Wykład 12 dla studentów , Fizyka, wykłady fizyka UR
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Wykład 12.
I.
Prąd zmienny.
Rys.
1.
Siła elektromotoryczna i natęŜenie prądu zmiennego.
(
)
(
)
E
=
E
sin
w
×
t
a natęŜenie prądu
I
=
I
o
sin
w
×
t
-
f
o
gdzie odpowiednio:
f
E
o
I
,
o
,
są to; amplituda siły elektromotorycznej, natęŜenia prądu i faza początkowa
2.
Elementy obwodu prądu zmiennego.
a)
Opornik rzeczywisty R
E
-
U
=
0
R
II prawo Kirchhoffa
(
)
E
=
U
=
E
sin
w
×
t
R
o
U
=
U
sin
w
t
R
R
max
U
U
(
)
I
=
R
=
R
max
sin(
w
×
t
)
=
I
sin
w
×
t
R
R
max
R
R
U
=
I
R
R
max
R
max
gdzie:
U
iI
są to odpowiednio max napięcie i max natęŜenie prądu na oporniku
L
max
L
max
b)
kondensator o pojemności C
, (
reaktancja pojemnościowa )
U
=
U
sin
w
t
(
)
(
)
C
C
max
o
cos
w
×
t
=
sin
w
×
t
+
90
(
)
q
=
CU
=
CU
sin
w
×
t
C
C
C
max
1
R
=
dq
(
)
C
C
w
×
C
I
=
=
w
×
CU
cos
w
×
t
C
C
max
dt
U
(
)
C
max
o
I
=
sin
w
×
t
+
90
C
R
C
(
)
I
=
I
sin
w
×
t
-
f
U
=
I
X
C
C
max
C
max
C
max
C
gdzie:
U
i
I
są to odpowiednio max napięcie i max natęŜenie prądu na kondensatorze
C
max
C
max
1
R
C
=
w
jest to
reaktancja pojemnościowa
(opór pojemnościowy, pozorny)
×
C
Jednostką w układzie SI jest om.
c)
cewka o indukcyjności L,
(
reaktancja indukcyjna)
dI
U
=
L
×
E
-
U
=
0
L
dt
L
(
)
E
=
U
=
U
sin
w
×
t
U
(
)
dt
∫
∫
L
L
max
I
=
dI
=
(
L
max
)
sin
w
×
t
L
×
L
U
(
)
=
∫
I
dI
=
-
(
L
max
)
×
cos
w
×
t
L
×
w
×
L
R
L
= w
×
L
jest to
reaktancja indukcyjna
( opór indukcyjny, pozorny)
Jednostką w układzie SI jest om.
Zastępujemy:
(
)
o
-
cos
w
×
t
=
sin
w
×
t
-
90
U
0gólnie
(
)
(
)
I
=
L
max
)
×
sin
w
×
t
-
90
o
I
=
I
×
sin
w
×
t
-
f
L
L
L
max
R
L
U
=
I
R
gdzie:
L
max
L
max
L
L
I
są to odpowiednio max napięcie i max natęŜenie prądu na cewce
indukcyjnej
U
i
L
max
max
d)
Obwód szeregowy RLC
Mamy obwód złoŜony z szeregowo połączonych: opornika, kondensatora i cewki
indukcyjnej. (rys tablica)
(
)
(
)
E
=
E
sin
w
×
t
I
=
I
sin
w
×
t
-
f
gdzie:
max
max
E
max
I
=
(
)
2
max
2
Z
=
R
+
R
-
R
impedancja ( zawada) obwodu
Z
L
C
R
-
R
L
C
tg
f
=
faza początkowa
R
Szczególne przypadki:
1)
R
>
R
obwód ma charakter indukcyjny
C
2)
R
<
R
obwód ma charakter pojemnościowy
C
3)
R
=
R
obwód jest w rezonansie
C
wtedy
tg
f
=
0
a
w
=
w
w
- częstotliwość rezonansowa
w
w
R
=
R
1
1
L
C
czyli
w
×
L
=
w
=
w
w
w
×
C
L
×
C
w
rys. str. 343
3.
Moc w obwodach prądu zmiennego.
1)
Moc chwilowa
P =
(
)
2
2
max
2
I
R
=
I
R
×
sin
w
×
t
-
f
2
) Moc średnia
2
2
max
I
R
I
P
śr
=
=
max
R
2
2
3)
Wartości skuteczne
I
max
a) natęŜenia prądu
I
sk
=
2
U
max
b) napięcia
U
sk
=
2
E
max
c) siły elektromotorycznej
E
sk
=
2
Przyrządy pomiarowe prądu zmiennego, takie jak amperomierze i woltomierze ,
wskazują zwykle wartości skuteczne napięcia i natęŜenia prądu.
Np. maksymalna wartość napięcia w gniazdku wynosi
2
×
230
=
325
V
E
E
E
Moc średnia
P
=
I
2
×
R
Z
=
max
=
sk
czyli
I
=
sk
śr
sk
sk
I
I
Z
max
sk
Więc moc średnią moŜemy zapisać:
E
×
I
R
R
P
=
sk
sk
ale
cos
f
=
czyli
moc średnia
śr
Z
Z
P
=
E
I
×
cos
f
śr
sk
sk
4.
Transformatory.
Rys. 33.15
N
- liczba zwojów w uzwojeniu pierwotnym
p
N
- liczba zwojów w uzwojeniu wtórnym
w
U
- napięcie w uzwojeniu pierwotnym
p
U
- napięcie w uzwojeniu wtórnym
w
a)
Transformacja napięcia:
N
w
U
=
U
×
w
p
N
p
N
>
N
transformator podwyŜsza napięcie (
U
>
U
)
w
p
w
p
N
<
N
transformator obniŜa napięcie (
U
<
U
)
w
p
w
p
b)
Transformacja prądów.
N
p
I
=
I
×
w
p
N
w
N
>
N
transformator obniŜa natęŜenie prądu (
I
<
I
)
w
p
w
p
N
<
N
transformator podwyŜsza natęŜenie (
I
>
I
)
w
p
w
p
N
w
×
- przekładnia transformatora
N
p
[ Pobierz całość w formacie PDF ]