Идеализированные пассивные элементы при гармоническом воздействии. Лекция №8

1. Дисциплина: Теоретические основы электротехники

2.

2

3. Лекция №1

Лекция №8
Тема:
«Идеализированные
пассивные элементы
при гармоническом
воздействии»

4. Учебные вопросы

1. Резистивный элемент при
гармоническом воздействии.
2. Индуктивный элемент при
гармоническом воздействии.
3. Емкостной элемент при
гармоническом воздействии.

5. Литература

1. Бессонов Л.А.
Теоретические основы
электротехники.
Электрические цепи:
учебник для бакалавров. –
М. : Издательство Юрайт,
2012, с. 81-86.

6.

1. Резистивный элемент при гармоническом
воздействии
Резистивный элемент- это идеализированный пассивный двухполюсный
элемент, в котором электрическая энергия необратимо преобразуется в
другие виды энергии при этом запасания энергии электрического или
магнитного полей в резистивном элементе не происходит
Резистор
В соответствии с законом Ома
или
6

7.

На резисторе напряжение
и ток совпадают по фазе
7

8.

Временные зависимости
тока и напряжения на резисторе
i
i
ωt
8

9.

Поставим в соответствие мгновенным
значениям комплексные числа:
9

10.

Выполним преобразования:
- комплексное сопротивление резистора
Закон Ома в комплексной
форме для резистора
10

11.

Векторная диаграмма
+j
I
U
ψi
ψu = ψi
R
+1
11

12.

Индуктивный и емкостной
элементы
Эти элементы имеют
принципиальное отличие от
резистивных элементов в том, что
в них не происходит
необратимого преобразования
электрической энергии в другие
виды энергии.
12

13.

2. Индуктивный элемент при
гармоническом воздействии
Индуктивным элементом называется идеализированный
двухполюсный пассивный элемент цепи, единственным
электромагнитным процессом в котором является запасание
энергии магнитного поля, при этом запасание энергии
электрического поля или преобразование электрической
энергии в другие вида энергии в индуктивном элементе не
происходит.
Условные обозначения катушек индуктивности
Линейная катушка
индуктивности
L
Нелинейная катушка
индуктивности
НЭ
13

14.

Вебер-амперная характеристика
Ψ
Ψ=f(i)
Ψ=wФ
Ψ- потокосцепление
α
i
14

15.

Классическим примером
индуктивного элемента является
катушка, намотанная на
магнитопровод (сердечник).
Напряжение uL и ток iL на
идеальном индуктивном элементе
связаны формулами:
diL
uL L
,
dt
1
i L u L dt
L
где L – индуктивность элемента, Гн.
15

16.

L
i(t)
или
16

17.

индуктивное сопротивление катушки
переменному току
17

18.

Напряжение на катушке
индуктивности опережает ток по
фазе на 90 градусов
18

19.

Временные зависимости тока
и напряжения на катушке индуктивности
i
i
ωt
19

20.

Поставим в соответствие мгновенным
значениям комплексные числа:
20

21.

Выполним преобразования:
- комплексное сопротивление катушки
индуктивности
Закон Ома в
комплексной форме для
катушки индуктивности
21

22.

Векторная диаграмма
+j
UL
ϕ = 90º
ψi
I
+1
ψu
L
22

23.

3. Емкостной элемент при гармоническом
воздействии
Емкостным элементом или идеальным конденсатором
называется идеализированный двухполюсный элемент цепи,
обладающий свойством запасать энергию электрического
поля, причем запасания энергии магнитного поля или
преобразования электрической энергии в другие виды
энергии в нем не происходит.
Условные обозначения конденсаторов
Линейный
конденсатор
Нелинейный
конденсатор
С
НЭ
23

24.

Кулон-вольтная
характеристика
q=f(u)
q
α
u
24

25.

25

26.

i(t)
С
или
26

27.

емкостное сопротивление конденсатора
переменному току
27

28.

Напряжение на конденсаторе
отстаёт от тока по фазе на
90 градусов
28

29.

Временные зависимости тока
и напряжения на конденсаторе
i
i
ωt
29

30.

Поставим в соответствие мгновенным
значениям комплексные числа:
30

31.

Выполним преобразования:
- комплексное сопротивление конденсатора
Закон Ома в
комплексной форме для
конденсатора
31

32.

Векторная диаграмма
I
+j
ϕ = –90º
ψi
ψu
+1
C
UC
32

33.

Сдвиг Сопротивление Обознач
элемента
фаз
ение
Закон Ома в
комплексной
форме
Активное
сопротивление
Индуктивное
сопротивление
Ёмкостное
сопротивление
R
L
C
0º
90º
– 90º
33

34.

Спасибо
за работу и внимание!
Конец урока

35.

35