Анализ параллельной цепи переменного тока
(7)
Напряжение на индуктивности опережает ток на 900
(8)
Средняя мощность, расходуемая в цепи, определяется по формуле
(9)
Сдвиг фаз между напряжением на зажимах цепи и током в ней определяется выражениями:
png">; ; (10)
При резонансе cosφ = 1
, а ток в цепи достигает максимального значения.
Если катушка индуктивности Lимеет собственное сопротивление RL
, то падение напряжения на ней равно
(11)
При этом полное активное сопротивление цепи будет равно сумме внешнего сопротивления R1и собственного сопротивления катушки RL
Векторная диаграмма напряжений и тока в цепи при индуктивном характере нагрузок показана на рис. 3.
При резонансе φ = 0
, и, следовательно, xL =
xC
. При постоянных L
и
Cэто равенство имеет место на резонансной частоте
или (12)
Резонансное значение тока в цепи
(13)
Рис. 3
Напряжение на активном сопротивлении R
при резонансе равно напряжению источника питания.
(14)
Напряжение на емкости и на индуктивности при резонансе равны между собой
(15)
где - добротность контура;
- волновое или характеристическое сопротивление контура.
Средняя мощность при резонансе
(16)
Векторная диаграмма напряжений и токов при резонансе напряжений показана на рис. 4. Настроить цепь в резонансе с частотой источника питания можно также изменением индуктивности на ёмкости. Графики изменений тока в цепи, сдвига фаз и напряжений на элементах схемы при изменении частоты источника питания называются амплитудно-частотной (АЧХ) и фазо-частотной (ФЧХ) характеристиками контура и показаны на рис. 5.
Рис. 4 Рис. 5
Частотные характеристики могут быть построены по уравнениям (3) ÷ (12). Из выражения (5) следует
(17)
Максимумы UL
и
UC
достигаются при частотах, отличных от резонансной частоты ωР.
UL
max
наступает при частоте , а UC