Омическое сопротивление это: Сопротивление омическое — это… Что такое Сопротивление омическое? — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

Сопротивление омическое — это… Что такое Сопротивление омическое?

Сопротивление омическое: прежнее название предельного значения сопротивления активного (См. Сопротивление активное) при ω → 0, где ω — частота переменного тока. Термином «С. о.» подчёркивается выполнение Ома закона, т. е. наличие линейной зависимости между током и напряжением.

Сопротивление материалов
Сопротивление реактивное

Смотреть что такое «Сопротивление омическое» в других словарях:

омическое сопротивление химического источника тока — омическое сопротивление Сумма активных составляющих комплексного электрического сопротивления электролита, электродов и токоведущих деталей химического источника тока.
[ГОСТ 15596 82] Тематики источники тока химические Классификация >>>… … Справочник технического переводчика
СОПРОТИВЛЕНИЕ — (1) аэродинамическое (лобовое) сила, с которой газ действует на движущееся в нём тело. Оно всегда направлено в сторону, противоположную скорости движения тела, и является одной из составляющих аэродинамической силы; (2) С. гидравлическое… … Большая политехническая энциклопедия
омическое сопротивление — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN ohmic resistance … Справочник технического переводчика
Омическое сопротивление химического источника тока — 35. Омическое сопротивление химического источника тока Омическое сопротивление Сумма активных составляющих комплексного электрического сопротивления электролита, электродов и токоведущих деталей химического источника тока Источник: ГОСТ 15596 82 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
омическое сопротивление — aktyvioji varža statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Laidininko varža nuolatinei elektros srovei.
atitikmenys: angl. active resistance; ohmic resistance vok. ohmscher Widerstand, m; Wirkwiderstand, m rus. активное… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
омическое сопротивление — varžas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. resistor vok. Resistor, m; Widerstand, m rus. омическое сопротивление, n; резистор, m; сопротивление, n pranc. résistance, f; résistor, m … Fizikos terminų žodynas
омическое сопротивление — ominė varža statusas T sritis chemija apibrėžtis Laidininko varža nuolatinei elektros srovei. atitikmenys: angl. ohmic resistance rus. омическое сопротивление … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
омическое сопротивление — ominė varža statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ohmic resistance vok. ohmscher Widerstand, m rus. омическое сопротивление, n pranc. résistance ohmique, f … Fizikos terminų žodynas
сопротивление — varžas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. resistor vok. Resistor, m; Widerstand, m rus. омическое сопротивление, n; резистор, m; сопротивление, n pranc. résistance, f; résistor, m … Fizikos terminų žodynas
активное (омическое) сопротивление
— — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN resistance … Справочник технического переводчика

Омическое сопротивление измерение — Справочник химика 21

А. Н. Фрумкина и В. Г. Левича (1941 г.), а также измерения Г. В. Акимова и А. И. Голубева (1947 г.) подтверждают, что омическое сопротивление при коррозии металлов даже в растворах со сравнительно небольшой электропроводностью не оказывает заметного влияния на работу коррозионных микроэлементов (кроме случаев очень плохой электропроводности электролитов или коррозии металла под очень тонкой пленкой электролита), поэтому им в большинстве случаев 1 , можно пренебречь (/ => 0).

[c.275]
Метод определения коррозионной агрессивности продуктов сгорания бензина. Испытание проводят на одноцилиндровой установке НАМИ-1. Сущность метода заключается в оценке коррозионной агрессивности продуктов сгорания по скорости разрущения масляной пленки конденсатом картерных газов путем измерения уменьшения омического сопротивления пленки масла, покрывающей рабочую поверхность резисторного датчика, при работе установки на эталонном и испытуемом бензине [11]. [c.407]

R — омическое сопротивление, измеренное на переменном токе, в ом

[c.106]

Термометры сопротивления, изготовляемые преимущественно из платины, предназначены для измерения температур в интервале от —220 до 750 °С. Принцип действия платинового термометра сопротивления основан на том, что омическое сопротивление термометра, выполненного в виде пластины, цилиндра, прямолинейно «натянутой или свернутой в спираль проволоки, изменяется примерно на 0,4% при изменении температуры на 1 °С. Это означает, что для обеспечения точности измерения в 0,01 °С требуется фиксировать изменение омического сопротивления в несколько стотысячных долей от его первоначального значения при О °С. Метод измерения температуры выбирают в зависимости от требуемой точности. Отметим, что при использовании моста Уитстона можно измерять и регистрировать также разность температур и, следовательно, регулировать мощность электрообогрева кожуха колонны по температуре в нутри нее и косвенно регистрировать флегмовое число. Применяя напыляемые термометры сопротивления [22], можно точно определить среднюю температуру поверхности испарительных свечей или температуру теплопередающих поверхностей.

[c.433]

Другой причиной дисперсии емкости может быть несимметричное расположение исследуемого и вспомогательного электродов, когда линии тока между ними оказываются неодинаковыми. Вследствие этого при высоких частотах переменного тока элементы поверхности электрода с большим омическим сопротивлением практически выпадают из измерений, и измеряемая емкость уменьшается.

Для устранения этого э4>фекта маленький сферический электрод располагают точно в центре полого платинового цилиндра, который служит вспомогательным электродом (рис. 3,20). Диаметр и высота платинового цилиндра, как правило, составляют около 1,5 см. Против кончика капилляра в цилиндре вырезают небольшие круглые отверстия для наблюдения за капельным электродом. Кончик электрода сравнения во избежание нарушения линий тока располагают не во внутреннем пространстве цилиндра, а у его верхнего края. [c.173]

Если зернистый слой состоит из проводящих частиц, то как указывалось выше (стр. 81), рассматриваемые измерения позволяют определить момент перехода слоя в псевдоожиженное состояние. Из-за образования пакетов между погруженными в слой электродами все время возникают и разрушаются проводящие мостики из соприкасающихся частиц и электрическое сопротивление промежутка не равно бесконечности. Колебания измеряемого при этом омического сопротивления промежутка [99], хотя и косвенно, но позволяет оценить степень неоднородности кипящего слоя.

[c.84]

Второй вариант соответствует случаю измерения плохо проводящих растворов при неизменной величине тока через ячейку, т. е. когда внутреннее сопротивление источника значительно меньше внутреннего сопротивления ячейки (2я 2ц). Измеряется зависимость напряжения на ячейке (Е) от омического сопротивления (электропроводности или концентрации) раствора. Эта зависимость представлена кривой 1 на рис. 92. На основании закона Ома [c.138]

Конструкция ячеек для измерения электропроводности. При измерении электропроводности задача состоит в том, чтобы определить чисто омическое сопротивление слоя раствора между двумя идентичными электродами. Наиболее типичные ячейки для измерения электропроводности на переменном токе изображены на рис. 2.6.

[c.93]

Если частота переменного тока ниже 10 Гц, то сопротивление электролита не должно зависеть от частоты, поскольку при таких частотах не проявляется эффект релаксации ионной атмосферы. Отсутствие частотной зависимости может служить критерием определения чисто омического сопротивления ячейки. Однако в общем случае импеданс, измеряемый с помощью моста переменного тока, а следовательно, и Са зависят от частоты. Чтобы понять причины этого явления, следует рассмотреть эквивалентную электрическую схему ячейки для измерения электропроводности (рис. 2.7). Каждый из электродов здесь

[c.94]

Разница между э. д. с. и напряжением обусловлена омическим падением напряжения внутри элемента при прохождении тока и другими эффектами. Поэтому измерение э. д. с. обычно проводят компенсационным методом, при котором сила тока, протекающего через элемент, близка к нулю. Для этого к элементу подводят э. д. с. с противоположным знаком от внешнего источника тока, значение которой можно регулировать тем или иным способом. В измерительную цепь включаются также гальванометр для регистрации тока и вольтметр для измерения напряжения. В момент, когда выходное напряжение внешнего источника тока равно э. д. с. гальванического элемента (момент компенсации э. д. с.), сила тока в цепи равна нулю (стрелка гальванометра не отклоняется). Измеренное в этот момент вольтметром напряжение на клеммах гальванического элемента равно его э. д. с. Более простой и менее точный метод измерения э.д. с. заключается в прямом измерении напряжения на клеммах гальванического элемента вольтметром, имеющим высокое омическое сопротивление (высокоомный вольтметр). Вследствие высокого омического сопротивления вольтметра мала сила тока, протекающего через элемент, поэтому невелика разница между э. д. с. и напряжением элемента. [c.189]

Так как измерительная ячейка при многих измерениях находится в цепи переменного тока, следует кратко рассмотреть элементы схемы в контуре переменного тока [15]. Омическое сопротивление представляет собой активное сопротивление емкости и индуктивности — реактивные сопротивления. [c.103]

Если иметь в виду, что измерительная ячейка представляет собой комплексное сопротивление, реальная или активная составляющая которого как величина электропроводности соответствует омическому сопротивлению, а мнимая составляющая — реактивное сопротивление — соответствует кажущейся емкостной составляющей , то получают два типа методов измерения , [c. 166]

Необходимо, однако, отметить, что для некоторых электродов, например платинового, в щелочных растворах перенапряжение в зависимости от концентрации щелочи не подчиняется уравнению замедленного разряда. Поэтому возникла необходимость в экспериментальной проверке скорости процесса разряда, что и было осуществлено Б. В. Эршлером, П. И. Долиным и А. Н. Фрумкиным, которые показали, что в некоторых случаях удается подобрать такие условия, когда при измерении скорости суммарной электрохимической реакции можно непосредственно измерять скорость одного этапа реакции, например разряда иона с переходом его в адсорбированный атом. Для этого платиновый электрод в определенном интервале потенциалов покрывают адсорбированными атомами водорода количество этих атомов на единице поверхности платинового электрода зависит от потенциала электрода. По мере увеличения анодной поляризации количество их убывает. При потенциале на одну десятую вольта положительнее, чем потенциал обратимого водородного электрода, выделение молекулярного водорода практически прекращается таким образом, можно полагать, что по сравнению с другими процессами оно не играет существенной роли. Если теперь такому электроду сообщить через раствор некоторое количество электричества, то единственно возможной электродной реакцией становится реакция разряда ионов водорода с переходом их в адсорбированные атомы. Дальнейшие стадии — образование молекул водорода — здесь не могут протекать. Для определения скорости процесса разряда удобнее применять переменный ток различной частоты. В самом деле, если электрод включить в цепь переменного тока, то он будет вести себя подобно конденсатору, т. -в. электроду будет эквивалентна электрическая схема, в котором емкость с и омическое сопротивление R включены параллельно. [c.322]

Совершенно иное положение наблюдается при измерении омического сопротивления ячейки. Если для полного исключения или значительного уменьшения погрешностей от 0 и можно подобрать соответствующие условия (например, применение идеально поляризуемого электрода и инертного электролита), то поляризационное сопротивление создает более значительные погрешности, для исключения которых необходимо уже применять ряд специальных мер.

[c.99]

Эквивалентная схема С-ячейки для диэлектрометрии (см. рис. 176, в) не отличается от схемы для кондуктометрии. Здесь С1— емкость стенок сосуда, С2 — измеряемая емкость, определяющаяся диэлектрической проницаемостью исследуемого раствора, С — паразитная емкость соединительных проводов и краевого эффекта, которая имеет постоянную малую величину в некоторых случаях емкостью Сп можно пренебречь вследствие ее малой величины Я — омическое сопротивление исследуемого вещества, которое шунтирует измеряемую емкость С2 и поэтому создает погрешность измерения, которую необходимо учитывать. [c.262]

Обычный измерительный участок для контроля тока в стенке трубопровода длиной 30 м имеет при условном проходе 700 мм омическое сопротивление около 0,3 мОм. При еще хорошо поддающемся измерению напряжения 0,1 мВ можно измерить с достаточной точностью ток силой не менее 0,3 А. Участки для контроля тока в трубопроводе при условном проходе более 700 мм обычно имеют длину 50 м. Поскольку у бесшовных стальных труб толщина стенки может колебаться в пределах 10 %. а у сварных в пределах 5 % и удельная электропроводность применяемой стали чаще всего точно не известна, в трубопроводах большой протяженности рекомендуется встраивать тарировочные участки (секции). [c.109]

Сложность измерений в цепях переменного тока заключается в том, что здесь, кроме активного (омического) сопротивления, всегда имеется реактивное (емкостное и индуктивное ) сопротивление. Для полного баланса моста необходимо скомпенсировать не только активное, но и реактивное сопротивление. [c.461]

СОМ будет ионизация адсорбированного водорода с переходом его в раствор. Таким образом, эта область потенциалов отвечает только стадии разряда (при катодном толчке) и ионизации (при анодном толчке), что позволяет исследовать кинетику одной этой стадии без наложения осложняющих эффектов, связанных с процессами рекомбинации или диссоциации молекул водорода. Изучение зависимости емкости двойного слоя и омического сопротивления (эквивалентного торможению па стадии разряда) от частоты наложенного тока в этой области потенциалов позволило Долину, Эрш-леру и Фрумкину впервые непосредственно измерить скорость акта разряда. Параллельные поляризационные измерения при небольщих отклонениях от равновесного потенциала, где неренапряжение еще линейно зависит от плотности тока, дали возможность найти скорость суммарного процесса и сопоставить ее со скоростью стадии разряда. Было установлено, что акт разряда протекает с конечной скоростью, причем ее изменение с составом происходит параллельно изменению скорости суммарной реакции. В то же время скорость стадии разряда всегда больше, чем скорость суммарной реакции (в 27 раз в растворах соляной кислоты и в И раз в растворах гидроксида натрия). Таким образом, акт разряда хотя и протекает с конечной скоростью, но не определяет скорости всего процесса выделения водорода на гладкой платине и не является здесь лимитирующей или замедленной стадией. [c.416]

При использовании неполяризующегося вспомогательного электрода и электролизера с малым омическим сопротивлением ом при потенциостатическом методе можно обеспечить постоянство потенциала исследуемого электрода. Все методы измерения перенапряжений, основанные на том или ином возмущении системы, можно еще подразделить на стационарные и переходные. В стационарных методах соблюдается не только стационарность переноса заряда, но и постоянство структуры поверхности электрода и примыкающих к нему областей в течение опыта. Должны оставаться постоянными концентрационные градиенты в электроде и в электролите. На твердых электродах в течение опыта должна быть постоянной и микроструктура поверхности. Последнее условие трудно соблюдать при электроосаждении или ионизации металлов. По этой причине весьма часто пользуются переходными методами, в которых измерения занимают достаточно короткое время и микроструктуру электрода можно считать постоянной. [c.39]

Схема моста, применяемого для измерения емкости, представлена на рис. 80. Идея моста состоит в том, что изменения потенциала исследуемого электрода, наблюдаемые при сообщении ему некоторого малого количества электричества Ад, сравнивают с колебаниями потенциала эталона сравнения определенной емкости С. При этом сообщаемое количество электричества не должно тратиться на электрохимическую реакцию оно должно расходоваться только на заряжание и разряжение электрода, которые необходимо проводить столь быстро, чтобы на электродах не успевали проходить побочные процессы (адсорбция и др.). Однако при измерениях не удается полностью исключить возможность протекания электрохимических реакций на поверхности электрода. Таким образом, исследуемый электрод можно уподобить конденсатору с утечкой, т. е. конденсатору с параллельно включенным сопротивлением Я. Поэтому в соответствующем плече моста параллельно с магазином емкостей должно быть включено сопротивление Я. С повышением частоты переменного тока доля тока, расходуемого на электрохимическую реакцию, уменьшается и утечки влияют менее существенно. При измерениях определяют емкость электрической ячейки в целом, а не только изучаемого электрода. Для определения емкости исследуемого электрода в ячейку вводят вспомогательный инертный электрод, поверхность которого в несколько раз больше поверхности исследуемого электрода между этими электродами и пропускают переменный ток высокой частоты. В этих условиях колебания потенциала исследуемого электрода велики по сравнению с колебаниями потенциала вспомогательного электрода и, следовательно, измеренная емкость будет практически равна емкости исследуемого электрода. Для компенсации омического сопротивления электролита в измерительной ячейке 4 включают сопротивление магазина Ям- [c.190]

Сопротивления типа УКС выпускаются в виде небольших цилиндрических стержней, на концы которых с помощью металлизации нанесен слой меди. Стержни изготовляются путем прессования и спекания смеси графита и глинозема. Выпускается один размер стержней, но с различным омическим сопротивлением (табл 5.40). Омическое сопротивление УКС при изменении температуры от -Ь20° до —40°С и от +20 °С до +75 °С не изменяется от первоначальной величины, измеренной при [c.144]

При сравнительно больших плотностях защитного тока и большой его суммарной величине едва лп мол но избежать значительных падений напряжения в грунте как на анодных заземлителях, так и на катодных поверхностях, так что соседние сооружения, не включенные в систему катодной защиты, могут подвергнуться неблагоприятному воздействию [7]. В таком случае на всех посторонних сооружениях, в особенности находящихся в зоне действия станций катодной защиты с большим током, необходимо провести измерения и при необходимости предупредительные мероприятия, например подключить их к системе катодной защиты через омические сопротивления. При сравнительно большом защитном токе подводить его во избежание вредного влияния блуждающ,их токов следует не в непосредственной близости от строительных сооружений, имеющих стальную арматуру поблизости от железобетонных сооружений тоже следует избегать слишком большой плотности защитного тока. Если некоторая часть постоянного тока, отводимого в землю, попадет в арматуру строительной конструкции, то [c.271]

Мостовые измерения на переменном токе не позволяют получить абсолютные значения и / п еще и потому, что неизвестна эквивалентная схема электрода с покрытием. Вначале систему металл — покрытие — электролит еще можно рассматривать как конденсатор с потерями и считать, что омическое сопротивление в порах подключается последовательно к электрохимической емкости С2 и параллельно — к электрической С1 и сопротивлению Я (рис. 6.3). По мере набухания и разрушения покрытия систему уже нельзя рассматривать как электрический конденсатор с потерями и смоделировать ее весьма затруднительно. [c.109]

Проверка прибора. Для измерения дыхания необходимо установить, при каком потенциале на электроде достигается ток насыщения. Значение потенциала может отличаться от теоретического в зависимости от омического сопротивления ячейки, хлорсеребряного электрода и т. д. Рабочее значение потенциала составляет 700 мВ. [c.483]

С этой целью порошок серебряного сплава (65 вес. % А и 35 вес. % А ) смешивался с порошком полиэтилена (высокомолекулярного) в различных соотношениях. Электроды, изготовленные из смесей этих порошков при 270° С и давлении 4 т1см , имели на 3—4 порядка более высокое омическое сопротивление (измеренное по диаметру), чем серебряные ДСК-электроды с серебряным или никелевым опорным скелетом. Оптимальное соотношение порошков соответствовало примерно 20 вес. ч. серебряного сплава Ренея на 1 вес. ч. полиэтилена. При увеличении этого соотношения электроды начинали разрушаться во время активации, при уменьшении сильно возрастало омическое сопротивление. В электроде № 91 соотношение порошков в смеси в весовых частях было равно 17,9 I. Как видно из фиг. 130, катодная плотность тока была очень мала. При одностороннем давлении кислорода 0,4 ати электроды выгибались. [c.375]

Величина омического сопротивления, измереная с точностью до 2%, после испытаний образцов не должна изменяться. [c.197]

Описанный выше метод может быть использован и при наличии поляризационных кривых, полученных упрощенным методом, при котором измеряют силу тока / и разность потенциалов ДУ между двумя одинаковыми электродами из одного и того же металла, помещенными в электролит и одновременно катодно- и анодно-поляризуемыми от внешнего источника тока. Измерение омического сопротивления электролита исследуемой двухэлектродной системы / внутр с помощью мостика переменного тока позволяет определить омическое падение потенциала в электр05ште измерительной ячейки АУ = внутр и рассчитать поляризационный сдвиг потенциалов [c.286]

Измерение переменного тока. Здесь тлкнсе справедливы те же принципы, что и при измерении постоянных токов R л С + а)- Следует учитывать появление комплексного сопротивления 2 = / + // с,ь и использовать для цепи переменного тока расширенную форму закона Ома I = U/Z. Активные (/ ) и реактивные (R = (иЬ и = —1/аС) сопротивления, имеющиеся в цепи, складываются как векторы (рис. 4.3), поэтому измерительный прибор показывает результирующую силу тока. Как и при измерениях постоянного тока, следует стремиться к возможно меньшему внутреннему сопротивлению измерительного прибора, нижний предел которого ограничивается прямым сопротивлением применяемого детектора. При высоких частотах активное сопротивление Р увеличивается по сравнению с омическим сопротивлением (постояннотоковое сопротивление) вследствие скин-эффекта [А.2.3, А.2.5, А.2.9, А.2.11, А.2.13]. [c.446]

Анодное поведение титанового электрода переменноточным методом изучают при помощи схемы, сочетающей элементы моста и колебательного контура (рис. 109, б). Применение такой схемы позволяет исключить влияние омического сопротивления пленок, которые образуются на поверхности металла и электролита при измерении составляющих импеданса электрода. В двух плечах моста сопротивления и / 2 подбирают равными (180 Ом). В качестве переменного сопротивления Яз используют магазин сопротивлений с бифиллярной обмоткой. В плечо моста последовательно с индуктивностью включают измерительную ячейку. В качестве переменной индуктивности L применяют лабораторный автотрансформатор, предварительно калиброванный по величине индуктивности с помощью моста Е12-2. Для измерения составляющих импеданса титанового электрода в ячейку вводят вспомогательный электрод — платиновую сетку, поверхность которой во много раз больще исследуемого электрода. Условия измерения потенциостатические. Переменная и постоянная составляющие тока делятся с помощью дросселя с большой индуктивностью (5—40 Г) и емкостью (2000 мкФ). Амплитуда переменного тока не превышает 10—15 мВ. В качестве нуль-инструмента используют электронный осциллограф С1-19Б. Источником переменного тока служит звуковой генератор ГЗ-33. [c.283]

Действие электрических приборов основано на использовании пропорциональности между изменением некоторых электрических свойств материалов и изменением давления. Например, омическое сопротивление некоторых сплавов пропорционально давлению окружающей среды это свойство используется при измерении высоких давлений. Величина электрических зарядов, появляющихся на поверхности кристаллического диэлектрика при сжатии и растяжении кристалла, пропйрциональна действующему давлению это свойство используется при измерении быстропеременных давлений. [c.50]

Измерение омического сопротивления изоляции электрических цепей Проверка фазпровки и полярности силовых цепей и цепей питания Испытание на плотность защитных трубопроводов давлением 2,5 ати [c.444]

При расстояниях между электродами до 100 м и обычной измерительной частоте 110 Гц влияние частоты остается в пределах точности измерений. Двухполюсные мосты для измерения сопротивления обычно работают со звуковой частотой (800 2000 Гц) и при этом дают резко различающиеся результаты. Для определения переходного сопротивления на землю мелких деталей протял енных сооружений подходит прибор для измерения сопротивления заземления с частотой 25 кГц [31]. Однако у труб с битумным или полимерным покрытием емкостное сопротивление может оказаться меньше омического сопротивления растеканию тока с дефектных участков, которое в таком случае лучше измерять включением и выключением постоянного тока. [c.115]

При измерениях с постоянным током считают,что плотность тока обмена может быть измерена с достаточной точностью,если сопротивление переходе, больше одной трети сопротивления диффузии при постоянном токе, т.в, Йпвр 1/3 йдивыполняться условие, 4 0 омическое сопротивление электролита мелду поверхностью электрода и капилляром Луггина — Габера не вызывает очень большое падение потеациала. Эго предельное ана1 ение Pgf, должно примерно удовлетворять неравенству / д . [c.28]

Для поддержания определенного давления циркулирующего бидистиллята и для подпитки системы установлен уравнительный сосуд 2, в верхнюю часть которого юдводят сбсжий газ под давлением 49 ЛШа. К качеству бидистиллята (содержаиие солей) предъявляются жесткие требования (контроль осунюсти-ляется путем измерения омического сопротивления бидистилля- [c.122]

Особо следует рассмотреть контакт между электродом сравнения и исследуемым раствором предпочтительны электроды с низким омическим сопротивлением электрического контакта. Необходимо избегать также загрязнения исследуемого раствора раствором из электрода сравнения (и наоборот). С этой целью обычно используют какой-либо солевой мостик с диафрагмой или без нее. Межфазный потенциал снижается, если используют соль, например КС1, с приблизительно равной подвижностью катиона и аниона. Для подавления диффузии между двумя лолуэлементами применяют разные диафрагмы, например насыщенный солью агар-агаровый гель, пористую стеклянную пластину, асбестовое волокно или пористую стеклянную мембрану. При этом возникает значительное омическое сопротивление, которое следует учитывать, подбирая внутреннее сопротивление прибора для измерения потенциала. В отдельных случаях необходимо использовать электрометр [174], но обычно применяют прибор типа рН-метра. [c.193]

Мост Уитстона применяется для измерения омического сопротивления или омической проводимости, но не для измерения сопротивлений или электропроводности растворов электролитов. Это обусловлено тем, что в общем сопротивлении электролита присутствует неомическая составляющая — емкостное сопротивление, определяемое емкостью двойного электрического слоя. Поэтому при использовании переменного тока, который необходим для предотвращения поляризащ1и электродов, в цепи обнаруживается импеданс с реактивной составляющей. [c.71]

Омическое сопротивление — Энциклопедия по машиностроению XXL

Таким образом, в условиях контроля процесса коррозии металлов диффузией кислорода природа катодных и анодных участков и омическое сопротивление электролита не влияют существенно на скорость процесса. [c.244]

Эффективные электродные потенциалы и и омическое сопротивление R (так как прохождение тока вызывает изменение концентрации, а следовательно, и электропроводность раствора) зависят от плотности тока. [c.268]

Поляризуемости анодного и катодного процессов имеют размерность омического сопротивления, их можно рассматривать как сопротивление протеканию анодного и катодного процессов соответственно. [c.269]

В случае, если омическое сопротивление R очень мало (/ —> 0), уравнение (588) решаемо относительно / [c.270]

Если омическое сопротивление корродирующей двухэлектродной системы не равно нулю, то можно также произвести графический расчет коррозионного процесса. По известному омическому сопротивлению определяем омическое падение потенциала ДУд [c.271]

Малые толщины слоя электролита при атмосферной коррозии металлов приводят к заметному увеличению омического сопротивления электролита при работе коррозионных микропар. [c.377]

Грунтовые условия, в которых эксплуатируются металлические сооружения, весьма неодинаковы. Скорость коррозии металлов в грунте в значительной степени зависит от состава грунта, его влагоемкости (т. е. способности удерживать влагу) и воздухопроницаемости и определяется кинетикой электродных процессов, а в случае работы протяженных коррозионных пар также и омическим сопротивлением грунта. Следует отметить следующие основные факторы, определяющие скорость и характер грунтовой коррозии металлов [c.386]

Компактная сварка основана на использовании повышенного омического сопротивления в стыке деталей и осуществляется несколькими способами. [c.55]

Так как омическое сопротивление R с течением времени изменяется мало, наблюдаемое уменьшение силы коррозионного тока можно объяснить только смещением начальных потенциалов катода и анода Е° до значений и а (которые называют эффективными потенциалами при установившемся значении коррозионного тока /) таким образом, что разность и.х уменьшается. [c.31]

Величина коррозионного тока зависит в первую очередь от протекания наиболее медленного элементарного процесса. Общее замедление коррозионного процесса может определяться степенью торможения анодного или катодного процесса и омического сопротивления. Стадию процесса, сопротивление которой значительно больше других стадий, называют контролирующим фактором. Контроль может быть анодным, катодным или омическим. Для того чтобы определить характер контроля, нужно сравнить сопротивление каждой из стадий процесса. [c.50]

Наиболее простой вид имеет поляризационная диаграмма в случае, когда не тормозится ни анодный, ни катодный процесс (рис. 19, а). Разность потенциалов между действующими анодом и катодом остается постоянной во времени, а величина коррозионного тока определяется омическим сопротивлением цепи. Это — случай омического контроля процесса. [c.50]

Только в случае коррозионных пар, имеющих достаточную большую протяженность (например, почвенная коррозия трубопроводов, коррозия под действием контакта в трубе и т. п.), приходится наряду с поляризационными характеристиками катода и анода учитывать также и омический фактор. Зная величину омического сопротивления коррозионных элементов, можно решать количественные вопросы о соотношении между торможением процесса коррозии омическим фактором и ранее рассмотренным анодным и катодным торможением, т. е. о соотношении между омическим, анодным и катодным контролем процесса. [c.53]

Если система имеет омическое сопротивление Я, то омическое падение потенциала будет равно АУн = 1Я (прямая ОЖ). Графическое суммирование омического падения потенциала с прямой катодной поляризации ВБ дает суммарную прямую ВИ, точка пересечения которой Г с анодной прямой АБ дает коррозионный ток / в системе величина его определяется уравнением [c.54]

Легирующий компонент должен давать окисел высокого омического сопротивления. [c.146]

Электродинамические аналогии. Схожесть законов ряда колебательных процессов, рассматриваемых в разных областях физики, отмеченная в начале 94, объясняется тем, что колебания в этих случаях описываются одинаковыми дифференциальными уравнениями. Рассмотрим в качестве примера электрический контур, состоящий из последовательно соединенных катушки с индуктивностью L, омического сопротивления R, конденсатора с емкостью С и источника переменной электродвижущей силы (э. д. с.) (0 (рис. 268), [c.249]

Когда-омическое Сопротивление отсутствует, Т = 2k L. [c.250]

Эквивалентная схема диода, представленная на рис. 2.17, а, дополнена резисторами / о, учитывающим объемное омическое сопротивление полупроводника, и У у, учитывающим утечку по поверхности диода. [c.91]

Датчик наклеивается на поверхность исследуемой детали так, чтобы размер базы I совпадал с направлением, в котором желательно замерить деформацию. При плотной приклейке проволочка удлиняется вместе с поверхностью исследуемого объекта и ее омическое сопротивление изменяется и регистрируется как показатель деформации. [c.512]

Уменьшение коррозии при введении ингибиторов может произойти всдвдствйёГ торможения анодного процесса ионизации металла (анодные ингибиторы), катодного процесса деполяризации катодные ингибиторы), обоих процессов одновременно (смешанные анодно-катодные ингибиторы) ч- и увеличения омического сопротивления системы при образовании на металлической поверхиооти сорбционной плёнки, обдедающей пониженной электропроводностью . [c.59]

На основании полученных при пересчете данных строят поляризационную диаграмму коррозии, предложенную Эвансом (1929 г.) Va = / I) и Ук = f П (рис. 182, а). Точка пересечения анодной и катодной кривых S отвечает значению максимального коррозионного тока / ах и общему стационарному потенциалу двухэлектродной системы V , которые соответствуют отсутствию омического сопротивления в данной системе R 0). Такие системы называют полностью заполяризованными (коротко-замкнутыми). Движущая сила коррозионного процесса—разность обратимых потенциалов катодного и анодного процессов Еобр == ( к)обр — ( а)обр — В ЭТИХ систбмах полностью израсходована на преодоление поляризационных сопротивлений анодного и катодного процессов, в результате чего на всей поверхности корродирующего металла устанавливаются потенциалы, очень близкие к значению V , т. е. поверхность металла практически изопотенциальная. [c.271]

Описанный выше метод может быть использован и при наличии поляризационных кривых, полученных упрощенным методом, при котором измеряют силу тока / и разность потенциалов ДУ между двумя одинаковыми электродами из одного и того же металла, помещенными в электролит и одновременно катодно- и анодно-поляризуемыми от внешнего источника тока. Измерение омического сопротивления электролита исследуемой двухэлектродной системы / внутр с помощью мостика переменного тока позволяет определить омическое падение потенциала в электр05ште измерительной ячейки АУ = внутр/ и рассчитать поляризационный сдвиг потенциалов [c.286]

Многоэлектродные системы с заметным омическим сопротивлением в цепи уже не являются полностью заполяризованными. В этих системах общий потенциал не устанавливается каждый электрод имеет свой индивидуальный эффективный потенциал, который с увеличением омического сопротивления в цепи данного электрода будет приближаться к обратимому значению Vo6p- [c.299]

Потенциалы электродов, через которые проходит электрический ток, отличаются от потенциалов электродов, не нагруженных током замыкание цепи в коррозионном элементе приводит к изменению величин начальных потенциалов электродов. При усл0 ии, что омическое сопротивление элемента R мало, значение коррозионного тока 1нач после замыкания пары быстро падает и через определенное время становится равным устойчивой величине /, которая во много раз меньше первоначальной. [c.31]

Если для электродных реакций — анодной и катодной — известны поляризационные кривые и соотношение площадей электродов, то поляризационная диаграмма коррозии, построенная на основании этих данных, может дать наиболее исчерпывающую характеристику данного коррозионного процесса (рис. 20), На оси абсцисс здесь отложен корро-зиоииый ток / (величина, пропорциональная скорости коррозии), на оси ординат— отрицательные значения потенциалов электродов — Е. Начальное пололсенне потенциалов и Е соответствует разомкнутому состоянию электродов (бесконечно большое омическое сопротивление) точка пересечения анодной и катодной кривых S соответствует короткому замыканию анода II катода без всякого омического сопротивления. Очевидно, что короткому замыканию будет соответствовать максимальный коррозионный ток /шях- В этом случае эффективные потенциалы катода и анода сближаются до общего потенциала коррозии Ех. [c.52]

Для короткозамкнутой системы потенциалы отдельных составляющих выравниваются около общего потенциала. Условие короткозамкнутости может быть принято для больщннства коррозионных систем, если общее омическое сопротивление невелико (например, если отдельные составляющие системы находятся в нецосредственной близости друг к другу или если проводимость электролита достаточно велика). [c.56]

О влиянии химического состава грунта на коррозию существуют разноречивые указания, однако совершенно очевидно, что степень коррозионной акти1зности грунта зависит от характера и количества водорастворимой части грунта. Повышение ее количества связано с уменьшением омического сопротивления среды и, следовательно, способствует усилению коррозионного процесса. На рис, 139 показано изменение электросопротивления грунта по мере повышения концентрации хлористого натрия в растворе. Нерастворимая часть грунта в процессе коррозии непосредственно не участвует. [c.185]

Графит — это единственный конструкционный неметаллический материал, обладающий высокой теплопроводностью при достаточно высокой инертности в большинстве агрессивных сред, термической стойкостью при резких перепадах температуры, низким омическим сопротивлением, а также хорошими механическими свойствами. Теплопроводность искусственного графита выше теплопроводности многих металлов и сплавов, в частности свинца и хромоникслсвых сталей, в 3—5 раз. По этой причине применение графита особенно эффективно для изготовления из него теплообмеиной аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях воздействия таких агрессивных сред, как серная кислота определенных концентраций, соляная и плавико- [c.449]

Никелевые сплавы с высоким омическим сопротивлением. Твердые растворы па основе иикеля обладают высоким электросопротпвлс лием. [c.311]

Для исключения влияния температуры датчики изготовляют из конетантаяа (60% Си и 40% Ni + Со), омическое сопротивление которого постоянно в широком днаямоне температур. [c.155]

Сравним это уравнение с уравнением (90), в котором для общности будем считать, что вместо Q s mpt стоит Q i) видим, что тогда оба уравнения совпадают с точностью до обозначений. Следовате 1ьно, закон рассмот-репных выше механических колебаний и закон изменения заряда конденсатора аналогичны. При этом, сравнивая уравнения (90) и (101), найдем, что аналогами являются 1) для смещения (координаты) х — заряд q 2) для массы т — индуктивность L 3) для коэффициента вязкого сопротивления р, — омическое сопротивление R-, 4) для коэффициента жесткости с — величина 1/С, обратная емкости 5) для возмущающей силы Q — э. д. с. Е. [c.250]

Если эта функция не отрицательна, то она называется функцией рассеивания или диссипативной функцией Ре-лея-, соответствующие силы Х> = —Bq называются диссипативными силами с положительным сопротивлением (или просто диссипативными силами). Если квадратичная форма F определенно-положительна, то диссипация называется полной, в противном случае — неполной. Наконец, если функция F может принимать отрицательные значения, то среди составляющих силы D = —Bq имеются ускоряющие силы силы отрицательного сопротивления). Обычно диссипативные силы с положительным сопротивлением возникают естественным обралом при движении тел в сопротивляющейся среде, в электрических цепях при наличии омического сопротивления и т. п. Ускоряющие силы (силы отрицательного сопротивления), как правило, создаются с помощью специальных устройств (см. пример 3 6.6). [c.152]

Индуктивное сопротивление катушки — Основы электроники

Так как самоиндукция препятствует всякому резкому изменению силы тока в цепи, то, следовательно, она представляет собой для переменного тока особого рода сопротивление, называемое индуктивным сопротивлением.

Чисто индуктивное сопротивление отличается от обычного (омического) сопротивления тем, что при прохождении через него переменного тока в нем не происходит потери мощности.

Под чисто индуктивным сопротивлением мы понимаем сопротивление, оказываемое переменному току катушкой, проводник которой не обладает вовсе омическим сопротивлением. В действительности же всякая катушка обладает некоторым омическим сопротивлением. Но если это сопротивление невелико по сравнению с индуктивным сопро¬тивлением, то им можно пренебречь.

При этом наблюдается следующее явление: в течение одной четверти периода, когда ток возрастает, магнитное поле потребляет энергию из цепи, а в течение следующей четверти периода, когда ток убывает, возвращает ее в цепь. Следовательно, в среднем за период в индуктивном сопротивлении мощность не затрачивается. Поэтому индуктивное сопротивление называется реактивным (прежде его неправильно называли безваттным).

Индуктивное сопротивление одной и той же катушки будет различным для токов различных частот. Чем выше частота переменного тока, тем большую роль играет индуктивность и тем больше будет индуктивное сопротивление данной катушки. Наоборот, чем ниже частота тока, тем индуктивное сопротивление катушки меньше. При частоте, равной нулю (установившийся постоянный ток), индуктивное сопротивление тоже равно нулю.

Рисунок 1. Зависимость индуктивного сопротивления катушки от частоты переменного тока. Реактивное сопротивление катушки возрастает с увеличением часторы тока.

Индуктивное сопротивление обозначается буквой X_L и измеряется в омах.

Подсчет индуктивного сопротивления катушки для переменного тока данной частоты производится по формуле

X_L=2π• f •L

где X_L — индуктивное сопротивление в ом; f—частота переменного тока в гц; L — индуктивность катушки в гн

Как известно, величину 2π• f называют круговой частотой и обозначают буквой ω (омега). Поэтому приведенная выше формула может быть представлена так:

X_L=ω•L

Отсюда следует, что для постоянного тока (ω = 0) индуктивное сопротивление равно нулю. Поэтому, когда, нужно пропустить по какой-либо цепи постоянный ток, задержав в то же время переменный, то в цепь включают последовательно катушку индуктивности.

Для преграждения пути токам низких звуковых частот ставят катушки с железным сердечником, так называемые дроссели низкой частоты, а для более высоких радиочастот — без железного сердечника, которые носят название дросселей высокой частоты.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

ЛР№2 Изучение влияния сопротивления, индуктивности и емкости на значение тока в электрической цепи по Электротехнике

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.(2 часа)
Изучение влияния сопротивления, индуктивности и емкости на значение тока в электрической цепи.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментально исследовать работу электрической цепи однофазного синусоидального тока с последовательным соединением активных и реактивных приемников:

исследовать работу цепи переменного тока при различных типах нагрузки и разных режимах работы;
научиться определять параметры электрической цепи переменного тока;
построить векторные диаграммы при последовательном соединении активных и реактивных элементов цепи переменного тока, а также треугольники сопротивлений и мощностей.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

Цепь переменного тока с активным сопротивлением R

Простейшей цепью переменного тока является цепь, имеющая только сопротивление R. Сопротивление в цепи переменного тока и в цепи постоянного тока ведет себя по-разному.

Переменный ток хуже проходит через сопротивление, чем постоянный. Это объясняется следующими причинами:

поверхностный эффект;
вихревые тока;
перемагничивание ферромагнитных материалов;
изменение поляризации диэлектриков.

Все эти явления связаны с выделением тепла, и, значит, переменный электрический ток затрачивает дополнительную энергию. Постоянный ток ни одного из этих явлений не вызывает, поэтому не требует дополнительных затрат энергии.

Сопротивление постоянному току называют омическим. Сопротивление переменному току называют активным. На активном сопротивлении, так же как и на омическом, происходит выделение тепла, пропорциональное выделенной электрической энергии. Разница между омическим и активным сопротивлением тем больше, чем больше частота переменного тока. Нормированное сопротивление резистора соответствует постоянному току.

Активными сопротивлениями в цепях переменного тока являются

нагревательные и осветительные приборы, а так же, как активные сопротивления, проявляют себя все устройства, на которых выделяется полезная мощность в любом виде.

Если через активное сопротивление R протекает переменный синусоидальный ток, то на нем действует переменное синусоидальное напряжение. Ток и напряжение имеют одинаковую частоту и совпадают по фазе, поэтому на активном сопротивлении нет сдвига фаз между напряжением и током: <p_R = 0.

Цепь переменного тока с индуктивностью L и емкостью С

Индуктивность и емкость проявляют себя в электрических цепях переменного тока как сопротивления.

Катушка индуктивности оказывает переменному току сопротивление, которое называют реактивным сопротивлением индуктивности или индуктивным сопротивлением —X_L. При наличии в цепи одного индуктивного сопротивления сдвиг фаз между напряжением и током <р\₁ = +90°. При этом

X j = coL = 27rfL. (2. l)

Формула X_L = wL показывает, что сопротивление индуктивности переменному току зависит от частоты. Это означает, что индуктивность по-разному пропускает ток низкой и ток высокой частоты.

Индуктивность не пропускает переменный ток высокой частоты (хуже пропускает). Чем больше частота, тем труднее проходит переменный ток. Катушка индуктивности используется для ограничения протекания переменного тока.

Конденсатор в электрической цепи переменного тока оказывает сопротивление переменному току, которое называется реактивным сопротивлением емкости, или проще емкостным сопротивлением X_C

^Хс~аС~ 2njC‘ ⁽²‘²⁾

Сдвиг фаз в цепи с емкостью ф_С = -90°.

Формула X_C = 1/wC показывает, что сопротивление емкости переменному току зависит от частоты w. Это означает, что емкость по- разному пропускает ток низкой и высокой частоты.

Емкость пропускает переменный ток тем лучше, чем выше частота. Емкость вообще не пропускает постоянный ток, и это ее важнейшее свойство. Одно из применений конденсатора состоит в том, что его ставят в те ветви схем, где запрещено протекание постоянного тока.

Электрические цепи переменного тока

Реальные электрические цепи переменного тока содержат сопротивление R, индуктивность L и емкость С.

Особенностью цепей переменного тока является наличие в них сдвига фаз ф между напряжением и током. Это связано с наличием в электрической цепи реактивных сопротивлений X_L и X_C, что во многом осложняет расчет этих цепей обычными алгебраическими методами. В связи с этим для анализа цепей переменного тока широко используют графические методы с изображением напряжения и тока векторами, т.е. отрезками прямых, имеющих не только величину, но и направление. Такого рода графики называются векторными диаграммами, а сам расчет — методом векторных диаграмм.

Последовательное соединение R—L

Электрическую цепь, состоящую из нескольких последовательно соединенных элементов, называют неразветвленной электрической цепью, или просто последовательной электрической цепью (рис. 2.1).

Особенностью такой цепи является то, что через все элементы цепи независимо от их количества и характера сопротивлений протекает одинаковый общий ток. Общее напряжение питающей цепи равно не просто сумме напряжений на каждом сопротивлении, оно равно векторной сумме, т.е. вектор общего напряжения равен сумме векторов напряжений на каждом участке цепи. При этом вектор напряжения на активном сопротивлении совпадает по направлению с вектором тока, а векторы напряжения на реактивных сопротивлениях образуют с вектором тока угол сдвига фазы (р между током и напряжением. Для расчетов напряжений надо построить векторную диаграмму напряжений.

Треугольник напряжений для расчета R—L цепи

Векторная диаграмма напряжений представляет собой векторный треугольник напряжений.

Для последовательного соединения полное напряжение цепи складывается из напряжений на элементах цепи. Значит, вектор суммарного напряжения U равен сумме напряжений на элементах цепи: вектору напряжения на сопротивлении U_R и вектору напряжения на катушке индуктивности U_L.

Векторная диаграмма строится, как показано на рис. 2.2.

Вектор тока I изобразим как горизонтальный вектор слева направо.
Откладываем вектор напряжения на активном сопротивлении

U_R. Этот вектор направлен горизонтально, т.к. сдвиг фаз на активном сопротивлении равен нулю: = 0.

Строим вектор напряжения на катушке индуктивности U_L. Его надо откладывать под углом 90°, т.к. напряжение на катушке опережает ток на 90°: y_L = +90°.
Построим вектор полного напряжения U на этих элементах цепи. Это вектор суммы, а он строится из начала первого вектора к концу второго.

Получился прямоугольный треугольник. Любую сторону этого треугольника можно найти по теореме Пифагора. Острый угол этого треугольника — это сдвиг фаз ф в этой цепи между током и общим напряжением.

Треугольник сопротивлений

Ток при последовательном соединении является общим для всех

сопротивлений цепи.

Треугольник напряжений позволяет построить треугольник сопротивлений. Для этого каждую сторону треугольника напряжений надо разделить на ток.

Полученный треугольник будет подобен треугольнику напряжений. Этот треугольник получается не векторный, а его стороны соответствуют сопротивлениям цепи.

На рис. 2.3 показано построение треугольника сопротивлений для цепи, имеющей активное сопротивление R и индуктивное сопротивление X_L. Зная тангенс угла, мы можем определить угол сдвига фаз ф.

Треугольник мощностей

Если каждую сторону треугольника напряжений умножить на один и тот же ток, то получится подобный треугольник, стороны которого пропорциональны мощности (рис. 2.4).

Это значит, что расчет мощностей для переменного тока производится также геометрически, потому что необходимо учитывать сдвиг фаз между напряжением и током.

Из треугольника мощностей следует, что в цепях переменного тока различают три вида мощности: активную, реактивную и полную.

Активная мощность Р равна произведению напряжения на активную составляющую тока:

P = U_R-I = U-I-cos

_a
Активная мощность расходуется на выполнение приемником полезной работы или выделяется в виде тепла на сопротивлении R.
Реактивная мощность Q равна произведению напряжения на реактивную составляющую тока:
Q = U_L -I = U-I-sm
_F
Реактивная мощность выделяется на индуктивности и полезной работы не создает.
Полная мощность S определяется как геометрическая сумма активной и реактивной мощностей и равна
S = U—I. (2.6)
Полная мощность — это та мощность, которую источник вынужден отдавать цепи. Источник отдает полную мощность, которая больше полезной мощности из-за того, что цепь обладает индуктивностью.
Последовательное соединение R—C
Конденсаторы часто включают последовательно с сопротивлениями, но если даже специального сопротивления нет, любой конденсатор обладает определенной величиной активного сопротивления, которую необходимо учитывать (рис. 2.5).
U общее
u_R и_с
R С
I
Рис. 2.5. Последовательная R-С цепь переменного тока
Векторная диаграмма напряжений представляет собой прямоугольный треугольник, который позволяет определить все составляющие по теореме Пифагора.
Соотношение сопротивлений в такой цепи соответствует треугольнику сопротивлений. Для цепи, состоящей из активного сопротивления и емкости полное сопротивление равно
Z — tJr² + Х_с² . (2.7)
Соотношение мощностей такой цепи соответствует треугольнику мощностей. Все треугольники подобные, значит, угол ф (сдвиг фаз) является общим для всех треугольников.
Активное сопротивление R, включенное в цепь с катушкой или конденсатором, уменьшает угол сдвига фаз.
Экспериментальное определение параметров цепи
Измерение активной, реактивной, полной мощностей и еоБф, а также параметров цепи, например R и L, можно произвести с помощью ваттметра, амперметра и вольтметра, включенных в цепь по схеме, изображенной на рис. 2.6.
Для цепи переменного тока закон Ома для действующих значений тока и напряжения имеет вид
1 = 2, (2.8)
Z
По показаниям амперметра и вольтметра из закона Ома определяется полное сопротивление Z. По показаниям амперметра и ваттметра находится активное сопротивление цепи R = P/1². Затем можно определить реактивное сопротивление цепи
X = Vz² —R² . (2.9)
В случае активно-индуктивной нагрузки X = X_L, а в случае активноёмкостной цепи X = X_C. Зная частоту тока f можно вычислить угловую частоту w = 2f и определить по формулам (3) или (4) индуктивность L и ёмкость С.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Объектом исследования в данной лабораторной работе является однофазные последовательные R—L и R—C электрические цепи. С помощью измерительных приборов амперметра, вольтметров и ваттметра измеряются ток в цепи, напряжения в цепи и на каждом элементе, активная мощность.
В данной работе используется реальная катушка индуктивности (дроссель с регулируемым воздушным зазором), которая представлена на рисунке 2.7 активным сопротивлением R_L и идеальной катушкой индуктивности L с индуктивным сопротивлением X_L = co—L.
Изменение напряжений на дросселе достигается изменением воздушного зазора в сердечнике.
По измеренным величинам необходимо рассчитать параметры элементов цепи и всей цепи переменного тока, построить векторные диаграммы и треугольники сопротивлений и мощностей.
СХЕМА ИССЛЕДУЕМОЙ R-L ЦЕПИ
Для напряжений, представленных в виде векторов, второй закон Кирхгофа имеет вид
U = U_L+U_R=I—Z, (2.10)
где U — приложенное напряжение сети;
Z — полное сопротивление цепи.
Падение напряжения на катушке индуктивности
(2.11)
Падение напряжения на активном сопротивлении
U_r=I—R. (2.12)
Вектор напряжения на реостате U_R совпадает по фазе с вектором тока, а вектор напряжения на катушке индуктивности U_L опережает ток на угол y_L.
По измеренным, действующим значениям тока I, мощности P, напряжений на отдельных участках U, U_R, U_L можно рассчитать параметры всей цепи и ее отдельных элементов следующим образом:
• определяем значение полного сопротивления всей цепи Z исходя из показаний приборов

(2.. (2.25)

^ZL

Построение векторной диаграммы R-L цепи (рис. 2.9) проводят в следующей последовательности:

в выбранном масштабе строится горизонтально вектор тока I, который является общим для всех элементов цепи.
после этого необходимо построить в выбранном масштабе вектора напряжений U_R и U_L под заданными углами сдвига фаз p_R = 0 и 9_L, определенной по формуле 2.1.
вектор приложенного к цепи напряжения U находится как геометрическая сумма этих векторов напряжений.
опуская перпендикуляр от конца вектора U_L на горизонтальную ось тока, графически можно найти составляющие напряжения U_L; U_RL — падение напряжения, приходящееся на активное сопротивление катушки индуктивности r_l ; U_XL — падение напряжения, приходящееся на реактивное сопротивление X_L катушки индуктивности.

Рис. 2.9. Векторная диаграмма R—L цепи 3.3. ИССЛЕДУЕМАЯ R—C ЦЕПЬ

Схема электрической цепи представлена на рис. 2.10. Общая методика расчета в случае реального конденсатора аналогична методике расчета цепи R—L.

Рассмотрим случай идеального конденсатора, т.е. конденсатор как идеальный реактивный элемент. В этом случае напряжение на емкости отстает от тока по фазе на 90⁰.

По показаниям приборов можно рассчитать параметры цепи и ее

отдельных элементов:

•полное сопротивление цепи

где/= 50 Гц;

•коэффициент мощности цепи

R Р

COS Ф = — = —

z иг

Построение векторной диаграммы (рис._R = 0 и ф_С = — 90⁰. Вектор приложенного к цепи напряжения U находится как геометрическая сумма векторов U_R и U_C.

Рис. 2.11. Векторная диаграмма R—C цепи 4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Изучить теоретическую часть, подготовить отчет и получить допуск к выполнению лабораторной работы.
Ознакомится с оборудованием лабораторного стенда и измерительными приборами.
Записать в таблицу 2.1 технические данные измерительных приборов, используемых при выполнении работы.

Таблица 2.1

Сведения об измерительных приборах

PVl

PVc

PVr

Наименование

прибора

Тип прибора

Система измерительного механизма (наименование и обозначение)

Предел

измерения

Класс

точности

Род тока

Цена деления

Абсолютная

погрешность

измерения

ИССЛЕДОВАНИЕ R-L ЦЕПИ

Собрать электрическую цепь по схеме рис. 150 В.

Измерение провести для двух случаев:

а) U_L > U_R;

б) Ul < Ur.

(Изменение напряжений достигается изменением сопротивления R_Lи индуктивности L дросселя в результате изменения воздушного зазора в сердечнике).

Измерить значения напряжений, тока и мощности и записать в таблицу 2.2.
По окончании измерений ручку регулятора ЛАТР повернуть до упора по часовой стрелке и отключить тумблер SA1.
1. ИССЛЕДОВАНИЕ R-C ЦЕПИ

Собрать схему по рис. 2.10. Установить ручку регулятора входного напряжения ЛАТР в нулевое положение (т.е. повернуть по часовой стрелке до упора). Собранную схему предъявить для проверки преподавателю. 150 В. Измерения провести для двух случаев:

а) Uc > Ur;

б) Uc < U_R.

Указанные соотношения достигаются изменением активного сопротивления R.

Измеренные значения напряжений, тока и мощности записать в таблицу 2.2.
По окончании измерений ручку регулятора ЛАТР повернуть до упора по часовой стрелке и отключить тумблер SA1.
Результаты измерений необходимо предъявить преподавателю и по его указанию разобрать электрическую цепь и привести в порядок рабочее место.

Таблица 2.2

Измеренные величины

Характер цепи

Вт

Ii, A

Ui,

Ul,

Ur,

Uc,

R-L

Ur > Ul

Ur < Ul

R-C

Ur > Uc

Ur < Uc

4.3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

По измеренным действующим значениям тока I, мощности P и напряжений на отдельных участках U_R, U_L, U_C рассчитать параметры R—L цепи по формулам (2.13-2.25) и параметры R—C цепи по формулам (2.26-2.31) и записать в таблицы 2.3 и 2.4. При числовых расчетах придерживаться следующего порядка: искомую величину выражают формулой, затем подставляют известные значения величин, записывают результат расчета (числовое значение искомой величины) и единицы измерения, промежуточные расчеты можно опускать.

Таблица 2.3

Вычисленные параметры R—L цепи

Характер цепи

Ом

Ri,

Ом

Zl,,

Ом

Rl,,

Ом

Xl,,

Ом

Гн

R-L

Ur>Ul

Таблица 2.4
Вычисленные параметры R-С цепи
Характер цепи
Z,
Ом
R,
Ом
Xc,,
Ом
C,
Ф
cosp
R-C
Ur>Uc
Ur
Построить в масштабе векторные диаграммы для всех измерений, а также треугольники сопротивлений и мощностей для R—L и R—C цепи.
Оформить отчет в соответствии с методическими указаниями.
Ответить на контрольные вопросы и защитить выполненную лабораторную работу.
ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И САМОКОНТРОЛЯ СТУДЕНТОВ
Что такое последовательная электрическая цепь?
Какие виды сопротивлений существуют в цепях переменного тока?
Что такое сдвиг фаз?
Чему равны индуктивное и емкостное сопротивления, и в каких единицах их измеряют?
Что такое коэффициент мощности?
Что такое полное сопротивление цепи, и чему оно равно в случае цепи R—L, R—C.
Записать закон Ома для действующих значений однофазной цепи переменного тока.
Что такое векторная диаграмма, как она строится для последовательной однофазной цепи переменного тока?
Уроки по электрическим цепям — линии передачи / Хабр
Ещё не начав читать статью, попробуйте подумать над вопросом: побежит ли ток, если подключить к батарейке очень длинный провод(более чем 300 тысяч километров, сверхпроводник), если противоположные концы провода никуда не подключены? Сколько Ампер?
Прочитав эту статью, вы поймёте в чём смысл волнового сопротивления. Из лекций по теории волн я вынес только то, что волновое сопротивление — это сопротивление волнам. Большая часть студентов, кажется, поняла ровно то же самое. То есть ничего.
Эта статья — весьма вольный перевод этой книги: Lessons In Electric Circuits
Статьи по теме: На Хабре: Контакт есть, сигнала нет
Трэш в Википедии: Длинная линия
50-омный кабель?
В начале моего увлечения электроникой я часто слышал про волновое сопротивление коаксиального кабеля 50Ω. Коаксиальный кабель – это два провода. Центральный провод, изолятор, оплётка, изолятор. Оплётка полностью закрывает центральный проводник. Такой провод используется для передачи слабых сигналов, а оплётка защищает сигнал от помех.

Я был озадачен этой надписью – 50 Ω. Как могут два изолированных проводника иметь сопротивление друг с другом 50 Ω? Я измерил сопротивление между проводами и увидел, как и ожидалось, обрыв. Сопротивление кабеля с одной стороны до другой — ноль. Как бы я не подключал омметр, я так и не смог получить сопротивление 50 Ом.
То, что я не понимал в то время – так это как кабель реагирует на импульсы. Конечно, омметр работает с постоянным током, и показывает, что проводники не соединены друг с другом. Тем не менее, кабель, из-за влияния ёмкости и индуктивности, распределённой по всей длине, работает как резистор. И так же, как и в обычном резисторе, ток пропорционален напряжению. То, что мы видим как пара проводников – важный элемент цепи в присутствии высокочастотных сигналов.
В этот статье вы узнаете что такое линия связи. Многие эффекты линий связи не проявляются при работе с постоянным током или на сетевой частоте 50 Гц. Тем не менее, в высокочастотных схемах эти эффекты весьма значительны. Практическое применение линий передач – в радиосвязи, в компьютерных сетях, и в низкочастотных схемах для защиты от перепадов напряжения или ударов молний.
Провода и скорость света
Рассмотрим следующую схему. Цепь замкнута – лампа зажигается. Цепь разомкнута – лампа гаснет. На самом деле лампа зажигается не мгновенно. Ей как минимум надо раскалиться. Но я хочу заострить внимание не на этом. Хотя электроны двигаются очень медленно, они взаимодействуют друг с другом гораздо быстрее – со скоростью света.

Что произойдёт, если длина проводов будет 300 тысяч км? Так как электроэнергия передаётся с конечной скоростью, очень длинные провода внесут задержку.

Пренебрегая временем на разогрев лампы, и сопротивлением проводов, лампа зажжётся примерно через 1 секунду после включения выключателя. Несмотря на то, что строительство сверхпроводящих ЛЭП такой длины создаст огромные практические проблемы, теоретически это возможно, поэтому наш мысленный эксперимент реален. Когда переключатель выключается, лампа будет продолжать получать питание ещё 1 секунду.
Один из способов представить движение электронов в проводнике – это вагоны поезда. Сами вагоны движутся медленно, только начинают движение, и волна сцеплений передаётся гораздо быстрее.
Другая аналогия, возможно более подходящая – волны в воде. Объект начинает движение горизонтально вдоль поверхности. Создастся волна из-за взаимодействия молекул воды. Волна будет перемещаться гораздо быстрее, чем двигаются молекулы воды.
Электроны взаимодействуют со скоростью света, но движутся гораздо медленнее, подобно молекуле воды на рисунке выше. При очень длинной цепи становится заметна задержка между нажатием на выключатель и включением лампы.
Волновое сопротивление
Предположим, у нас есть два параллельных провода бесконечной длины, без лампочки в конце. Потечёт ли ток при замыкании выключателя?

Несмотря на то, что наш провод — сверхпроводник, мы не можем пренебречь ёмкостью между проводами:

Подключим питание к проводу. Ток заряда конденсатора определяется формулой: I = C(de/dt). Соответственно, мгновенный рост напряжения должен породить бесконечный ток.
Однако ток не может быть бесконечным, так как вдоль проводов есть индуктивность, ограничивающая рост тока. Падение напряжения в индуктивности подчиняется формуле: E = L(dI/dt). Это падение напряжения ограничивает максимальную величину тока.

Поскольку электроны взаимодействуют со скоростью света, волна будет распространяться с той же скоростью. Таким образом, нарастание тока в индуктивностях, и процесс зарядки конденсаторов будет выглядеть следующим образом:

В результате этих взаимодействий, ток через батарею будет ограничен. Так как провода бесконечны, распределённая емкость никогда не зарядится, а индуктивность не даст бесконечно нарастать току. Другими словами, провода будут вести себя как постоянная нагрузка.
Линия передачи ведёт себя как постоянная нагрузка так же, как и резистор. Для источника питания нет никакой разницы, куда бежит ток: в резистор, или в линию передачи. Импеданс (сопротивление) это линии называют волновым сопротивлением, и оно определяется лишь геометрией проводников. Для параллельных проводов с воздушной изоляцией волновое сопротивление рассчитывается так:

Для коаксиального провода формула расчёта волнового сопротивления выглядит несколько иначе:
Если изоляционный материал – не вакуум, скорость распространения будет меньше скорости света. Отношение реальной скорости к скорости света называется коэффициентом укорочения.
Коэффициент укорочения зависит только от свойств изолятора, и рассчитывается по следующей формуле:

Волновое сопротивление известно также как характеристическое сопротивление.
Из формулы видно, что волновое сопротивление увеличивается по мере увеличения расстояния между проводниками. Если проводники отдалить друг от друга, становится меньше их ёмкость, и увеличивается распределённая индуктивность (меньше эффект нейтрализации двух противоположных токов). Меньше ёмкость, больше индуктивность => меньше ток => больше сопротивление. И наоборот, сближение проводов приводит к большей ёмкости, меньшей индуктивности => больше ток => меньше волновое сопротивление.
Исключая эффекты утечки тока через диэлектрик, волновое сопротивление подчиняется следующей формуле:
Линии передачи конечной длины
Линии бесконечной длины – интересная абстракция, но они невозможны. Все линии имеют конечную длину. Если бы тот кусок 50 Ом кабеля RG-58/U, который я измерял с помощью омметра несколько лет назад, был бесконечной длины, я бы зафиксировал сопротивление 50 Ом между внутренним и внешним проводом. Но эта линия не была бесконечной, и она измерялась как открытая, с бесконечным сопротивлением.
Тем не менее, волновое сопротивление важно также и при работе с проводом ограниченной длины. Если к линии приложить переходное напряжение, потечёт ток, который равен отношению напряжения к волновому сопротивлению. Это всего лишь закон Ома. Но он будет действовать не бесконечно, а ограниченное время.
Если в конце линии будет обрыв, то в этой точке ток будет остановлен. И это резкое прекращение тока повлияет на всю линию. Представьте себе поезд, идущий вниз по рельсам, имеющий слабину в муфтах. Если он врежется в стенку, он остановится он не весь сразу: сначала первый, потом второй вагон, и т.д.
Сигнал, распространяющийся от источника, называют падающей волной. Распространение сигнала от нагрузки обратно к источнику называют отражённой волной.
Как только нагромождение электронов в конце линии распространяется обратно к батарее, ток в линии прекращается, и она ведёт себя как обычная открытая схема. Всё это происходит очень быстро для линий разумной длины так, что омметр не успевает померить сопротивление. Не успевает поймать тот промежуток времени, когда схема ведёт себя как резистор. Для километрового кабеля с коэффициентом укорочения 0,66 сигнал распространяется всего 5.05мкс. Отражённая волна идёт обратно к источнику ещё столько же, то есть в сумме 10,1 мкс.
Высокоскоростные приборы способны измерить это время между посылкой сигнала и приходом отражения для определения длины кабеля. Этот метод может быть применён также для определения обрыва одного или обоих проводов кабеля. Такие приборы называются рефлектометры для кабельных линий. Основной принцип тот же, что и у ультразвуковых гидролокаторов: генерация импульса и замер времени до эха.
Аналогичное явление происходит и в случае короткого замыкания: когда волна достигает конца линии, она отражается обратно, так как напряжение не может существовать между двумя соединёнными проводами. Когда отражённая волна достигает источника, источник видит, что произошло короткое замыкание. Всё это происходит за время распространения сигнала туда + время обратно.
Простой эксперимент иллюстрирует явление отражения волн. Возьмите верёвку, как показано на рисунке, и дёрните её. Начнёт распространяться волна, пока она полностью не погасится за счёт трения.
Это похоже на длинную линию с потерями. Уровень сигнала будет падать по мере продвижения по линии. Однако, если второй конец закрепить на твёрдую стенку, возникнет отражённая волна:
Как правило, назначением линии передачи является передача электрического сигнала от одной точки к другой.
Отражения могут быть исключены, если терминатор на линии в точности равен волновому сопротивлению. Например, разомкнутая или короткозамкнутая линия будет отражать весь сигнал обратно к источнику. Но если на конце линии включить резистор 50 Ом, то вся энергия будет поглощена на резисторе.
Это всё имеет смысл, если мы вернёмся к нашей гипотетической бесконечной линии. Она ведёт себя как постоянный резистор. Если мы ограничим длину провода, то он будет себя вести как резистор лишь некоторое время, а потом – как короткое замыкание, или открытая цепь. Однако, если мы поставим резистор 50 Ом на конец линии, она вновь будет себя вести как бесконечная линия.

В сущности, резистор на конце линии, равный волновому сопротивлению, делает линию бесконечной с точки зрения источника, потому что резистор может вечно рассеивать энергию так же, как и бесконечные линии могут поглощать энергию.
Отражённая волна, вернувшись обратно к источнику, может вновь отразиться, если волновое сопротивление источника не равно в точности волновому сопротивлению. Этот тип отражений особенно опасен, он делает вид, что источник передал импульс.
Короткие и длинные линии передачи
В цепях постоянного тока волновое сопротивление, как правило, игнорируется. Даже коаксиальный кабель в таких цепях применяется лишь для защиты от помех. Это связано с короткими промежутками времени распространения по сравнению с периодом сигнала. Как мы узнали в предыдущей главе, линия передачи ведёт себя как резистор до тех пор, пока отражённая волна на вернётся обратно к источнику. По истечении этого времени (10,1 мкс для километрового кабеля), источник видит полное сопротивление цепи.
В случае, если цепь передаётся низкочастотный сигнал, источник на какое-то время видит волновое сопротвление, а потом – полное сопротивление линии. Мы знаем, что величина сигнала не равна по всей длине линии из-за распространения со скоростью света(почти). Но фаза низкочастотного сигнала изменяется незначительно за время распространения сигнала. Так, мы можем считать, что напряжение и фаза сигнала во всех точках линии равна.
В этом случае мы можем считать что линия является короткой, потому что время распространения гораздо меньше периода сигнала. В противовес, длинная линия это такая, где за время распространения форма сигнала успевает измениться на большую часть фазы, либо даже передать несколько периодов сигнала. Длинными линиями считаются такие, когда фаза сигнала меняется более чем на 90 градусов за время распространения. До этого в данной книге мы рассматривали лишь короткие линии.
Чтобы определить тип линии(длинная, короткая), мы должны сравнить её длину и частоту сигнала. Например, период сигнала с частотой 60Гц равен 16,66мс. При распространении со скоростью света(300 тысяч км/с) сигнал пройдёт 5000км. Если коэффициент укорочения будет меньше 1, то и скорость будет меньше 300 тысяч км/с, и расстояние меньше во столько же раз. Но даже если использовать коэффициент укорочения коаксиального кабеля(0,66), расстояние всё равно будет велико — 3300км! Независимо от длины кабеля это называется длиной волны.
Простая формула позволяет вычислить длину волны:

Длинная линия – такая, где хотя бы умещается ¼ длины волны в длину. И теперь вы можете понять, почему все линии прежде относятся к коротким. Для систем питания переменного тока 60Гц длина кабеля должна превышать 825 км, чтобы эффекты распространения сигнала стали значительными. Кабели от аудио усилителя к колонкам должны быть более 7,5 км в длину, чтобы существенно повлиять на 10кГц звуковой сигнал!
Когда имеешь дело с радиочастотными системами, задача с длиной линии передачи является далеко не такой тривиальной. Рассмотрим 100МГц радиосигнал: его длина волны 3 метра даже на скорости света. Линия передачи должна быть более 75 см в длину, чтобы считаться длинной. С коэффициентом укорочения 0,66 эта критическая длина составит всего 50 см.
Когда электрический источник подключен к нагрузке через короткую линию передачи, доминирует импеданс нагрузки. То есть, когда линия короткая, волновое сопротивление не влияет на поведение схемы. Мы можем это увидеть при тестировании коаксиального кабеля омметром: мы видит разрыв. Хотя линия ведёт себя как резистор 50Ом (RG/58U кабель) на короткое время, после этого времени мы увидим обрыв. Так как время реакции омметра значительно больше времени распространения сигнала, мы видим обрыв. Эта очень большая скорость распространения сигнала не позволяет нам обнаружить 50Ом переходное сопротивление омметром.
Если мы будем использовать коаксиальный кабель для передачи постоянного тока, кабель будет считаться коротким, и его волновое сопротивление не будет влиять на работу схемы. Обратите внимание, что короткой линией будет называться любая линия, где изменение сигнала происходит медленнее, чем сигнал распространяется по линии. Почти любая физическая длина кабеля может являться короткой с точки зрения волнового сопротивления и отражённых волн. Используя же кабель для передачи высокочастотного сигнала, можно по разному оценивать длину линии.
Если источник подключен к нагрузке через длинные линии передачи, собственное волновое сопротивление доминирует над сопротивлением нагрузки. Иными словами, электрически длинная линия выступает в качестве основного компонента в цепи, и её свойства доминируют над свойствами нагрузки. С источник, подключенным к одному концу кабеля и передаёт ток на нагрузку, но ток в первую очередь идёт не в нагрузку, а в линию. Это становиться всё более верным, чем длиннее у нас линия. Рассмотрим наш гипотетический 50Ом бесконечный кабель. Независимо от того, какую нагрузку мы подключаем на другой конец, источник будет видеть лишь 50Ом. В этом случае сопротивление линии является определяющим, а сопротивление нагрузки не будет иметь значения.
Наиболее эффективный способ свести к минимуму влияние длины линии передачи – нагрузить линию сопротивлением. Если сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению, то любой источник будет видеть то же самое сопротивление, независимо от длины линии. Таким образом, длина линии будет влиять только на задержку сигнала. Тем не менее, полное совпадение сопротивления нагрузки и волнового сопротивления не всегда возможно.
В следующем разделе рассматриваются линии передачи, особенно когда длина линии равна дробной части волны.
Надеюсь, вы прояснили для себя основные физические принципы работы кабелей
К сожалению, следующая глава очень большая. Книга читается на одном дыхании, и в какой-то момент надо остановиться. Для первого поста, думаю, этого хватит. Спасибо за внимание.
Продолжение здесь
Активное и реактивное сопротивление. Формула ёмкостного сопротивления для цепи переменного тока
В цепи постоянного тока конденсатор представляет собой бесконечно большее сопротивление: постоянный ток не проходит через диэлектрик, разделяющий обкладки конденсатора. Цепи переменного тока конденсатор не разрывает: попеременно заряжаясь и разряжаясь, он обеспечивает движение электрических зарядов, т. е. поддерживает переменный ток во внешней цепи. Исходя из электромагнитной теории Максвелла (см. § 105), можно сказать, что переменный ток проводимости замыкается внутри конденсатора током смещения. Таким образом, для переменного тока конденсатор представляет собой конечное сопротивление, называемое емкостным сопротивлением.
Опыт и теория показывают, что сила переменного тока в проводе существенно зависит от формы, которая придана этому проводу. Сила тока будет, наибольшей в случае прямого провода. Если же провод свернут в виде катушки с большим числом витков, то сила тока в нем значительно уменьшится: особенно резкое снижение тока происходит при введении в эту катушку ферромагнитного сердечника. Это означает, что для переменного тока проводник помимо омического сопротивления имеет еще дополнительное сопротивление, зависящее от индуктивности проводника и потому называемое индуктивным сопротивлением. Физический смысл индуктивного сопротивления состоит в следующем. Под влиянием изменений тока в проводнике, обладающем индуктивностью, возникает электродвижущая сила самоиндукции, препятствующая этим изменениям, т. е. уменьшающая амплитуду тока а следовательно, и эффективный ток Уменьшение эффективного тока в проводнике равносильно увеличению сопротивления проводника, т. е. равносильно появлению дополнительного (индуктивного) сопротивления.
Получим теперь выражения для емкостного и индуктивного сопротивлений.
1. Емкостное сопротивление. Пусть к конденсатору емкостью С (рис. 258) приложено переменное синусоидальное напряжение
Пренебрегая падением напряжения на малом омическом сопротивлении подводящих проводов, будем считать, что напряжение на обкладках конденсатора равно приложенному напряжению:
В любой момент времени заряд конденсатора равен произведению емкости конденсатора С на напряжение (см. § 83):
Если за малый промежуток времени заряд конденсатора изменяется на величину то это означает, что в подводящих проводах идет ток равный
Так как амплитуда этого тока
то окончательно получим
Запишем формулу (37) в виде
Последнее соотношение выражает закон Ома; величина играющая роль сопротивления, представляет собой сопротивление конденсатора для переменного тока, т. е. емкостное сопротивление
Таким образом, емкостное сопротивление обратно пропорционально круговой частоте тока и величине емкости. Физический смысл этой зависимости нетрудно понять. Чем больше емкость конденсатора и чем чаще изменяется направление тока (т. е. чем больше круговая частота тем больший заряд проходит за единицу времени через поперечное сечение подводящих проводов. Следовательно, ). Но сила тока и сопротивление обратно пропорциональны друг другу.
Следовательно, сопротивление
Рассчитаем емкостное сопротивление конденсатора емкостью включенного в цепь переменного тока частотой Гц:
При частоте Гц емкостное сопротивление того же самого конденсатора снизится приблизительно до 3 Ом.
Из сопоставления формул (36) и (38) видно, что изменения тока и напряжения совершаются в различных фазах: фаза тока на больше фазы напряжения. Это означает, что максимум тока наступает на четверть периода раньше, чем максимум напряжения (рис. 259).
Итак, на емксстном сопротивлении ток опережает напряжение на четверть периода (по времени) или на 90° (по фазе).
Физический смысл этого важного явления можно пояснить следующим образом, В начальный момент времени конденсатор еще не заряжен Поэтому даже очень малое внешнее напряжение легко перемещает заряды к пластинам конденсатора, создавая ток (см. рис. 258). По мере зарядки конденсатора напряжение на его обкладках растет, препятствуя дальнейшему притоку зарядов. В связи с этим ток в цепи уменьшается, несмотря на продолжающееся увеличение внешнего напряжения
Следовательно, в начальный момент времени ток имел максимальное значение ( Когда а вместе с ним и достигнут максимума (что произойдет через четверть периода), конденсатор полностью зарядится и ток в цепи прекратится Итак, в начальный момент времени ток в цепи максимален, а напряжение минимально и только еще начинает нарастать; через четверть периода напряжение достигает максимума, а ток уже успевает уменьшиться до нуля. Таким образом, действительно ток опережает напряжение на четверть периода.
2. Индуктивное сопротивление. Пусть через катушку самоиндукции с индуктивностью идет переменный синусоидальный ток
обусловленный переменным напряжением приложенным к катушке
Пренебрегая падением напряжения на малом омическом сопротивлении подводящих проводов и самой катушки (что вполне допустимо, если катушка изготовлена, например, из толстой медной проволоки), сбудем считать, что приложенное напряжение уравновешивается электродвижущей силой самоиндукции (равно ей по величине и противоположно по направлению):
Тогда, учитывая формулы (40) и (41), можем написать:
Так как амплитуда приложенного напряжения
то окончательно получим
Запишем формулу (42) в виде
Последнее соотношение выражает закон Ома; величина играющая роль сопротивления, представляет собой индуктивное сопротивление катушки самоиндукции:
Таким образом, индуктивное сопротивление пропорционально круговой частоте тока и величине индуктивности. Такого рода зависимость объясняется тем, что, как уже отмечалось в предыдущем параграфе, индуктивное сопротивление обусловлено действием электродвижущей силы самоиндукции, уменьшающей эффективный ток и, следовательно, увеличивающей сопротивление.
Величина же этой электродвижущей силы (и, следовательно, сопротивления) пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения тока, т. е. круговой частоте
Рассчитаем индуктивное сопротивление катушки с индуктивностью включенной в цепь переменного тока с частотой Гц:
При частоте Гц индуктивное сопротивление той же самой катушки возрастает до 31 400 Ом.
Подчеркнем, что омическое сопротивление катушки (с железным сердечником), имеющей индуктивность составляет обычно лишь несколько Ом.
Из сопоставления формул (40) и (43) видно, что изменения тока и напряжения совершаются в различных фазах, причем фаза тока на меньше фазы напряжения. Это означает, что максимум тока наступает на четверть периода (774) позже, чем максимум напряжения (рис. 261).
Итак, на индуктивном сопротивлении ток отстает от напряжения на четверть периода (по времени), или на 90° (по фазе). Сдвиг фаз обусловлен тормозящим действием электродвижущей силы самоиндукции: она препятствует как нарастанию, так и убыванию тока в цепи, поэтому максимум тока наступает позднее, чем максимум напряжения.
Если в цепь переменного тока последовательно включены индуктивное и емкостное сопротивления, то напряжение на индуктивном сопротивлении будет, очевидно, опережать напряжение на емкостном сопротивлении на полпериода (по времени), или на 180° (по фазе).
Как уже упоминалось, и емкостное и индуктивное сопротивления носят общее название реактивного сопротивления. На реактивном сопротивлении электроэнергия не расходуется; этим оно существенно отличается от активного сопротивления. Дело в том, что энергия, периодически потребляемая на создание электрического поля в конденсаторе (во время его зарядки), в том же количестве и с той же периодичностью возвращается в цепь при ликвидации этого поля (во время разрядки конденсатора). Точно так же энергия, периодически потребляемая на создание магнитного поля катушки самоиндукции (во время возрастания тока), в том же количестве и с той же периодичностью возвращается в цепь при ликвидации этого поля (во время убывания тока).
В технике переменного тока вместо реостатов (омического сопротивления), которые всегда нагреваются и бесполезно расходуют энергию, часто применяются дроссели (индуктивное сопротивление). Дроссель представляет собой катушку самоиндукции с железным сердечником. Оказывая значительное сопротивление переменному току, дроссель практически не нагревается и не расходует электроэнергию.
Реактивное сопротивление – электрическое сопротивление переменному току, обусловленное передачей энергии магнитным полем в индуктивностях или электрическим полем в конденсаторах.
Элементы, обладающие реактивным сопротивлением, называют реактивными.
Реактивное сопротивление катушки индуктивности.
При протекании переменного тока I в катушке, магнитное поле создаёт в её витках ЭДС, которая препятствует изменению тока.
При увеличении тока, ЭДС отрицательна и препятствует нарастанию тока, при уменьшении — положительна и препятствует его убыванию, оказывая таким образом сопротивление изменению тока на протяжении всего периода.
В результате созданного противодействия, на выводах катушки индуктивности в противофазе формируется напряжение U , подавляющее ЭДС, равное ей по амплитуде и противоположное по знаку.
При прохождении тока через нуль, амплитуда ЭДС достигает максимального значения, что образует расхождение во времени тока и напряжения в 1/4 периода.
Если приложить к выводам катушки индуктивности напряжение U , ток не может начаться мгновенно по причине противодействия ЭДС, равного -U , поэтому ток в индуктивности всегда будет отставать от напряжения на угол 90°. Сдвиг при отстающем токе называют положительным.
Запишем выражение мгновенного значения напряжения u исходя из ЭДС (ε ), которая пропорциональна индуктивности L и скорости изменения тока: u = -ε = L(di/dt) .
Отсюда выразим синусоидальный ток .
Интегралом функции sin(t) будет -соs(t) , либо равная ей функция sin(t-π/2) .
Дифференциал dt функции sin(ωt) выйдет из под знака интеграла множителем 1/ω .
В результате получим выражение мгновенного значения тока со сдвигом от функции напряжения на угол π/2 (90°).
Для среднеквадратичных значений U и I в таком случае можно записать .
В итоге имеем зависимость синусоидального тока от напряжения согласно Закону Ома, где в знаменателе вместо R выражение ωL , которое и является реактивным сопротивлением:
Реактивное сопротивлениие индуктивностей называют индуктивным.
Реактивное сопротивление конденсатора.
Электрический ток в конденсаторе представляет собой часть или совокупность процессов его заряда и разряда – накопления и отдачи энергии электрическим полем между его обкладками.
В цепи переменного тока, конденсатор будет заряжаться до определённого максимального значения, пока ток не сменит направление на противоположное. Следовательно, в моменты амплитудного значения напряжения на конденсаторе, ток в нём будет равен нулю. Таким образом, напряжение на конденсаторе и ток всегда будут иметь расхождение во времени в четверть периода.
В результате ток в цепи будет ограничен падением напряжения на конденсаторе, что создаёт реактивное сопротивление переменному току, обратно-пропорциональное скорости изменения тока (частоте) и ёмкости конденсатора.
Если приложить к конденсатору напряжение U , мгновенно начнётся ток от максимального значения, далее уменьшаясь до нуля. В это время напряжение на его выводах будет расти от нуля до максимума. Следовательно, напряжение на обкладках конденсатора по фазе отстаёт от тока на угол 90 °. Такой сдвиг фаз называют отрицательным.
Ток в конденсаторе является производной функцией его заряда i = dQ/dt = C(du/dt) .
Производной от sin(t) будет cos(t) либо равная ей функция sin(t+π/2) .
Тогда для синусоидального напряжения u = U amp sin(ωt) запишем выражение мгновенного значения тока следующим образом:
i = U amp ωCsin(ωt+π/2) .
Отсюда выразим соотношение среднеквадратичных значений .
Закон Ома подсказывает, что 1/ωC есть не что иное, как реактивное сопротивление для синусоидального тока:
Реактивное сопротивление конденсатора в технической литературе часто называют ёмкостным. Может применяться, например, в организации ёмкостных делителей в цепях переменного тока.
Онлайн-калькулятор расчёта реактивного сопротивления
Необходимо вписать значения и кликнуть мышкой в таблице.
При переключении множителей автоматически происходит пересчёт результата.
Реактивное сопротивление ёмкости
X C = 1 /(2πƒC)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Конденсатор , в простейшем случае состоит из двух металлических проводников (обкладок), которые разделяет слой диэлектрика. Каждая из обкладок конденсатора имеет свой вывод и может быть подключена к электрической цепи.
Конденсатор характеризуют при помощи ряда параметров (емкость, рабочее напряжение и т. д), одной из таких характеристик является сопротивление. Конденсатор практически не пропускает постоянный электрический ток. То есть сопротивление конденсатора является бесконечно большим для постоянного тока, но это идеальный случай. Через реальный диэлектрик очень малый ток протекать может. Этот ток называют током утечки. Ток утечки является показателем качества диэлектрика, который применяется при изготовлении конденсатора. У современных конденсаторов ток утечки составляет некоторые доли микроампера. Сопротивление конденсатора в таком случае можно вычислить, используя закон Ома для участка цепи, зная величину напряжения, до которой заряжен конденсатор и ток утечки. Но обычно при решении учебных задач сопротивление конденсатора постоянному току считают бесконечно большим.
Сопротивление конденсатора переменному напряжению
При включении конденсатора в цепь с переменным током, ток свободно проходит через конденсатор. Это объясняется очень просто: происходит процесс постоянной зарядки и разрядки конденсатора. При этом говорят, что в цепи присутствует емкостное сопротивление конденсатора, помимо активного сопротивления.
И так, конденсатор, который включен в цепь переменного тока, ведет себя как сопротивление, то есть оказывает влияние на силу тока, текущую в цепи. Величину емкостного сопротивления обозначим как , его величина связана с частотой тока и определена формулой:
где — частота переменного тока; — угловая частота тока; C — емкость конденсатора.
Если конденсатор включен в цепь переменного тока, то в нем не затрачивается мощность, потому что фаза тока сдвинута по отношению к напряжению на . Если рассмотреть один период колебания тока в цепи (T), то происходит следующее: при заряде конденсатора (это составляет ) энергия в поле конденсатора запасается; на следующем отрезке времени () конденсатор разряжается и отдает энергию в цепь. Поэтому ёмкостное сопротивление называют реактивным (безваттным).
Следует заметить, что в каждом реальном конденсаторе реальная мощность (мощность потерь) все же тратится, при течении через него переменного тока. Это вызвано тем, что происходят изменения в состоянии диэлектрика конденсатора. Помимо этого существует некоторая утечка в изоляции обкладок конденсатора, поэтому появляется небольшое активное сопротивление, которое как бы включено параллельно конденсатору.
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
Задание Колебательный контур имеет сопротивление (R), катушку индуктивности (L) и конденсатор емкости C (рис.1). К нему подключено внешнее напряжение, амплитуда которого равна , а частота составляет . Какова амплитуда силы тока в цепи?
Решение Сопротивление контура рис.1 складывается из активного сопротивления R, емкостного сопротивления конденсатора и сопротивления катушки индуктивности . Полное сопротивление цепи (Z), которая содержит названные выше элементы, находят как:
Закон Ома для нашего участка цепи можно записать как:
Выразим искомую амплитуду силы тока из (1.2), подставим вместо Z правую часть формулы (1.1), имеем:
Ответ
Если в цепь постоянного тока включить конденсатор (идеальный — без потерь), то в течение короткого времени после включения по цепи потечет зарядный ток. После того как конденсатор зарядится до напряжения, соответствующего напряжению источника, кратковременный ток в цепи прекратится. Следовательно, для постоянного тока конденсатор представляет собой разрыв цепи или бесконечно большое сопротивление.
Если же конденсатор включить в цепь переменного тока, то он будет заряжаться попеременно то в одном, то в другом направлении.
При этом в цепи будет проходить переменный ток. Рассмотрим это явление подробнее.
В момент включения напряжение на конденсаторе равно нулю. Если включить конденсатор к переменному напряжению сети, то в течение первой четверти периода, когда напряжение сети будет возрастать (рисунок 1), конденсатор будет заряжаться.
Рисунок 1. Графики и векторная диаграмма для цепи переменного тока, содержащей емкость
По мере накопления зарядов на обкладках конденсатора напряжение конденсатора увеличивается. Когда напряжение сети к концу первой четверти периода достигнет максимума, заряд конденсатора прекращается и ток в цепи становится равным нулю.
Ток в цепи конденсатора можно определить по формуле:
где q — количество электричества, протекающее по цепи.
Из электростатики известно:
q = C × u C = C × u ,
где C — емкость конденсатора; u — напряжение сети; u C — напряжение на обкладках конденсатора.
Окончательно для тока имеем:
Из последнего выражения видно, что, когда максимально (положения а , в , д ), i также максимально. Когда (положения б , г на рисунке 1), то i также равно нулю.
Во вторую четверть периода напряжение сети будет уменьшаться, и конденсатор начнет разряжаться. Ток в цепи меняет свое направление на обратное. В следующую половину периода напряжение сети меняет свое направление и наступает перезаряд конденсатора и затем снова его разряд. Из рисунка 1 видно, что ток в цепи с емкостью в своих изменениях опережает по фазе на 90° напряжение на обкладках конденсатора.
Сравнивая векторные диаграммы цепей с индуктивностью и емкостью, мы видим, что индуктивность и емкость на фазу тока влияют прямо противоположно.
Поскольку мы отметили выше, что скорость изменения тока пропорциональна угловой частоте ω, из формулы
получаем аналогично, что скорость изменения напряжения также пропорциональна угловой частоте ω и для действующего значения тока имеем
I = 2 × π × f × C × U .
Обозначая , где x C называется емкостным сопротивлением , или реактивным сопротивлением емкости . Итак мы получили формулу емкостного сопротивления при включении емкости в цепи переменного тока. Отсюда, на основании выражения закона Ома, мы можем получить ток для цепи переменного тока, содержащей емкость:
Напряжение на обкладках конденсатора
U C = I C × x C .
Та часть напряжения сети, которая имеется на конденсаторе, называется емкостным падением напряжения , или реактивной слагающей напряжения , и обозначается U C .
Емкостное сопротивление x C , так же как индуктивное сопротивление x L , зависит от частоты переменного тока.
Но если с увеличением частоты индуктивное сопротивление увеличивается, то емкостное сопротивление, наоборот, будет уменьшаться.
Пример 1. Определить емкостное реактивное сопротивление конденсатора емкостью 5 мкФ при разных частотах сетевого напряжения. Расчет емкостного сопротивления произведем при частоте 50 и 40 Гц:
при частоте 50 Гц:
при частоте 400 Гц:
Применим формулу средней или активной мощности для рассматриваемой цепи:
P = U × I × cos φ .
Так как в цепи с емкостью ток опережает напряжение на 90°, то
φ = 90°; cos φ = 0 .
Поэтому активная мощность также равна нулю, то есть в такой цепи, как и в цепи с индуктивностью, расхода мощности нет.
На рисунке 2 показана кривая мгновенной мощности в цепи с емкостью. Из чертежа видно, что в первую четверть периода цепь с емкостью забирает из сети энергию, которая запасается в электрическом поле конденсатора.

Рисунок 2. Кривая мгновенной мощности в цепи с емкостью
Энергию, запасаемую конденсатором к моменту прохождения напряжения на нем через максимум, можно определить по формуле:
В следующую четверть периода конденсатор разряжается на сеть, отдавая ей ранее запасенную в нем энергию.
За вторую половину периода явление колебаний энергии повторяется. Таким образом, в цепи с емкостью происходит лишь обмен энергией между сетью и конденсатором без потерь.
Details 08 May 2017
Господа, сегодняшнюю статью можно считать в некотором роде продолжением предыдущей. Сначала я даже хотел поместить весь этот материал в одну статью. Но его получилось довольно много, на горизонте были новые проекты, и я в итоге разделил его на две. Итак, сегодня мы поговорим про . Мы получим выражение, по которому можно будет рассчитать, чему равно сопротивление любого конденсатора, включенного в цепь с переменным током, а в конце статьи рассмотрим несколько примеров такого расчета.
Давайте представим, что у нас есть конденсатор, который включен в цепь с переменным током. В цепи больше нет никаких компонентов, только один конденсатор и все (рисунок 1).
Рисунок 1 — Конденсатор в цепи переменного тока
К его обкладкам приложено некоторое переменное напряжение U(t) , и через него течет некоторый ток I(t) . Зная одно, можно без проблем найти другое. Для этого надо всего лишь вспомнить прошлую статью про конденсатор в цепи переменного тока , там мы про все это довольно подробно говорили. Будем полагать, что ток через конденсатор изменяется по синусоидальному закону вот так
В прошлой статье мы пришли к выводу, что если ток изменятся вот по такому закону, то напряжение на конденсаторе должно меняться следующим образом

Пока что ничего нового мы не записали, это все дословное повторение выкладок из предыдущей статьи. А сейчас самое время их немного преобразовать, придать им чуть другой облик. Если говорить конкретно, то нужно перейти к комплексному представлению сигналов! Помните, на эту тему была отдельная ? В ней я говорил, что она нужна для понимания некоторых моментов в дальнейших статьях. Вот как раз и наступил тот момент, когда пора вспомнить все эти хитрые мнимые единицы. Если говорить конкретно, то сейчас нам потребуется показательная запись комплексного числа. Как мы помним из статьи про комплексные числа в электротехнике, если у нас есть синусоидальный сигнал вида
то его можно представить в показательной форме вот так
Почему это так, откуда взялось, что здесь какая буковка значит — обо всем уже подробно говорили. Для повторения можно перейти по ссылке и еще раз со всем ознакомиться.
Давайте-ка теперь применим это комплексное представление для нашей формулы напряжения на конденсаторе. Получим что-то типа такого
Теперь, господа, я хотел бы вам рассказать еще про один интересный момент, который, наверное, следовало бы описать в статье про комплексные числа в электротехнике. Однако тогда я про него как-то позабыл, поэтому давайте рассмотрим его сейчас. Давайте представим, что t=0 . Это приведет к исключению из расчетов времени и и частоты, и мы переходим к так называемым комплексным амплитудам сигнала. Безусловно, это не значит, что сигнал из переменного становится постоянным. Нет, он все так же продолжает изменяться по синусу с той же самой частотой. Но бывают моменты, когда частота нам не очень важна, и тогда лучше от нее избавиться и работать только с амплитудой сигнала. Сейчас как раз такой момент. Поэтому полагаем t=0 и получаем комплексную амплитуду напряжения
Давайте раскроем скобки в экспоненте и воспользуемся правилами работы с показательными функциями.
Итак, у нас имеется три множителя. Будем разбираться со всеми по порядку. Объединим первые два и запишем выражение следующего вида
Что мы вообще такое записали? Правильно, комплексную амплитуду тока через конденсатор. Теперь выражение для комплексной амплитуды напряжения принимает вид
Результат, к которому мы стремимся, уже близок, но остается еще один не очень приятный множитель с экспонентой. Как с ним быть? А, оказывается, очень просто. И снова нам на помощь придет статья по комплексным числам в электротехнике , не зря ж я ее писал . Давайте преобразуем этот множитель, воспользовавшись формулой Эйлера:
Да, вся эта хитрая экспонента с комплексными числами в показателе превращается всего лишь в мнимую единичку, перед которой стоит знак минус. Согласен, возможно, осознать это не так просто, но тем не менее математика говорит, что это так. Поэтому результирующая формула у нас принимает вид
Давайте выразим из этой формулы ток и приведем выражение к виду, соответствующему закону Ома. Получим
Как мы помним из статьи про закон Ома , у нас ток равнялся напряжению, деленному на сопротивление. Так вот, здесь практически то же самое! Ну, за исключением того, что у нас ток и напряжение — переменные и представлены через комплексные амплитуды. Кроме того, не забываем, что ток течет у нас через конденсатор. Поэтому, выражение, которое стоит в знаменателе, можно рассматривать как емкостное сопротивление конденсатора переменному току :
Да, выражение для сопротивления конденсатора имеет вот такой вот вид. Оно, как вы можете заметить, комплексное . Об этом свидетельствует буковка j в знаменателе дроби. А что значит эта комплексность? На что она влияет и что показывает? А показывает она, господа, исключительно сдвиг фаз в 90 градусов между током и напряжением на конденсаторе. А именно, ток на 90 градусов опережает напряжение. Этот вывод не является для нас новостью, про все это было подробно рассказано в прошлой статье . Чтобы это лучше осознать, надо теперь мысленно пройтись от полученной формулы вверх к тому моменту, где у нас это j возникло. В процессе подъема вы увидите, что мнимая единица j возникло из формулы Эйлера из-за того, что там был компонент . Формула Эйлера у нас возникла из комплексного представления синусоиды. А в исходной синусоиде как раз был заложен сдвиг фазы в 90 градусов тока относительно напряжения. Как-то так. Вроде все логично и ничего лишнего не возникло.
Теперь может возникнуть два совершенно логичных вопроса: как работать с таким представлением и в чем его выгода? Да и вообще, пока лишь какие-то дико абстрактные буковки и нифига не ясно, как взять и оценить сопротивление какого-нибудь конкретно конденсатора, который мы купили в магазине и воткнули в схему. Давайте разбираться постепенно.
Как мы уже говорили, буковка j в знаменателе говорит нам лишь о сдвиге фаз тока и напряжения. Но она не влияет на амплитуды тока и напряжения. Соответственно, если сдвиг фаз нас не интересует , то можно исключить эту буковку из рассмотрения и получить более простое выражение абсолютно без всяких комплексностей:
Что еще мы можем сказать, глядя на эту формулу? Например, то, что чем больше частота сигнала, тем меньше для него сопротивление конденсатора. И чем больше емкость конденсатора, тем меньше его сопротивление переменному току.
По аналогии с резисторами, сопротивление конденсаторов измеряется все так же в Омах . Однако всегда следует помнить, что это немного другое сопротивление, его называют реактивным . И другое оно в первую очередь из-за того самого пресловутого j в знаменателе, то есть из-за сдвига фазы. У «обычных» (которые называют активными ) Омов такого сдвига нет, там напряжение четко совпадает по фазе с током. Давайте построим график зависимости сопротивления конденсатора от частоты. Для определенности емкость конденсатора возьмем фиксированной, скажем, 1 мкФ. График представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 (кликабельно) — Зависимость сопротивления конденсатора от частоты
На рисунке 2 мы видим, что сопротивление конденсатора переменному току убывает по закону гиперболы.
При стремлении частоты к нулю (то есть фактически при стремлении переменного току к постоянному) сопротивление конденсатора стремится к бесконечности. Это и логично: мы все помним, что для постоянного тока конденсатор фактически представляет собой разрыв цепи. На практике оно, конечно, не бесконечно, а ограничено сопротивлением утечки конденсатора. Тем не менее, оно все равно очень велико и часто его и считают бесконечно большим.
Есть еще один вопрос, который хотелось бы обговорить, прежде чем начинать рассмотрение примеров. Зачем вообще писать букву j в знаменателе сопротивления? Не достаточно ли просто всегда помнить про сдвиг фаз, а в записи использовать числа без этой мнимой единицы? Оказывается, нет. Представим себе цепь, где одновременно присутствуют резистор и конденсатор. Скажем, они соединены последовательно. И вот тут-то как раз мнимая единичка рядом с емкостью не позволит просто так взять и сложить активное и реактивное сопротивление в одно действительное число. Общее сопротивление такой цепочки будет комплексным, причем состоящим как из действительной части, так и из мнимой. Действительная часть будет обусловлена резистором (активными сопротивлением), а мнимая — емкостью (реактивным сопротивлением). Впрочем, это все тема для другой статьи, сейчас не будем в это углубляться. Давайте лучше перейдем к примерам.
Пусть у нас есть конденсатор емкостью, скажем C=1 мкФ . Требуется определить его сопротивление на частоте f 1 =50 Гц и на частоте f 2 =1 кГц . Кроме того, следует определить амплитуду тока с учетом того, что амплитуда приложенного к конденсатору напряжения равна U m =50 В . Ну и построить графики напряжения и тока.
Собственно, задачка эта элементарная. Подставляем циферки в формулу для сопротивления и получаем для частоты f 1 =50 Гц сопротивление, равное
А для частоты f 2 =1 кГц сопротивление будет
По закону Ома находим величину амплитуды тока для частоты f 1 =50 Гц
Аналогично для второй частоты f 2 =1 кГц

Теперь мы легко можем записать законы изменения тока и напряжения, а также построить графики для этих двух случаев. Полагаем, что напряжение у нас изменяется по закону синуса для первой частоты f 1 =50 Гц следующим образом
А для второй частоты f 2 =1 кГц вот так
и для частоты f 2 =1 кГц
f 1 =50 Гц представлены на рисунке 3

Рисунок 3 (кликабельно) — Напряжение на конденсаторе и ток через конденсаторе, f 1 =50 Гц
Графики тока и напряжения для частоты f 2 =1 кГ ц представлены на рисунке 4

Рисунок 4 (кликабельно) — Напряжение на конденсаторе и ток через конденсаторе, f 2 =1 кГц
Итак, господа, мы сегодня познакомились с таким понятием, как сопротивление конденсатора переменному току, научились его считать и закрепили полученные знания парочкой примеров. На сегодня все. Спасибо что прочитали, всем огромной удачи и пока!
Вступайте в нашу
Омическое сопротивление — обзор
Электрические и магнитные эффекты
Помимо медленных эффектов массопереноса и двойного электрохимического слоя, в батарее обнаруживаются гораздо более быстрые явления.
Омическое сопротивление R _B представляет собой сумму сопротивления электролита, сопротивления токосъемника, активной массы и переходного сопротивления между токосъемником и активной массой. Теоретически напряжение на омическом сопротивлении немедленно следует за током батареи в соответствии с законом Ома.
Каждая ячейка имеет последовательную индуктивность, обусловленную геометрией. Для свинцово-кислотной батареи типичные значения от 10 до 100 нГн на элемент для ячеек 100 Ач. В случае батарей необходимо добавить индуктивность последовательно соединенных элементов. Далее следует учитывать индуктивность проводки. Индуктивность ограничивает максимальную скорость нарастания тока. Однако этот эффект представляет интерес только для больших аккумуляторов (свинцово-кислотных) и для частот выше 1 кГц. В случае небольших батарей индуктивность намного меньше, и для отображения характеристики проводимости необходимы гораздо более высокие частоты (10–100 кГц).
С увеличением частоты глубина проникновения ионов в пористую структуру уменьшается. Электроды все больше напоминают плоские электроды. На этих высоких частотах два электрода образуют простой пластинчатый конденсатор C _P (межэлектродная емкость). Типичное значение для свинцово-кислотной батареи составляет порядка 10 нФ на элемент. На рисунке 17 представлена эквивалентная электрическая схема для высокочастотной характеристики.
Рисунок 17. Высокочастотная эквивалентная электрическая схема аккумулятора.
Вместе конденсатор и проводимость образуют резонансный контур. Значения 30 нГн и 30 нФ дают резонансную частоту ~ 5 МГц. О таких резонансных частотах иногда сообщают рабочие группы, разрабатывающие импульсные устройства для десульфатации свинцово-кислотных аккумуляторов.
Еще один эффект, которым нельзя пренебрегать на высоких частотах, — скин-эффект. Глубина проникновения переменного тока в проводящие материалы ограничена из-за эффектов электромагнитного поля. Текущая глубина зависит от свойств материала и частоты.Для цилиндрических материалов текущая глубина рассчитывается по формуле
[6] d = 1kμπf
, где κ — проводимость, а μ — проницаемость материала.
Токовая глубина уменьшает полезную площадь поперечного сечения токосъемника, особенно если текущая глубина мала по сравнению с радиусом токосъемника. На практике это увеличивает омическое сопротивление батареи. Следует учитывать, что скин-эффект действителен только для части переменного тока протекающего тока батареи.На сопротивление части постоянного тока также совершенно не влияет скин-эффект, если накладываются высокочастотные переменные токи. На рисунке 18 показана глубина тока для различных типичных материалов токосъемников батареи в зависимости от частоты.
Рис. 18. Скин-эффект для различных материалов, обычно используемый для батарей. Предполагается, что материал имеет цилиндрическую форму.
Как показано на рисунке, свинец имеет очень большую глубину проникновения тока. Однако сетки в свинцово-кислотных аккумуляторах толстые по сравнению с другими аккумуляторными технологиями.В зависимости от технологии сети токосъемник имеет толщину 1–5 мм. Следовательно, скин-эффект проявляется на частотах выше нескольких килогерц.
Материалы, используемые в литий-ионных батареях (алюминий, медь), показывают глубину тока примерно только одну треть глубины свинца; однако толщина токосъемника для этой аккумуляторной технологии находится в диапазоне 0,1 мм. Только на частотах выше примерно 10 кГц — или, возможно, также выше 100 кГц — скин-эффект влияет на омическое сопротивление.
Никель и железо используются в качестве токоприемников для никель-кадмиевых (Ni-Cd) и Ni-MH аккумуляторов. С приклеенными или спеченными электродами никелевая подложка имеет толщину ∼0,1 мм (ячейки размера AA). В электродах из вспененного материала токоприемник намного тоньше. Следовательно, скин-эффект влияет только на частотах выше 10 кГц в случае никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов. С более толстыми электродами в более крупных Ni-Cd батареях скин-эффект становится заметно сильнее.
Самый быстрый словарь в мире: словарь.com
омическое сопротивление сопротивление материала протеканию электрического тока
сопротивление любой механической силе, которая имеет тенденцию замедлять или препятствовать движению
электрическое сопротивление сопротивление материала потоку электрического тока
акустическое сопротивление противодействию потоку звука через поверхность
постоянство продолжающееся или повторяющееся поведение
электрическое сопротивление материала, противостоящего прохождению электрического тока
пассивное сопротивление мирное сопротивление правительству путем поста или отказа от сотрудничества
наличие состояние или факт нахождения
угловое расстояние: угловое расстояние между двумя объектами, воспринимаемое наблюдателем
штука сопротивления выдающийся предмет коллекции
наименьшее сопротивление наименьшее усилие способ что-то сделать
несоответствие качество отсутствия гармоничного единообразия между частями
сопротивление продаж Сопротивление потенциальных клиентов агрессивной практике продаж
Отказ группы непротивления прибегать к насилию даже в целях защиты от насилия
содействие деятельности по удовлетворению потребности
химическое вещество материал, произведенный или используемый в реакции, включающей изменения в атомах или молекулах
гуминовое вещество органический остаток разлагающегося органического вещества
устойчивый к моли устойчивый к поражению моли
консистенция Однородность или стабильность расположения, поведения или качества
упорный упорно непреклонный
Омическое сопротивление равно A Соединительный диод B Фотоэмиссионный класс 12, физика CBSE
Подсказка: Мы должны знать, что омическое сопротивление всегда подчиняется закону Ома.Закон Ома устанавливает соотношение между напряжением, сопротивлением и током в любой цепи постоянного тока. Чтобы решить этот вопрос, мы должны знать, какие из этих компонентов подчиняются закону Ома, а какие нет. Сопротивление омического резистора не изменится при изменении напряжения и тока.
Полный ответ:
Мы можем определить закон Ома, как при постоянной температуре электрический ток, протекающий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов, приложенной к проводнику, и обратно пропорционален сопротивлению.
То есть, если \ [V \] — разность потенциалов, а \ [I \] — текущий ток, то
\ [\ begin {align}
& V \ propto I \\
& V = IR \\
\ end {align} \]
Здесь \ [R \] — постоянная вероятности, известная как сопротивление.
Итак, если нам нужно доказать, что сопротивление является омическим, оно должно подчиняться закону Ома и должно быть постоянным сопротивлением, когда мы изменяем напряжение на них или если мы увеличиваем ток.
Где, как мы знаем, диоды нелинейны, то есть они не подчиняются закону Ома.Сопротивление диода зависит от входного напряжения и тока. Мы можем только рассчитать эквивалентное сопротивление при определенном токе или напряжении для диода, которое действительно только в этой точке. Итак, диоды — это неомические сопротивления. Сам транзистор означает «транс» «сопротивление», что означает переменное сопротивление.
Итак, единственный материал, который подчиняется закону Ома в данных вариантах, — это медная проволока. Итак, вариант d — правильный выбор.
Примечание:
Мы должны помнить, что при омическом сопротивлении график между напряжением и протекающим током будет прямой, потому что они подчиняются закону Ома.Когда мы рассматриваем неомический резистор, график между напряжением и током не будет прямолинейным. Таким образом, мы также можем различать эти два сопротивления на основе их графика вольт-амперный.
Сопротивление; Закон Ома
Темы и файлы
Темы E&M
Закон Ома
Последовательные и параллельные схемы
Файлы DataStudio
67 Закон Ома.ds
69 Resistors.ds
Список оборудования
Введение
Эта лабораторная работа состоит из двух частей. Цель эксперимента 1 — подтвердить взаимосвязь тока, напряжения и сопротивления в электрической цепи. Вы также узнаете, что происходит с сопротивлением нити накала лампочки при изменении температуры. Используйте программное обеспечение DataStudio для измерения тока через резисторы и нить накала лампочки при изменении напряжения на резисторах и нити накала лампочки.Цель эксперимента 2 — подтвердить, что, когда резисторы добавляются последовательно в цепь, они имеют общее сопротивление, равное сумме их индивидуальных сопротивлений, и что, когда резисторы добавляются параллельно в цепь, они имеют сопротивление. общее сопротивление, которое на меньше , чем отдельные сопротивления. Используйте датчик напряжения, датчик тока и программное обеспечение DataStudio для измерения напряжения между частями последовательной и параллельной цепей и датчик тока для измерения тока в цепях.
Фон
Ом обнаружил, что при изменении напряжения (разности потенциалов) на резисторе изменяется ток через резистор. Он выразил это как где I — ток, В, — напряжение (разность потенциалов), а R — сопротивление. Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Другими словами, с увеличением напряжения увеличивается и ток. Константа пропорциональности — это величина сопротивления.Поскольку ток обратно пропорционален сопротивлению, по мере увеличения сопротивления ток уменьшается. Резистор является «омическим», если по мере увеличения напряжения на резисторе график зависимости напряжения от тока показывает прямую линию (указывающую на постоянное сопротивление). Наклон линии — это величина сопротивления. Резистор считается «неомическим», если график зависимости напряжения от тока не является прямой линией. Например, если сопротивление изменяется при изменении напряжения, график зависимости напряжения от тока может показывать кривую с изменяющимся наклоном.Для определенного резистора величина его сопротивления существенно не меняется. Однако для лампочки сопротивление нити накала будет меняться по мере того, как она нагревается и остывает. На высоких частотах переменного тока нить накала не успевает остыть, поэтому она остается при почти постоянной температуре, а сопротивление остается относительно постоянным. На низких частотах переменного тока (например, менее одного герца) нить накала успевает изменить температуру. Как следствие, сопротивление нити накала резко меняется, и за этим интересно наблюдать за изменением тока через нить.
В первой части этого упражнения исследуйте взаимосвязь между током и напряжением в простых резисторах 10 Ом (Ом) и 100 Ом. Во второй части исследуем взаимосвязь между током и напряжением в нити накала маленькой лампочки. В последовательной схеме устройства соединены таким образом, что через каждое устройство проходит одинаковый электрический ток, I .
Рисунок 1
Напряжение В , подаваемое источником, распределяется между устройствами. Каждое устройство имеет сопротивление R , то есть отношение напряжения на устройстве к току через устройство
R =
. Поскольку каждое устройство разделяет часть напряжения, В , следующее описывает, как напряжение, ток и отдельные сопротивления связаны в последовательной цепи:
(2)
V = V ₁ + V ₂ + V ₃ = IR ₁ + IR ₂ + IR ₃ = I (R ₁ + R ₂ + R ₃) = IR _Итого
где
R _Итого
— это сумма отдельных сопротивлений.Компоненты в последовательной цепи имеют одинаковый ток.
(3)
I _Итого = I ₁ = I ₂ = I _n Общее сопротивление в последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений.
(4)
_{рандов Итого} = ₁ рандов + ₂ рандов + _{рандов n} Общее напряжение в последовательной цепи равно сумме отдельных падений напряжения.
(5)
V _Итого = V ₁ + V ₂ + V _n В параллельной схеме устройства подключаются таким образом, что на каждое устройство подается одинаковое напряжение.
Рисунок 2
Когда к источнику напряжения параллельно подключено более одного устройства, каждое из них получает ток от источника, как если бы другого устройства не было. Следовательно, два устройства, подключенные параллельно, потребляют от источника больше тока, чем любое устройство само по себе. Ниже описано, как напряжение, ток и отдельные сопротивления связаны в параллельной цепи.
(6)
I = I ₁ + I ₂ + I ₃ = + + = V
+ +
= V
Вы можете рассчитать значение
R _{эквивалента}
из других отдельных сопротивлений следующим образом.
(7)
R _{Эквивалент} =
1
+ + +
Компоненты в параллельной цепи имеют одинаковое напряжение.
(8)
V _Итого = V ₁ = V ₂ = V _n Общее сопротивление в параллельной цепи меньше любого из отдельных сопротивлений.
(9)
_{рэндов Итого} = 1 / (1/₁ + 1/₂ + 1/_рэнд) Полный ток в параллельной цепи равен сумме токов отдельных ветвей.
(10)
I _всего = I ₁ + I ₂ + I _n
Copyright © 2011-2013 Advanced Instructional Systems, Inc. и Физический факультет Университета Центральной Флориды | Кредиты
Взаимосвязи тока и напряжения и закон Ома — Изучение — ScienceFlip
Взаимосвязи тока и напряжения и закон Ома — выучить
Ток, напряжение и Сопротивление — общие термины, которые используются для описания электричества в цепях.
Ток — это количество заряда, которое проходит через точку в проводнике каждую секунду. Символом тока является I, а единицей измерения — амперы (A).
Напряжение (разность потенциалов) — это работа, выполняемая для перемещения заряда против электрического поля между двумя точками. Символ напряжения — В, а единица измерения напряжения — вольт (В)
Сопротивление — это мера того, насколько трудно току течь через материал. Символ сопротивления — R, сопротивление измеряется в омах (Ом).На сопротивление проводника влияет несколько факторов:
Длина — Если материал имеет большую длину, это приведет к большему количеству столкновений с другими ионами в проводнике, увеличивая сопротивление и затрудняя прохождение тока.
Площадь поперечного сечения — с большой площадью поперечного сечения меньше вероятность столкновений и сопротивление уменьшится.
Температура — Более высокие температуры приведут к усилению вибрации ионов, увеличивая вероятность столкновения электронов и увеличивая сопротивление.
Закон Ома:
Закон
Ома описывает взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением:
где:
= напряжение (в В)
= ток (в А)
= сопротивление (в Ом).
Омические и неомические резисторы:
Омические проводники подчиняются закону Ома и имеют постоянное сопротивление. Сопротивление неомических проводов различается для разных напряжений.Лампочки — это пример неомического проводника. Сопротивление лампочки увеличивается с увеличением температуры нити накала.
Омические и неомические проводники можно исследовать, построив график зависимости тока от напряжения. График для омического проводника представляет собой прямую линию. Сопротивление можно найти по градиенту графика. График зависимости тока от напряжения для неомического проводника не является прямой линией.
Пример 1:
Какое напряжение будет протекать по проводу с сопротивлением 1.5 Ом для получения тока 4А?
Ответ:
Используя
где:
= 4А
= 1,5 Ом
= 6 В
Пример 2:
Какое сопротивление у провода, выдающего ток 8А при приложении напряжения 2В?
Ответ:
Использование и перестановка, чтобы дать:
где:
= 2В
= 8A
= 0.25 Ом
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
SWOT, редакция
Как вы должны помнить из GCSE напряжение, ток и сопротивление связанный с помощью закона Ома:
В = ИК
Это фундаментально для многих вопросов, связанных с напряжением, током или сопротивление и поэтому вы должны запомнить это уравнение для экзамена. Из уравнения можно вывести, что чем больше сопротивление обеспечит меньший ток, если предположить, что разность потенциалов остается постоянным.
Определения:
Сопротивление Отношение разности потенциалов на резисторе к ток, протекающий через него.
Ом Для многих материалов при постоянной температуре ток через образец пропорционален напряжению на нем.
Обратите внимание, как в определении ома говорится, что «когда при постоянном температура ». Это очень важно, как вы увидите в следующем разделе.

Омические и неомические резисторы
Для омического резистора (который соответствует закону сопротивления, как и ожидалось) следующее график ожидается:
Неомические резисторы — это резисторы, которые не подчиняются закону Ома.Металлические проводники будут подчиняться закону Ома, пока их температура остается постоянной, однако этого трудно добиться в лаборатории, и поэтому они тоже ведут себя как неомические резисторы.
При увеличении тока электроны сталкиваются с атомами в материал с большей кинетической энергией, что приводит к передаче энергии как тепло. Это заставляет атомы вибрировать сильнее, увеличивая сопротивление. Эта тенденция более очевидна в лампе накаливания, которая нагревается по мере нагрева. используется.
Полупроводящие диоды тоже ведут себя как неомические резисторы, но полностью по-другому. Они позволяют току течь только в одном направлении, когда напряжение выше определенного значения, если оно ниже этого значения, ток отсутствует потечет.
Экологическая зависимость
Ряд других электрических компонентов зависит от окружающей среды.
· Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) являются резисторами. которые зависят от температуры.Повышение температуры дает более низкое сопротивление. Также необходимо отметить, что сопротивление термисторов поэтому могут немного уменьшаться по мере использования из-за их температуры поднимается подобно лампе накаливания или проводнику.
· LDR (светозависимые резисторы) дают низкое сопротивление в свет и высокая устойчивость в темноте.

Омическое сопротивление это: Сопротивление омическое — это… Что такое Сопротивление омическое?

Омическое сопротивление это: Сопротивление омическое — это… Что такое Сопротивление омическое?

Сопротивление омическое — это… Что такое Сопротивление омическое?

Смотреть что такое «Сопротивление омическое» в других словарях:

Омическое сопротивление измерение — Справочник химика 21

Омическое сопротивление — Энциклопедия по машиностроению XXL

Индуктивное сопротивление катушки — Основы электроники

Похожие материалы:

Добавить комментарий

ЛР№2 Изучение влияния сопротивления, индуктивности и емкости на значение тока в электрической цепи по Электротехнике

Уроки по электрическим цепям — линии передачи / Хабр

50-омный кабель?

Провода и скорость света

Волновое сопротивление

Линии передачи конечной длины

Короткие и длинные линии передачи

Активное и реактивное сопротивление. Формула ёмкостного сопротивления для цепи переменного тока

Реактивное сопротивление катушки индуктивности.

Реактивное сопротивление конденсатора.

Онлайн-калькулятор расчёта реактивного сопротивления

Сопротивление конденсатора переменному напряжению

Примеры решения задач

Омическое сопротивление — обзор

Электрические и магнитные эффекты

Самый быстрый словарь в мире: словарь.com

Омическое сопротивление равно A Соединительный диод B Фотоэмиссионный класс 12, физика CBSE

Сопротивление; Закон Ома

Темы и файлы

Темы E&M

Файлы DataStudio

Список оборудования

Введение

Фон

Взаимосвязи тока и напряжения и закон Ома — Изучение — ScienceFlip

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файле cookie?

SWOT, редакция

Добавить комментарий Отменить ответ