Расчет последовательной цепи переменного тока. Схема замещения. Резонанс напряжений. Особенности цепи.

По второму правилу Кирхгофа уравнение электрического равновесия записывается в виде: , .

Векторная диаграмма:

В зависимости от соотношения реактивных элементов , различают три режима работы электрической цепи:

-активно-индуктивный	-активно-емкостной	-режим резонанс напряжений
1. Полная векторная диаграмма.
2. Эквивалентное реактивное сопротивление цепи.
- эквивалентное индуктивное сопротивление. .	- эквивалентное емкостное сопротивление. .	, , .
3. Схема замещения.
4. Результирующая векторная диаграмма.
5. Треугольники напряжений, сопротивлений и мощности.
- полное сопротивление I-R-L цепи, , , .
. , , . - формула Джоуля-Ленца. , .
7. Закон Ома. . В случае нескольких элементов: . В комплексном виде: .

Резонанс напряжений

Режим работы электрической цепи, содержащей реактивные элементы (L, C) при котором ток в цепи I совпадает по фазе с приложенным напряжением цепи U, называется электрическим резонансом.

Различают два типа электрических резонансов:

а) Резонанс напряжений (в последовательной цепи),

б) Резонанс токов (в параллельной цепи).

Резонанс напряжений возникает в последовательной электрической цепи переменного тока, содержащей индуктивный и емкостной элементы при условии, что .

В простейшем случае двух элементов: , .

Способы получения резонанса:

1. Изменение индуктивности: , , - изменение положения сердечника в катушке.

2. Изменение ёмкости: , .

3. Изменение частоты питающего тока: .

Особенности цепи при резонансе напряжений.

1. Электрическая цепь обладает резистивным (активным) характером (, , , ).

2. Коэффициент мощности характеризует степень преобразования электроэнергии. .

3. Полное сопротивление цепи минимально: , , - min.

4. Ток в цепи максимален.

.

5. Цепь потребляет от сети только активную мощность: , , .

6. Цепь не потребляет от сети реактивную мощность: , , .

Однако в самой цепи существует обмен реактивной мощности между переменным магнитным полем катушки и переменным полем конденсатора.

При условии резонанса напряжений или режима близкого к резонансу возможно возникновение явления перенапряжений, когда напряжение на реактивных участках U_L, U_C оказывается больше питающего U_L, U_C> U₀.

Условие возникновения перенапряжения:

,

, .

Явление перенапряжений опасно для изоляции катушки.