        ωL
     зна ченияпеременного ток а и на пряж енияв цепи синду к тивностью .
            В еличина RL = ωL имеет ра з       мерность сопротивления и на з         ы ва ется
     инду к тивны м сопротивлением. И нду к тивное сопротивление обу словлено
     противодействием э.д.с. са моинду к ции, у меньш а ю щ ей действу ю щ ий ток ,
     что эк вива лентно появлению сопротивления. И зсравнения (5) и (7) видно,
                                                               что из  менение ток а i и
i, UL
                                    U0                         на пряж ения UL , к оторое
  U 0L                              L                          бу дем               на зы ва ть
   i0               UL
                                                               из менением на пряж ения
                                             π                 на          инду к тивности,
                              t                                соверш а ю тся в ра з       ны х
                                             2
                           i                      О сь         фа за х, причем фа з    а ток а
                                                       i0            π
                                                               на        отста ет от фа з     ы
             Рис. 5                        Рис. 6                    2
                                                               на пряж ения. А это з    на чит,
     что ма к симу м на пряж ения на сту па ет на Т /4 (по времени) и π /2 (по фа з          е)
     ра ньш е, чем ма к симу м ток а (рис. 5), где Т – период сину соида льны х
     к олеба ний ток а и на пряж ения.
            Cдвиг фа з обу словлен тормоз        ящ им действием элек тродвиж у щ ей
     силы са моинду к ции. О на препятству ет к а к воз      ра ста нию , так и у бы ва нию
     ток а в цепи. П оэтому ма к симу м ток а на сту па ет поз            днее мак симу ма
     на пряж ения. В тораядиа гра мма этой цепи предста влена на рис.6.
                             3.Е мкость С в ц епи переменного тока
            В цепи постоянного ток а к онденса тор предста вляет беск онечно
     больш ое сопротивление. Д ля цепи переменного ток а емк ость предста вляет
              С            собой к онечное сопротивление, т.к ., попеременно
                           за ряж а ясь и ра з  ряж а ясь, к онденса тор обеспечива ет
                           движ ение элек трическ их з    арядов.
             Uс                   Ра ссмотрим цепь, содерж а щ у ю              к онденса тор
                           емк остью       С     (омическ им          сопротивлением          и
             ∼
          Рис. 7           инду к тивностью пренебрега ем), к оторы й периодическ и
                           за ряж а ется и ра зряж а ется (рис.7).П у сть к к онденсатору
     прилож ено переменное сину соида льное на пряж ение U c = U 0C sin ωt (8)
     В лю бой момент времени з          а ряд q к онденсатора равен произ           ведению
     емк ости С к онденса тора на на пряж ение UC:

Страницы