Струм, напруга і ЕРС в комплексній формі
Якщо бути точним, то для зображення струмів, ЕРС і падінь напруг більш доречна їх тригонометрическая запис, де є модуль (амплітуда) і кут фазового зсуву. Це полегшує розуміння фізичного змісту, але для практичних розрахунків зручніше користуватися алгебраїчної записом, тому як кутова частота ω = 2πf може бути різною у струмів і напруг.
Що показує фазовий кут зсуву між струмом і напругою? Якщо цей кут не дорівнює нулю і не кратний 180 ° (π радіан), то існує в періоді коливання струму або напруги (однієї частоти), таке значення струму або напруги, коли обоє однаково нулю в своєму миттєвому значенні.
Інакше кажучи, в певний момент часу в електричному ланцюзі, в її окремо взятої галузі, моментальне значення струму може бути рівним нулю, а моментальне значення падіння напруги бути відмінним від нуля. Виходить так, що струм існує, а падіння напруги немає, або ж існує падіння напруги, а струм в ланцюзі в цей момент відсутній.
Це найпростіший приклад для випадку, коли струм і напруга (ЕРС) однієї кутової частоти ω = 2πf, але навіть при різних частотах умова, коли при ненулевом миттєвому значенні напруги (ЕРС) струм дорівнює нулю, існують.
Фазовий кут зсуву між струмом і напругою
Якщо ж струм, напруга або ЕРС рівні по фазі, або ж кут зсуву між ними дорівнює 180 ° або кратний цього кутку, тоді при відсутності падіння напруги або ЕРС, значення струму також дорівнює нулю. Чи не відбувається такого, що в якийсь момент часу при існуючому струмі немає падіння напруги або ЕРС дорівнює нулю. Мова тут йде про миттєвих значеннях, які візуально можна спостерігати за допомогою осцилографа.
Закон Ома в комплексній формі
Після того, як ми розібрали складові елементи алгебраїчної комплексної записи Закону Ома, стає можливим записати його в комплексній формі. Замість активного опору R, яке використовується в основному в ланцюгах постійного струму (DC), запишемо комплексне (повне) опір ланцюга Z. Падіння напруги, струм і ЕРС, також стають комплексними величинами. При практичних розрахунках зручно використовувати діючі значення. Всі величини записуються тільки в комплексній формі. Також широко використовується в комплексній записи комплексна (повна) провідність Y. Всі пропорції Закону Ома показані на малюнку.
Застосування Закону Ома в комплексній формі
Використовуючи при розрахунках електричних ланцюгів символічний метод комплексних чисел, необхідно дотримуватися ряду правил. Необхідно нагадати, що застосовувати символічний метод можна тільки в лінійних ланцюгах синусоїдального струму з сталому режимом роботи. Якщо ж в електричному ланцюзі є все струми і напруги однієї частоти, тоді можна застосовувати метод векторних діаграм, але не в тих випадках коли частоти відрізняються.
Related posts:
- Закон Ома в комплексній формі Закон Ома в комплексній формі зручно застосовувати для розрахунків і дослідження (аналізу) електричних ланцюгів синусоїдального струму. Висловлюючись точніше – це лінійні ланцюги з усталеними режимом роботи, коли після закінчення в них перехідних процесів, падіння напруги на ділянках, струми в гілках і ЕРС джерел, є синусоїдальними функціями часу. У тих випадках, коли усталений режим в електричному […]...
- Опір і провідність в комплексній формі В лінійних ланцюгах змінного синусоїдального струму розрізняють активну, реактивне і повний опір Z, а також провідність Y. Індуктивність і електрична ємність при змінному в часі струмі і напрузі володіють реактивним опором, яке в комплексній формі записується як уявна частина (Im), а активний опір і провідність, як речова (реальна) частина (Re). Символічна запис реактивного, активного, і […]...
- Змінний струм Змінний струм – це коливання, які можуть відбуватися в ланцюзі в результаті підключення її до джерела змінної напруги. Всіх нас оточує саме змінний струм – він є у всіх ланцюгах в квартирах, передача по проводах відбувається саме струму змінної напруги. Однак, практично всі споживачі електричного струму працюють від постійно електрики. Саме тому на виході з […]...
- Змінний електричний струм: визначення Напруга змінного електричного струму періодично змінюється. Синусоїда на малюнку ілюструє форму стандартної хвилі змінної напруги, яку можна побачити на екрані осцилографа, підключеного до електричної розетки. У якийсь момент часу напруга дорівнює нулю, потім його значення збільшується, прагнучи до максимального, званого амплітудним, значенням. На цьому завершується перша половина циклу (періоду) змінної напруги. Можна звернути увагу, що […]...
- Напруга. Визначення напруги Напруга, цим терміном позначають різницю електричних потенціалів між двома точками електричного кола. Деякі неправильно вважають, що напруга – це щось таке, що рухається в ланцюзі. Але це не так. Напруга – це та сила, під дією якої в електричному ланцюзі рухаються електричні заряди, тобто протікає електричний струм. Напругу можна порівняти з ударом ключки по шайбі. […]...
- Електричний струм. Що таке електричний струм Електричний струм (струм) – це абсолютно точний термін, оскільки в електричному ланцюзі, підключеної до джерела живлення, існує спрямований рух електричних зарядів (електронів) під дією сил електричного поля. Точний також термін “електричне коло”, так як для руху електричних зарядів необхідно мати замкнутий електричний контур (канал) між позитивним і негативним полюсами джерела живлення. Якщо контур обірваний, то […]...
- Що таке змінний струм Змінний струм – це вимушені електромагнітні коливання, що викликаються в електричному ланцюзі джерелом змінного (найчастіше синусоїдального) напруги. Змінний струм присутній скрізь. Він тече по проводах наших квартир, в промислових електромережах, у високовольтних лініях електропередач. І якщо вам потрібен постійний струм, щоб зарядити акумулятор телефону або ноутбука, ви використовуєте спеціальний адаптер, випрямляючий змінний струм з розетки. […]...
- Змінний і трифазний струм Змінний електричний струм, так само як змінна напруга, змінюють свій напрямок і значення протягом певного відрізка часу. Оскільки даний ресурс носить більш прикладний, ніж теоретичний характер, то тут тема змінного електричного струму і напруги буде розглянута в обсязі, достатньому для розуміння суті цих процесів і не більше того. Зміна струму (напруги) в часі можуть мати […]...
- Чим відрізняється постійний струм від змінного Більшість з нас ще зі шкільного курсу фізики пам’ятають, що електричним струмом називається спрямований рух частинок, які володіють зарядом. Деякі навіть знають, що струм буває постійним і змінним. Але ось в чому різниця між постійним струмом і змінним? Відмітна риса постійного струму закладена в його назві. Напруга є постійною по знаку і величині, тобто постійний […]...
- Напруга електричного струму і вольтметр Електричний струм – це електрони, які проходять через провідник і несуть в собі негативний заряд. Обсяг цього заряду або, іншими словами, кількість електрики характеризує силу струму. Ми знаємо, що сила струму однакова у всіх місцях ланцюга. Електрони не можуть зникати або “зістрибувати” з проводів і навантаження. Тому, силу струму ми можемо виміряти в будь-якому місці […]...
- Індуктивний опір До джерела змінного струму підключена котушка індуктивності. Активний опір, що виникає в сполучних проводах і в обмотці котушки, нехтує мало. Тому вважаємо його рівним нулю і не будемо враховувати. ЕРС самоіндукції Розберемося, як будуть взаємопов’язані напруга на кінцях котушки з ЕРС самоіндукції виникаючої в ній. Через котушку проходитиме змінний струм, що породжуватиме змінним магнітним полем. […]...
- Електричний струм: визначення Електричний струм – являє собою не компенсоване впорядковане переміщення електрично заряджених частинок під дією електромагнітного поля. Подібними частинками можуть бути: в провідниках – електрони, в електролітах і газах – іони (аніони і катіони), в різних напівпровідниках – дірки і електрони (електронно-діркова електрична провідність). Електричний струм повсюдно застосовується в енергетиці для безпосередньої передачі енергії на деякі […]...
- Стабілітрони Стабілітрони – це діоди, що використовують ділянку вольт-амперної характеристики р-я-переходу, відповідний зворотному електричного пробою (рис. 1.5, а). Стабілітрону, як показує сама назва, властива стабільність, тобто незмінність падіння напруги на ньому при змінах в кілька разів струму, що протікає через нього. Завдяки цій властивості, стабілітрони широко застосовуються в якості джерел опорної напруги, яке має залишатися незмінним […]...
- Пульсуючий струм В різних електронних пристроях, наприклад в апаратурі з електронними та напівпровідниковими приладами, тобто в підсилювачах, випрямлячах, радіоприймачах, генераторах, телевізорах, а також у вугільних мікрофонах, телеграфних апаратах і в багатьох інших приладах, широко використовуються пульсуючі струми і напруги. Щоб не повторювати міркування двічі, будемо говорити тільки про токах, але все, що відноситься до струмів, справедливо і […]...
- Напруга в електричному ланцюзі Для розгляду напруги електричного кола можна буде визначити таке поняття, як електричний струм. Електрострум характеризується зарядженими частинками, які перебувають в якомусь із провідників в упорядкованому русі. Для його виникнення заздалегідь формується електричне поле, що надає певним чином впливати на заряджені частинки і приводить їх в рух. Виникнення зарядів при цьому буде спостерігатися тільки в тому […]...
- Ток, напруга, опір Електричний струм (I) – це впорядкований рух заряджених частинок. Перша думка, яка приходить в голову зі шкільного курсу фізики – рух електронів. Безумовно. Однак електричний заряд можуть переносити не тільки вони, а, наприклад, ще іони, що визначають виникнення електричного струму в рідинах і газах. Хочу застерегти також від порівняння струму з протіканням води по шлангу. […]...
- Пасивні елементи електричного кола Резистор, індуктивність і ємність є пасивними елементами електричного кола. Резистор r або активний опір ланцюга – це елемент, в якому відбувається розсіювання енергії у вигляді тепла або перетворення електричної енергії в інший вид енергії: світлову, хімічну або механічну. Індуктивність L і ємність C називаються реактивними елементами ланцюга, в них відбуваються накопичення енергії у вигляді магнітного […]...
- Сила електричного струму і електрична напруга Електрична напруга і струм (сила струму) є кількісними фундаментальними поняттями, про які необхідно чітко мати уявлення кожній людині, пов’язаній за сферою діяльності з електрикою (електрик, електронщик, радіотехнік і т. д.). У даній статті ми з Вами постараємося розкрити суть цих понять. Сила електричного струму (або просто ток): умовно сила струму позначається через букву “I”. Електричний […]...
- Котушка індуктивності в ланцюзі змінного струму Індуктивність в ланцюзі змінного струму буде впливати на силу змінного струму. Перевіримо це на наступному досвіді. Візьмемо два джерела живлення. Один з них нехай буде джерелом постійної напруги, а другий – змінного. Причому підберемо джерела так, щоб постійне значення напруги дорівнювало чинному значенням змінної напруги. Підключимо до них за допомогою перемикача ланцюг, що складається з […]...
- Електричний струм Електричний струм – спрямований рух електрично заряджених частинок під впливом електричного поля. Цими частинками є: в провідниках – електрони, в напівпровідниках – електрони і дірки (електронно-діркова провідність), в електролітах – іони (катіони і аніони). Струм характеризується силою струму, яка в системі СІ вимірюється в амперах (А). За напрямок струму прийнято вважати напрямок переміщення позитивно заряджених […]...
- Однофазний змінний струм Отримання змінного струму Якщо провідник А обертати в магнітному потоці, утвореному двома полюсами магніту, в напрямку за годинниковою стрілкою (рис. 1), то при перетині провідником магнітних силових ліній в ньому буде индуктироваться е. д. з, величина якої визначається виразом Е = Вlvsinα, Де В – магнітна індукція в Тл, l – довжина провідника в м, […]...
- Конденсатор в колі змінного струму Постійний струм через конденсатор НЕ тече – для постійного струму конденсатор є розривом ланцюга. Однак змінному струму конденсатор не перешкода! Протікання змінного струму через конденсатор забезпечується періодичною зміною заряду на його пластинах. Ємкісне опір обернено пропорційно циклічної частоті коливань напруги (струму) і ємності конденсатора. Спробуємо зрозуміти фізичну причину такої залежності. 1. Чим більше частота коливань […]...
- Електричний струм в газах – реферат Електричним струмом називають потік, який обумовлений впорядкованим рухом електрично заряджених частинок. Рух зарядів прийнято за напрямок електричного струму. Електричний струм може бути короткочасним і тривалим. Поняття електричного струму При грозовому розряді може виникнути електричний струм, який називають короткочасним. А для підтримки струму протягом тривалого часу необхідна наявність електричного поля і вільних носіїв електричного заряду. Електричне […]...
- Опір в електричному ланцюзі Електричний опір є визначальною величиною для сили струму, поточного при заданій напрузі по ланцюгу. Під електричним опором R розуміється відношення напруги, що виникла на кінцях провідника, до сили струму, який тече по провіднику. R = U/I, Де R – електричний опір провідника; U – напруга; I – сила струму. При розрахунках напружень і струмів через […]...
- Як діє електричний струм Ми не можемо бачити, що рухаються в металевому провіднику електрони. Про наявність електричного струму в ланцюзі ми можемо судити лише по різним явищам, які викликає ел. струм. Такі явища називають діями струму. Деякі з цих дій легко спостерігати на досвіді. Теплова дія струму можна спостерігати, наприклад, приєднавши до полюсів джерела струму залізну або никелиновую дріт. […]...
- Різницю потенціалів. Напруга Різниця потенціалів – це скалярна фізична величина, чисельно рівна відношенню роботи сил поля по переміщенню заряду між даними точками поля до цього заряду. В СІ одиницею різниці потенціалів є вольт (В). 1 В – різниця потенціалів між двома такими точками електростатичного поля, при переміщенні між якими заряду в 1 Кл силами поля відбувається робота в […]...
- Чим відрізняється струм від напруги Як тільки ми починаємо вивчати за шкільною програмою фізику, практично відразу ж нам вчителя починають говорити про те, що між струмом і напругою дуже велика різниця, і її знання вкрай нам знадобитися в подальшому житті. І все ж, зараз про відмінності між двома поняттями часто не може розповісти навіть доросла людина. А адже знати цю […]...
- Рівняння змінного струму Виникає питання, як сила струму в рамці зростає від нуля до максимуму, а потім знову падає до нуля? Величина струму, очевидно, залежить від сили Лоренца. Значить, сила Лоренца змінюється за час обороту рамки. Зауважимо, при повороті рамки змінюється кут, під яким заряди всередині рамки перетинають лінії поля магніту. Підказку дає формула Фарадея (38.2). З неї […]...
- Виявлення магнітного поля за його дії на електричний струм Ми знаємо, що магніти діють на провідники, притягаючи або відштовхуючи їх. Якщо магніт піднести до цвяху, то цвях притягнеться до магніту. У разі, коли ми маємо не просто провідник, а провідник з струмом, то на нього стороннє магнітне поле теж буде діяти, змушуючи рухатися. Експерименти по виявленню магнітного поля Це встановили в результаті неодноразових експериментів, […]...
- Що таке струм Слово “струм” означає рух або протягом чогось. Що може переміщатися – текти в проводах, що сполучають електростанцію із споживачами електричної енергії? Простий досвід дозволяє розібратися в цьому питанні. Два електрометра з великими кулями розташовують на деякій відстані один від одного. Один з них електризують зарядженою паличкою, що можна побачити по відхиленню стрілки. Потім за ізолюючу […]...
- Потужність електричного струму Ми знаємо, що потужність чисельно дорівнює роботі, вчиненої в одиницю часу. Отже, щоб знайти середню потужність електричного струму, треба його роботу розділити на час: P = A / t. Де Р – потужність струму (механічну потужність ми позначали буквою N). Робота електричного струму дорівнює добутку напруги на силу струму і на час: А = UIt, […]...
- Електричний струм і електропровідність речовини Електричний струм. У речовині, вміщеному в електричне поле, під дією сил поля виникає процес руху елементарних носіїв електрики – електронів або іонів. Рух цих електрично заряджених часток матерії називають електричним струмом. За одиницю сили струму прийнятий ампер (А). Це такий струм, при якому через поперечний переріз провідника щосекунди проходить кількість електрики, рівне 1 Кл. Силу […]...
- Негативні явища, викликані електричним струмом Перегрів контактів і струмоведучих частин. Виникнення вихрових струмів в сердечниках електричних пристроїв. Електромагнітні випромінювання в зовнішнє середовище. Творці електричних пристроїв і різних схем при проектуванні повинні враховувати перераховані вище властивості електричного струму в своїх розробках. Наприклад, шкідливий вплив вихрових струмів в електродвигунах, трансформаторах і генераторах знижується шляхом шихтовки сердечників, які застосовуються для пропускання магнітних потоків. […]...
- Складні змінні струми Крым простих, тобто синусоїдальних змінних струмів, часто зустрічаються складні струми, у яких графік зміни струму в часі є не синусоїдою, а більш складної кривої. Інакше кажучи, у подібних струмів закон зміни струму в часі є більш складним, ніж у простого синусоїдального струму. Вивчення цих струмів засноване на тому, що всякий складний несинусоїдальний ток можна вважати […]...
- Стороння сила Тим не менш, струм по ланцюгу йде; стало бути, мається сила, “протягувати” заряд крізь джерело всупереч протидії електричного поля клем (рис. 3.43). Ця сила називається сторонньої силою; саме завдяки їй і функціонує джерело струму. Стороння сила FCT не має відношення до стаціонарного електричному полю – у неї, як кажуть, неелектричне походження; в батарейках, наприклад, вона […]...
- Імпульсні діоди Імпульсні діоди (їх ще називають сигнальними) використовуються в електричних схемах для передачі інформації (сигналу). Таким чином від них потрібно проводити тільки невеликі струми (до 100 мА). Імпульсні діоди загального призначення, такі як діод 1N4148, зроблені з кремнію і мають падіння напруги близько 0.7 В. Германієві діоди, такі як OA90, мають більш низьке падіння напруги – […]...
- Зовнішня характеристика джерела ЕРС Зовнішня характеристика відображає залежність напруги на затискачах джерела від величини навантаження – струму джерела, заданого навантаженням. Напруга на затискачах джерела менше ЕРС на величину падіння напруги на внутрішньому опорі джерела (1): Цьому рівнянню відповідає зовнішня характеристика джерела ЕРС (рис. 1). побудована за двома точками: 1) при I = 0 E = U; 2) при U […]...
- Умова квазістаціонарності У разі змінного струму виникає один тонкий момент. Припустимо, що ланцюг складається з кількох послідовно з’єднаних елементів. Якщо напруга джерела змінюється за синусоїдальним законом, то сила струму не встигає миттєво приймати одне і те ж значення у всій ланцюга – на передачу взаємодій між зарядженими частинками вздовж ланцюга потрібен якийсь час. Тим часом, як і […]...
- Електричний струм у металах Метали в твердому стані, як відомо, мають кристалічну будову. Частинки в кристалах розташовані в певному порядку і утворюють просторову (кристалічну) решітку. У вузлах кристалічної решітки металу розташовані позитивні іони, а в просторі між ними рухаються вільні електрони. Вільні електрони не пов’язані з ядрами своїх атомів. Негативний заряд всіх вільних електронів за абсолютним значенням дорівнює позитивному […]...
- Електричний струм у рідині Припустимо, що у нас є ванночка з дистильованою (чистої без домішок) водою. У неї опущені два електроди у вигляді вугільних стрижнів. В електричному ланцюзі цих електродів також є: постійне джерело харчування, вимикач, реостат, амперметр і вольтметр. При подачі електроживлення на вугільні стрижні нічого не буде відбуватися, оскільки чиста вода є діелектриком. Тепер ми додамо в […]...