Закон Ома для змінного струму
До джерела змінної напруги послідовно підключені котушка індуктивності, активний опір і конденсатор. У джерелі струму напруга підтримується згідно гармонійному закону.
U = Um*sin (?*t).
При окремому підключенні кожного з цих елементів амплітуди сили струму визначалися за такими формулами:
Im = Um/R,
Im = Um/(?*L) = Um/XL,
Im = Um*C*? = Um/Xc.
Амплітуди напруг на цих елементах будуть обчислюватися за формулами:
Um = Im*R,
Um = Im/(C*?),
Um = Im*?*L.
У ланцюзі постійного струму падіння напруги на всьому ланцюгу буде дорівнювати сумі падінь напруг на кожному її ділянці. Якщо ж спробувати зробити так само і тут, то отримаємо різні значення.
Тут справа в тому, що напруги на різних ділянках кола зрушені по фазі відносно один одного. Тому щоб їх складати, необхідно враховувати цей факт. Найпростіший спосіб це зробити – це використовувати векторні діаграми.
Сила струму однакова у всі ланцюги, отже, побудова почнемо з неї. Намалюємо її у вигляді вектора спрямованого вгору.
Напруга на активному опорі співпадає по фазі з силою струму, отже, його малюємо сонаправленнимі з вектором сили струму. Модуль вектора дорівнює Um = Im*R.
Коливання напруги на котушці випереджає коливання сили струму на pi/2. Вектор цієї напруги повертаємо щодо вектора сили струму, на вказаний кут. Модуль вектора дорівнює Um = Im*?*L.
Коливання напруги на конденсаторі відстає по фазі на pi/2 від коливання сили струму. Цей вектор малюємо на вказаний кут. Якщо минулого разу напрямок позитивного кута взяли проти годинникової стрілки, то значить цей вектор необхідно намалювати вправо.
Модуль вектора дорівнює Um = Im/(C*?).
Тепер ці вектора треба скласти. Складаючи ці вектора, одержимо результуючий вектор Um
За теоремою Піфагора вектор Um буде дорівнює:
Um = Im*? (R ^ 2 + (?*L – 1/(C*?)) ^ 2).
Звідси знаходимо вираз для амплітуди коливання сили струму:
Im = Um/? (R ^ 2 + (?*L – 1/(C*?)) ^ 2).
Це вираз буде описувати закон Ома для ланцюга з змінним струмом. Величина? (R ^ 2 + (?*L – 1/(C*?)) ^ 2) = Z буде називатися повним опором ланцюга
Related posts:
- Конденсатор в ланцюзі змінного струму При вивченні постійного струму ми дізналися, що він не може проходити в ланцюзі, в якій є конденсатор. Так як конденсатор – це дві пластини, розділені шаром діелектрика. Для кола постійного струму конденсатор буде, як розрив в ланцюзі. Якщо конденсатор пропускає постійний струм, значить, він несправний. Конденсатор в ланцюзі змінного струму У відмінності від постійного змінний […]...
- 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 […]...
- Ланцюги змінного струму Отримані співвідношення між амплітудами струмів і напруг, а також визначають зсув фаз між ними, дозволяють розрахувати характеристики будь-якого ланцюга змінного струму. Принципово методика розрахунку характеристик ланцюгів змінного струму не відрізняється від методики розрахунку ланцюгів постійного струму – фізичні закони, виражені в правилах Кірхгофа, справедливі для миттєвих значень струмів і напруг на будь-якій ділянці ланцюга. Однак […]...
- 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 […]...
- Графічні способи зображення змінного струму Графічні способи зображення змінного токаІзученіе змінного струму досить важко, якщо вивчає не засвоїв основних відомостей з тригонометрії. Тому основні положення тригонометрії, які можуть знадобитися в подальшому, ми наводимо на початку цієї статті. Відомо, що в геометрії прийнято, розглядаючи прямокутний трикутник, називати сторону, що навпроти прямого кута, гипотенузой. Сторони, що примикають до прямого кута, називаються катетами. […]...
- Перехідні процеси в ланцюгах змінного струму Сталі режими роботи електричних ланцюгів – режими, в яких в ланцюзі незмінні параметри: напруга, струм, опору і т. д. Якщо після настання встановленого режиму зміниться напруга, то зміниться і струм. Перехід від одного сталого режиму до іншого відбувається не миттєво, а протягом деякого часу (рисунок 1). Процеси, що виникають в ланцюгах при переході від одного […]...
- 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 […]...
- Формула потужності струму Потужність – це фізична величина, яка виражає відношення роботи до проміжку часу, за який вона була здійснена. Якщо потужність позначити буквою P, то P = A/t Чому ж дорівнює потужність електричного струму на ділянці кола? Як відомо, робота на ділянці кола дорівнює добутку напруги, сили струму і часу їх дії: A = UIt Підставимо в […]...
- Устрій системи змінного струму Окрім електричних струмів, які течуть весь час в одному і тому ж напрямку, в різної електричної техніці дуже широко використовується також і змінні струми. Напрямок змінного електричного струму в ланцюзі змінюється багаторазово за певний проміжок часу (секунду). Давайте в загальних рисах розглянемо пристрій системи змінного струму, його специфіку та отримання. Отже, генератор постійного електричного струму […]...
- Випрямлення змінного струму Выйну струмів американський винахідник Томас Алва Едісон програв американо-сербському інженеру Ніколя Тесла, оскільки змінний струм, який підтримував останній як стандарт, було можливо передавати на великі відстані з прийнятними втратами. І в наші дні більшість генеруючих потужностей виробляють саме змінний струм, а розраховані на промислову вироблення постійного (сонячні батареї) перетворять його в змінний за допомогою інверторів. […]...
- Ефективні значення напруги і сили струму У ланцюзі змінного струму його напрямок і амплітуда змінюються з частотою 50 Гц. Однак виділяється на навантаженні енергія залежить не від напрямку струму в ланцюзі, а лише від його абсолютного значення. Завжди можна підібрати таке значення сили постійного струму, щоб енергія, що виділяється за деякий час цим струмом на ділянці ланцюга з опором R, дорівнювала […]...
- 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, […]...
- Закон Ома для повного кола струму Закон Ома є формулою, яка наочно демонструє залежність головних характеристик електричного кола: Електричного струму (потоку заряджених частинок); Напруги (електрорушійної сили); Опору (протидія потоку електронів). Що б кращого усвідомити закону Ома, для початку слід визначитися з таким поняттям як електричний ланцюг. Говорячи спрощено, будь-який електричний ланцюг – це шлях в електричній схемі, по якому проходять електричні […]...
- Отримання змінного струму Змінним називають струм, який періодично змінює свою величину і напрям. Змінний струм виникає, якщо до провідника прикласти змінну напругу. Напруга буде змінним, якщо різниця потенціалів на полюсах генератора буде змінюватися за величиною і за напрямком. Спробуємо змайструвати простенький генератор змінного струму. Візьмемо товстий мідний дріт і зігнемо його в прямокутну рамку. Кінці дроту підключимо до […]...
- Залежність сили струму від напруги Різні дії струму, такі як нагрівання провідника, магнітні та хімічні дії, залежать від сили струму. Змінюючи силу струму в ланцюзі, можна регулювати ці дії. Але щоб управляти струмом в ланцюзі, треба знати, від чого залежить сила струму в ній. Ми знаємо, що електричний струм у ланцюзі – це впорядкований рух заряджених частинок в електричному полі. […]...
- Отримання змінного електричного струму Постійний електричний струм можна отримати від батарейки або іншого джерела струму. У такому випадку ми будемо мати струм, який весь час тече в одному напрямку від позитивного полюса джерела до негативного. Деякі електроприлади живляться постійним струмом, однак більшість споживає змінний струм. Що таке змінний струм В електричних розетках у нас в квартирах теж тече змінний […]...
- Вибір джерела струму по потужності навантаження Правильне розуміння Закону Ома для повного кола дозволяє правильно розрахувати і вибрати джерело струму по навантаженню, а також дозволяє своєчасно виявити дефекти джерел струму. Той джерело струму, який не придатний для низкоомной навантаження, тому як його внутрішній опір в більше або дорівнює опору навантаження, буде цілком придатний в експлуатації для харчування електричного кола з навантаженням […]...
- Що таке векторні діаграми і для чого вони потрібні Застосування векторних діаграм при розрахунку і дослідженні електричних ланцюгів змінного струму дозволяє наочно представляти аналізовані процеси і спрощувати вироблені електротехнічні розрахунки. Векторні діаграми є сукупністю векторів, що зображують діючі синусоїдальні ЕРС і струми або їх амплітудні значення. Гармонійно змінюється напруга визначається виразом u = Um sin (ωt + ψі). Розташуємо під кутом ψі щодо позитивної […]...
- Сила струму. Одиниці сили струму Дії електричного струму, які були описані в § 35, можуть виявлятися в різному ступені – сильнішим чи слабшим. Досліди показують, що інтенсивність (ступінь дії) електричного струму залежить від заряду, що проходить по ланцюгу в 1 с. Коли вільна заряджена частинка – електрон в металі або іон в розчині кислот, солей або лугів – рухається по […]...
- Просторова система сил Момент сили відносно осі дорівнює моменту проекції сили на площину, перпендикулярну осі, відносно точки перетину осі з площиною. M00 (F) = npFa, де а – відстань від осі до проекції F; прF – проекція сили на площину, перпендикулярну осі 00. Момент вважається позитивним, якщо сила розгортає тіло за годинниковою стрілкою (дивитися з боку позитивного напрямку […]...
- Характеристики струму Для порівняльної оцінки всіляких змінних струмів застосовують критерії, іменовані параметрами змінного струму, серед яких: Період; Амплітуда; Частота; Кругова частота. Період – відрізок часів, коли проводиться закінчений цикл зміни струму. Амплітудою називають максимальне значення. Частотою змінного струму назвали кількість закінчених періодів за 1 сек. Перераховані вище параметри дають можливість відрізняти різні види змінних струмів, напруг і […]...
- Робота і потужність струму: як ми платимо за електроенергію? У кожного з нас вдома є лічильник, за показаннями якого ми щомісяця платимо за електрику. Ми оплачуємо якусь кількість кіловат-годин. Що ж таке ці кіловат-години? За що конкретно ми платимо? Розберемося:) Ми використовуємо електрику з певними цілями. Електричний струм виконує якусь роботу, внаслідок цього і функціонують наші електроприлади. Що ж таке – робота електричного струму? […]...
- Закон Ома для ділянки кола, формула Сила струму на ділянці ланцюга дорівнює відношенню напруги на цій ділянці до його опору. Закон Ома висловлює зв’язок між трьома величинами, які характеризують протікання електричного струму в ланцюзі, – силою струму I, напругою U та опором R. Цей закон був встановлений в 1827 р, німецьким вченим Г. Омом і тому має його ім’я. У наведеній […]...
- 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 […]...
- Робота електричного струму Як обчислити роботу електричного струму? Ми вже знаємо, що напруга на кінцях ділянки кола чисельно дорівнює роботі, яка здійснюється при проходженні по цій ділянці електричного заряду в 1 Кл. При проходженні за цією ж ділянкою електричного заряду, рівних не 1 Кл, а, наприклад, 5 Кл, вчинена робота буде в 5 разів більше. Таким чином, щоб […]...
- Закон Ома – реферат Закон Ома для електричного кола. Згідно з цим законом сила струму I в електричному ланцюзі дорівнює е. д. с. Е джерела, поділеної на опір ланцюга Rц, т. Е. I = E / Rц (7) Повний опір замкнутого електричного кола (рис. 13) можна представити у вигляді суми опору зовнішнього ланцюга R (наприклад, якого-небудь приймача електричної енергії) […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Закон Ома – закон пропорційності Формулювання Закону Ома для повного кола і для ділянки кола – це твердження пропорційності. Встановлюється достатня проста алгебраїчна зв’язок між величинами сили струму, суми опорів (r + R) і ЕРС джерела струму. Сила струму в електричному ланцюзі, прямо пропорційна ЕРС джерела і обернено пропорційна сумі внутрішнього опору цього джерела і загального опору кола. Найбільш зрозуміле […]...
- Еквівалентний генератор струму Любий генератор завжди характеризується електрорушійної силою Е і внутрішнім опором Ri. Він створює певну ЕРС, яка не залежить від опору навантаження. Тому такий генератор і називають генератором ЕРС. Іноді його подають як деякого ідеального генератора ЕРС, що не має внутрішнього опору, і включають в ланцюг послідовно з резистором, опір якого дорівнює Ri. У деяких випадках […]...
- Параметри струму Електричне поле генератора здійснює роботу A з переміщення заряду Q в ланцюзі. Очевидно, чим більше величина роботи, тим більший заряд переміщається в дану точку. Але ми не можемо просто прирівняти заряд до роботи, так як робота вимірюється в джоулях, а заряд в кулонах. Потрібен перехідний коефіцієнт. Позначивши його буквою φ, ми можемо написати: A = […]...
- Сила струму вимірюється в Дії електричного струму може виявлятися в різних ступенях – в сильних або слабких. Досліди показують, що інтенсивність (ступінь дії електричного струму) залежить від заряду, що проходить по ланцюгу за 1 с. Сила струму вимірюється в Амперах. Коли вільна заряджена частинка – електрон в металі або іон у розчині кислот, солей або лугів – рухається по […]...
- 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 […]...
- Сила струму – конспект Про наявність струму ми можемо судити по кожному з явищ, описаних в § 40. Для кількісної ж характеристики струму вводиться поняття сили струму. Силою струму в провіднику називають фізичну величину, рівну кількості електрики, що проходить через перетин провідника за одиницю часу. Таким чином, якщо за час через перетин провідника проходить кількість електрики, рівне, то сила […]...
- Види потужності електричного струму Потужність електричного струму також може бути обчислена за формулою: P = A / t, Вона характеризує інтенсивність передачі електроенергії, тобто робота, що здійснюються струмом по переміщенню зарядів за певний період часу. Тут A – це робота, T – час, за яке робота була виконана. Потужність може бути двох видів: реактивної і активної. При активної потужності […]...
- Вимушені електромагнітні коливання Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Такі коливання проявляються, наприклад, при наявності в ланцюзі періодичної електрорушійної сили. Змінна ЕРС індукції виникає в дротяної рамки з декількох витків, обертається в […]...
- 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 […]...
- 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 опір провідника і струму Електрична величина сили струму в тому чи іншому провіднику залежить не тільки від прикладеної напруги (різниці потенціалів електричного поля) в ньому. Вона також ще залежить від конкретного провідника: від його розмірів, форми, матеріалу. При однаковій напрузі сила струму в різних провідниках теж будуть різною. Давайте подивимося на наступний приклад електричного опору Ом провідника (струму). Припустимо, […]...
- Індукція магнітного поля Всі ми знаємо, що є магніти сильніші і менш сильні. Маленький магнітик зможе притягнути пару цвяхів і все, а набагато більш потужний електромагніт домофона утримує двері в під’їзд так, що кілька дорослих чоловіків не зможуть відкрити її силою. Величина, що характеризує величину сили магніту Тобто, ми можемо говорити про якусь величину, що характеризує величину сили […]...