Файл: Комаров Е.Ф. Учебное пособие радиотелемастера.pdf

При увеличении тока в катушке вокруг нее создается магнитное поле, в котором запасается электрическая энер­ гия.

При уменьшении тока катушка отдает запасенную энер­ гию обратно в цепь, поддерживая ток в этой цепи. Сопротив­ ление катушки индуктивности переменному току носит название р е а к т и в н о г о с о п р о т и в л е н и я . Этим названием подчеркивается, что катушка не расходует энер­ гию сети, а запасает ее и затем полностью возвращает обратно.

Таким образом, катушка индуктивности как элемент цепи переменного тока обладает следующими свойствами:

1. Фазы тока, протекающего по катушке, и напряжения, действующего на зажимах катушки, отличаются друг от друна на 90° ( т о к о т с т а е т от н а п р я ж е н и я ) .

ттрштА ггъ'гхтггчглл

протекать ток і и конденсатор заряжается, причем на его обкладках возникает напряжение ис . В первое мгновение

(і — 0) зарядный ток имеет максимальную величину, а напряжение ис равно нулю. Далее, по мере увеличения

напряжения на конденсаторе, зарядный ток уменьшается и становится равным нулю, в то время как напряжение увеличивается и наконец становится наибольшим, равным амплитудному. Следовательно, напряжение на обкладках

55

конденсатора следует с запозданием по фазе на 90° по от­ ношению к протекающему току (рис. 29,6).

Напряжение ис , действующее на обкладках конденса­ тора, имеет такую полярность, что всегда направлено про­ тив э.д.с. основного источника и препятствует изменению тока в цепи. Это равносильно тому, что конденсатор для данного переменного тока представляет собой некоторое сопротивление, величина которого будет тем больше, чем больше напряжение ис . Оно, в свою очередь, зависит от ем­

кости конденсатора и частоты данного тока. (Чем емкость больше, тем до меньшего напряжения зарядится конденса­ тор за данный отрезок времени и тем меньше сопротивление этого конденсатора. Чем выше частота тока, тем до меньшего напряжения успеет зарядиться конденсатор за данное время и тем меньше будет его сопротивление).

Тогда можно сказать, что сопротивление конденсатора обратно пропорционально его емкости и частоте тока:

При протекании тока через конденсатор он заряжается и в нем накапливается электрическая энергия в виде энергии электрического поля. В то время, когда ток в цепи умень­ шается, конденсатор разряжается и отдает накопленную энергию обратно. Следовательно, конденсатор также пред­ ставляет собой реактивное сопротивление переменному току.

Сравнивая между собой свойства катушки и конденсато­ ра, можно заметить, что эти свойства аналогичны и оба

^эти элемента электрических цепей можно

&__л I тивных сопротивлений.

тивности на процессы в этой цепи ничтожны (рис. 30). При включении ключа В через сопротивление будет про­

текать ток и на концах сопротивления появится падение напряжения. Так как нет никаких причин, создающих

56

запаздывание напряжения или тока, то фазы напряжения, действующего на концах сопротивления, и тока, протекаю­ щего через него, будут с о в п а д а т ь .

Величина сопротивления от частоты тока не зависит. В сопротивлении электрическая энергия всегда преобразу­ ется в тепловую энергию, рассеивается в окружающем про­ странстве и обратно в цепь не возвращается.

Всилу этого такое сопротивление часто называют а к-

ти в н ы м с о п р о т и в л е н и е м .

Сравним свойства активного и реактивного сопротив­ лений, для чего составим следующую табл. 1.

Таблица 1

А кти в н о е сопротивление Р еактивное сопротивление

Все законы, выведенные для цепи постоянного тока, оказываются справедливыми и для цепей переменного тока.

Б7

Однако при их использовании во все формулы подставля­ ются величины переменных э.д.с., перемейных напряжений и переменных токов, а также сопротивления для перемен­ ных токов. Одновременно с этимпри расчете таких цепей всегда нужно учитывать фазовые соотношения, т. е. те сдвиги фаз, которые имеются между токами и напряжения­ ми в данной цепи.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА

ПОНЯТИЕ О КОЭФФИЦИЕНТЕ ТРАНСФОРМАЦИИ

В электротехнике и радиотехнике часто возникает необ­ ходимость преобразовать переменное напряжение одной величины в переменное напряжение другой величины. В этих

и вторичной обмоток и в каждом отдельном витке согласно закону электромагнитной индукции наводит индуктиро­ ванную э.д.с. Так как витки каждой обмотки наматываются в одну сторону, то э.д.с., действующая на концах данной обмотки, будет равна с у м м е э.д.с. ее отдельных витков.

Если число витков вторичной обмотки ы>2 меньше числа витков первичной обмотки wx, то и напряжение на концах вторичной обмотки Ѵ2 будет меньше напряжения, действую­

68

щего на концах первичной обмотки Uv В этом случае тран­ сформатор п о н и ж а е т напряжение внешнего источника, и поэтому он называется п о н и ж а ю щ и м . Если число витков вторичной обмотки w2 больше числа витков пер­ вичной обмотки Wi, то напряж ение^ будет больше напря­ жения Uv В таком случае трансформатор п о в ы ш а е т напряжение, создаваемое внешним источником, и называ­ ется п о в ы ш а ю щ и м .

Разделив амплитуду напряжения на вторичной обмотке Ui на амплитуду напряжения, действующего на первичной обмотке Ui, получим величину, которая характеризует сте­ пень преобразования величины напряжения и называется к о э ф ф и ц и е н т о м т р а н с ф о р м а ц и и :

Так как магнитный поток является общим для обеих обмоток, то отношение напряжения на вторичной обмотке к напряжению на первичной обмотке можно заменить от­ ношением чисел витков этих обмоток:

При работе трансформатора на концах нагрузочного сопротивления RHдействует напряжение U2 и во вторичной обмотке протекает ток /2. Следовательно, во вторичной обмотке развивается некоторая мощность Р2. Эта мощность во вторичной обмотке существует за счет того, что электри­ ческая энергия, потребляемая первичной обмоткой из питаю­ щей сети, передается во вторичную обмотку. Если считать коэффициент полезного действия трансформатора близким к единице (—100%), то мощность, потребляемая первичной обмоткой из питающей сети, должна быть равна мощности, созданной во вторичной обмотке:

Р г = Р 2.

59