![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
59. Вынужденные электромагнитные колебания - незатухающие колебания в цепи, вызванные внешней периодически изменяющейся синусоидальной ЭДС.
Свободные незатухающие электромагнитные колебания можно получить в электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных конденсатора емкостью С, катушки индуктивностью L и резистора сопротивлением R:
Такую электрическую цепь называют колебательным контуром, потому что в ней могут происходить периодические изменения электрического заряда и разности потенциалов на обкладках конденсатора, а также электрического тока в цепи. Периодические колебания перечисленных физических величин достаточно вызвать даже при кратковременном подключении конденсатора колебательного контура к источнику постоянного тока. Однако, из-за потерь электрической энергии, связанной с нагреванием катушки и резистора, имеющих электрическое сопротивление R, колебания в контуре будут затухающими.
Свободные незатухающие электромагнитные колебания можно получить только в идеализированном случае, когда можно пренебречь электрическим сопротивлением (R 0) контура. Такие свободные незатухающие колебания называют еще собственными электромагнитными колебаниями.
Можно доказать, что в колебательном контуре происходят гармонические колебания заряда, согласно закону:
где:q - мгновенное значение заряда конденсатора;
q0 - амплитудное значение электрического заряда;
w0 - собственная частота колебаний в контуре.
61 Цепи переменного тока. Ток, протекая через сопротивление (обычное, или активное), выделяет в нём тепловую энергию (эффект Джоуля). Возникает вопрос, каково должно быть соотношение между постоянным и переменным током, чтобы при протекании того и другого наблюдался одинаковый эффект. Решим эту задачу. Закон Джоуля гласит, что при фиксированном R выделяемое тепло Q пропорционально квадрату тока или напряжения:
В случае переменного тока тепло, выделяемое за время, равное периоду колебаний T выразится через интеграл:
Очевидно, что, если амплитуда переменного тока и величина постоянного тока будут соотноситься как
то выделяемое тепло в том и другом случае будет одинаково. Величину I называют эффективным, или действующим значением переменного тока; это, фактически, величина постоянного тока, оказывающего такое же действие, как переменный ток с амплитудой I0. Аналогично вводятся эффективные (или действующие) значения напряжения и э.д.с.:
Вычислим мощность, выделяемую на нагрузке (активном сопротивлении) при протекании переменного тока: Под U мы понимаем напряжение на клеммах генератора. Мощность в цепи переменного тока, как видим, зависит от времени; величину N называют ещё мгновенной мощностью. Практически более важной величиной является среднее за период значение мгновенной мощности; её называют активной мощностью Р:
Cosj называют коэффициентом мощности,
Закон Ома для переменного тока Протекающий по обмотке переменный ток создает магнитный поток. Этот магнитный поток точно так же, как и ток, изменяет свою силу и направление. При изменении магнитного потока по закону индукции в обмотке создается ЭДС (электродвижущая сила). Направление ЭДС противоположно полярности подаваемого напряжения. Это явление называется самоиндукцией.Самоиндукция в цепи переменного тока частично проявляется в сдвиге по фазе между током и напряжением и частично — в падении индуктивного напряжения. Сопротивление цепи переменного тока становится значительно выше рассчитанного или измеренного сопротивления этой же цепи постоянному току.Сдвиг по фазе между током и напряжением обозначается углом φ. Индуктивное сопротивление (реактивное) обозначается X, активное сопротиние — R, кажущееся сопротивление цепи или проводника — Z. Полное сопротивление (импеданс) вычисляется по формуле: Где:Z - полное сопротивление, ОмR - активное сопротивление, ОмЗакон Ома для цепи переменного тока:U=I*ZГде:U - напряжение, ВI - ток, АZ - полное сопротивление, Омпоэтому мощность P полная (произведение тока и напряжения) = 220*значение тока полное.
Импеданс - полное электрическое сопротивление
64 Вектор плотности потока энергии электромагнитной волны (то, что в теории упругих волн называется вектором Умова) называется вектором Умова-Пойнтинга, или чаще просто вектором Пойнтинга Р:
Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 427 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!