Если цепь, обладающая только емкостью (конденсатор без потерь или емкостной элемент), находится под переменным напряжением (рис. 2.4), то заряд изменяется пропорционально напряжению q=Сu, следовательно, в цепи проходит переменный ток.

Рис. 2.4. Емкостной элемент

При синусоидальном напряжении на выходах цепи

(2.15)

ток в цепи, равный скорости изменения заряда,

, (2.16)

откуда следует, что ток опережает по фазе напряжения на выходах цепи на угол или
на 1/4 периода. Амплитуда тока:

. (2.17)

Векторная диаграмма цепи с емкостью приведена на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Векторная диаграмма конденсатора

Если разделить обе части уравнения (2.17) на , то получим закон Ома для цепи с емкостью:

. (2.18)

Величина называется емкостным сопротивлением.

Емкостное сопротивление измеряется в Омах:

1 / ( Ф 1 / С ) = 1 / ( А / В ) =

Емкостное сопротивление изменяется обратно пропорционально частоте f и емкости С. Уменьшение частоты вызывает увеличение емкостного сопротивления. При постоянном напряжении, при f=0, емкостное сопротивление , и постоянный ток через емкостное сопротивление не проходит.

Для цепи с емкостью закон Ома применим только для амплитудных и действующих значений тока и напряжения.

Для мгновенных значений: если начальная фаза напряжения на емкости выбрана равной нулю , то ток в цепи , если начальная фаза – , ток в цепи с емкостью равен .

2.3.4. Полное сопротивление

Если цепь обладает сопротивлением r и индуктивностью L, то такая цепь называется
rL-цепью.

Величина называется полным сопротивлением rL-цепи.

Графически полное сопротивление z является гипотенузой прямоугольного треугольника сопротивлений, а сопротивления r и – его катетами. Если цепь обладает сопротивлением r и емкостью С, то такая цепь называется rС-цепью.

Величина называется полным сопро­тивлением rC-цепи. Если цепь обладает сопротивлением r, индуктивностью L и емкостью C, то такая цепь называется
rLC-цепью.

Полное сопротивление rLC-цепи

,

где – реактивное сопротивление.

• Назад
• Вперёд