Физика > Фазовый угол и коэффициент мощности
Как определить фазовый угол и коэффициент мощности в электрической цепи резистора и конденсатора: цепь переменного тока с разными фазами, схема цепи, формула.
В цепи резистора и конденсатора (RC), подключенной к источнику переменного тока, напряжение и ток поддерживают разность фаз.
Задача обучения
- Сравнить токи в резисторе и конденсаторе цепи RC.
Основные пункты
- В цепи RC, подключенной к источнику переменного напряжения, токи в резисторе и конденсаторе приравниваются и располагаются в фазе.
- Общее напряжение должно соответствовать сумме напряжений на резисторе и конденсаторе.
- Напряжение и ток обладают разностью фаз, гд
- где cosφ (коэффициент мощности).
Термины
- Переменный ток – электрический ток, где направление потока электронов периодически изменяется со средним значением нуля.
- Полное сопротивление – мера противодействия потоку переменного тока в цепи (Z).
- Среднее квадратичное (СК) – статическая мера переменной величины.
Фазовый угол
Полное сопротивление – аналоговый переменный ток для сопротивления в пределах цепи постоянного тока. Мы уже писали, что напряжение и полное сопротивление основываются на законе Ома: I = V/Z (I и V – пиковые ток и напряжение, а Z – полное сопротивление схемы).
В схеме последовательного соединения резистора и конденсатора сохранение заряда нуждается в том, чтобы ток оставался неизменным в каждой части схемы. Поэтому токи в резисторе и конденсаторе равняются и располагаются в фазе.
Общее напряжение должно равняться сумме напряжения на резисторе и конденсаторе, поэтому получаем:
где ω – угловая частота источника переменного напряжения, j – мнимая единица; j2 = -1.
Так как комплексное числ
имеет фазовый угол φ, удовлетворяющий
Отметьте, что напряжение и ток обладают разностью фаз.
Фактор силы
Напряжение и ток не соответствуют фазе, поэтому рассеиваемая схемой мощность не будет равной. Тогда средней мощностью будет IСКVСКcosφ, где IСК и VСК – среднеквадратичные значения тока и напряжения. Поэтому cosφ именуют коэффициентом мощности, который может находиться в диапазоне от 0 до 1.
Раздел Физика |
|||||
Обзор | |||||
Параллельное и последовательное соединение резисторов | |||||
Правила Кирхгофа | |||||
Вольтметры и амперметры | |||||
Схемы RC |