Укажите параметр переменного тока от которого зависит индуктивное сопротивление катушки

Определите период сигнала, если частота синусоидального тока 400 Гц.

Какая физическая величина имеет единицу 1 генри.

13. Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью 2Гн при силе тока в ней 200 мА?

а. 0,04 Дж б. 0,4 Дж в.4 Дж г. 40 Дж

14. По какой формуле можно вычислить магнитный поток через контур?

а.. F = I * B**sin б. Ф= B* S* cos в. F = I * B**cos г.F= * B* * sin

15. Чем определяется ЭДС индукции в контуре?

а. магнитной индукцией в контуре

б. магнитным потоком через контур

в. скоростью изменения магнитного потока через контур

г. магнитной проницаемостью

Переменный электрический ток

1. Заданы ток и напряжение: i= Imax * sin () u= umax *sin (). Определите угол сдвига фаз.

а. 0 0 б. 30 0 в. 60 0 г. 150 0

2. Схема состоит из одного резистивного элемента с сопротивлением R = 220 Oм. Напряжение на её зажимах u = 220* sin 628 t. Определите показание амперметра и вольтметра.

а. I = 1 A u = 220 B

б. I = 0,7 A u = 220 B

в. I = 0,7 A u = 156 B

г. I = 1 A u = 156 B

3. Амплитуда синусоидального напряжения 100 В, начальная фаза = -60 0 , частота 50Гц. Запишите уравнение мгновенного значения этого напряжения.

а. u = 100 * cos (-60t) б. u = 100 * sin(50t- 60) в. u = 100 * sin (314t- 60) г. u = 100 * cos (314t + 60)

4. Полная потребляемая мощность нагрузки S= 140 кВт, а реактивная мощность Q = 95 кВАр. Определите коэффициент нагрузки.

а. cos = 0,6 б. cos = 0,3в. cos = 0,1 г. cos = 0,9

5. Напряжение на зажимах цепи с резистивным элементом изменяется по закону: u = 100 sin(314=30 0 ). Определите закон изменения тока в цепи, если R = 20 Ом.

а. I = 5 sin 314 t б.I = 5 sin(314t + 30 0 ) в. I = 3,55 sin(314t + 30 0 )

г. I = 3.55 sin314t

а. 400 с б. 1,4 с в. 0,0025 с г. 40 с

а. отстает по фазе от напряжения на 90 0

б. опережает по фазе напряжение на 90 0

в. совпадает по фазе с напряжением

г. независим от напряжения

8. Обычно векторные диаграммы строят для:

а. амплитудных значений ЭДС, напряжений и токов

б. действующих значений ЭДС, напряжений и токов

в. действующих и амплитудных значений

г. мгновенных значений ЭДС, напряжений и токов

9. Как изменится сдвиг фаз между напряжением и током на катушке индуктивности, если оба её параметра (R и XL) одновременно увеличатся в два раза?

а. уменьшится в два раза

б. увеличится в два раза

г. уменьшится в четыре раза

10. Мгновенное значение тока I = 16sin 157 t. Амплитудное и действующее значение тока.

11. В цепи синусоидального тока с резистивным элементом энергия источника преобразуется в энергию:

а. магнитного поля

б. электрического поля

г. магнитного и электрического полей

а. действующее значение тока

Физика 11 класс (Урок№9 — Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного электрич. тока.)

б. начальная фаза тока

в. период переменного тока

г. максимальное значение тока

13. Какое из приведенных соотношений электрической цепи синусоидального тока содержит ошибку?

а. = 2 б. u = в. г. u =

14. Конденсатор емкостью С подключен к источнику синусоидального тока. Как изменится ток в конденсаторе, если частоту синусоидального тока уменьшиться в 3 раза?

а. останется неизменной б. увеличится в 3 раза

в. останется неизменной

г. ток в конденсаторе не зависит от синусоидально

15. Заданы ток и напряжение: i =max * sin (t) u = umax * sin(t + 30 0 ). Определите угол сдвига фаз.

16. Схема состоит из одного резистивного элемента с сопротивлением R = 220 Ом. Напряжение на её зажимах u= 220 * sin 628t. Определите показания амперметра и вольтметра.

а) = 1 А u=220 В б) = 0,7 А u=156 В

в) = 0,7 А u=220 В г) = 1 А u=156 В

17. Амплитуда синусоидального напряжения 100 В, начальная фаза= — 60 0 , частота 50 Гц. Запишите уравнение мгновенного значения этого напряжения.

а) u=100 * cos(-60t) б) u=100 * sin (50t — 60)

в) u=100*sin (314t-60) г) u=100*cos (314t + 60)

18. Полная потребляемая мощность нагрузки S= 140 кВт, а реактивная мощность Q= 95 кВАр. Определите коэффициент нагрузки.

а) cos = 0,6 б) cos = 0,3

в) cos = 0,1 г) cos = 0,9

19. При каком напряжении выгоднее передавать электрическую энергию в линии электропередач при заданной мощности?

а) При пониженном

б) При повышенном

г) Значение напряжения утверждено ГОСТом

20. Напряжение на зажимах цепи с резистивным элементом изменяется по закону: u = 100 sin (314 = 30 0 ).Определите закон изменения тока в цепи, если R = 20 Ом.

а) I = 5 sin 314 t б) I = 5 sin (314t + 30 0 )

в) I = 3,55 in (314t + 30 0 ) г) I = 3,55 sin 314t

21. Амплитуда значения токаmax = 5 A, а начальная фаза= 30 0 . Запишите выражения для мгновенного значения этого тока.

а) I = 5 cos 30 t б) I = 5 sin 30 0

в) I = 5 sin (t+30 0 ) г) I = 5 sin (t+30 0 )

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Тесты

  • 7 Как изменится ток і при увеличении расстояния между обкладками воздушного конденсатора?
  • — увеличится;
  • — уменьшится;
  • — не изменится.
  • 8 Определите начальную фазу переменного тока, представленного на графике.

9 Выберите неправильное утверждение по отношению к векторам

  • — опережает /2 на 135°;
  • — 12 опережает на 225°;
  • — 12 опережает 71 на 135° ;
  • — Ц и 12 сдвинуты по фазе на 135°.
  • 10 5 какой цепи можно получить резонанс напряжений?
  • — с последовательным соединением резистора и катушки;
  • — с последовательным соединением резистора и емкостного элемента;
  • — с последовательным соединением катушки и емкостного элемента;
  • — с параллельным соединением катушки и емкостного элемента.
  • 11 Выберите правильную формулу для расчета угловой частоты .

со = 24′, (о = 2 Уг ; со = f/ ; f = 2лсо .

12 Выберите правильное выражение для тока, векторная диаграмма которого представлена на графике.

  • — z = Im sin(cot — 225°);
  • — z = Im sin(cot + 225°);
  • — z = Im sin(cot + 45°).
  • 13 Выберите правильную формулу связи амплитудного и действующего

  • 14 Каковы свойства цепи при резонансе токов. Указать неверный ответ.
  • — коэффициент мощности равен 1;
  • — ток в неразветвленной части цепи и напряжение совпадают по фазе;
  • — ток в неразветвленной части цепи минимальный;
  • — сопротивление цепи активное и минимальное.
  • 15 В цепи переменного тока напряжение и ток изменяются по законам’.

и = 141лш(з14г+ 80°) и і = 14,і57и(зі4г+ 20°). Определить активную мощность цепи.

500 Вт; 1000 Вт; 308 Вт; 1236 Вт.

16 Определить величину сопротивления XL, если U =100 В, ваттметр показывает 400 Вт, амперметр — 5 Ампер.

  • — 20 Ом;
  • — 12 Ом;
  • — 30 Ом;
  • — 60 Ом.
  • 17 Какой из треугольников мощностей или сопротивлений соответствует изображенной схеме?

18 Определите ток в неразветвленной части цепи.

  • 19 В цепи синусоидального тока все вольтметры имеют одинаковые показания — 54 В. Определить выражение мгновенного значения общего напряжения, если начальная фаза напряжения на индуктивности, равна 38°.
  • -м = 54л/2яи(суГ + 38°)в;

Переменный ток. Индуктивное сопротивление.

Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока — это реактивная часть сопротивления, определяемая индуктивностью элементов цепи .

Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока — это реактивная часть сопротивления, определяемая индуктивностью элементов цепи.

Считается, что элементы цепи, для которых средняя мощность переменного тока равна нулю, обладают реактивным сопротивлением (в отличие от обычного активного сопротивления R, на котором происходит выделение энергии).

Катушка индуктивности (соленоид) при отсутствии сопротивления R ее провода обладает только индуктивным сопротивлением.

Для определения формулы индуктивного сопротивления найдем ЭДС самоиндукции такой катушки в цепи переменного тока, меняющегося по гармоническому синусоидальному закону I = Imsinωt.

Переменный ток Индуктивное сопротивление

ЭДС са­моиндукции катушки еi равна по величине и противоположна по направ­лению напряжению u на ее концах, взятому с обратным знаком:

Учитывая, что u = — еi, из данного равенства получим:

Следовательно, колебания напряжения на катушке опережают колеба­ния силы тока на π/2.

Переменный ток Индуктивное сопротивление

Вследствие этого в среднем за период не происходит ни накопления, ни диссипации энергии в катушке. Дважды за период энергия накачивается внутрь катушки (это энергия магнитного по­ля) и дважды возвращается обратно источнику. Амплитуда силы тока равна:

Переменный ток Индуктивное сопротивление

.

Величина ωL = ХL и есть индуктивное сопротивление. Как и в случае с емкостным сопротивлением, индуктивное сопротивление XL, действующее значение силы тока и действующее значе­ние напряжения связаны соотношением, подобным закону Ома для цепи постоянного тока:

Переменный ток Индуктивное сопротивление

.

Индуктивное сопротивление зависит от частоты. Чем больше частота, тем больше индуктивное сопротивление, тем меньше ток.

В чем и как измеряется индуктивность

Единица измерения индуктивности — генри. Названа так в честь одного из первооткрывателей эффекта Д. Генри.

В чём измеряется L

В чём измеряется L

Величина индуктивности зависит от многих параметров, среди которых количество витков, длина катушки, диаметр проволоки, которая применяется.

Параметры индуктивности

Параметры индуктивности

Узнать чему равно значение индуктивного сопротивления конкретной радиодетали можно с помощью электронных цифровых приборов аналогично измерению активных сопротивлений резисторов.

Измерение индуктивности

Измерение индуктивности

Емкостное сопротивление

Ёмкость, наряду с резистором и индуктивностью, является еще одним ключевым элементом электротехнических схем. Поведение тока через ёмкость в зависимости от приложенного синусоидального напряжения может быть рассмотрено по аналогии с формулами для индуктивности.

Емкостное сопротивление.

Емкостное сопротивление.

Емкостное сопротивление, в отличие от индуктивного, уменьшается с ростом частоты напряжения ω и величины ёмкости C. В цепи с емкостью ток опережает напряжение на /2.

Графики тока и напряжения в цепях с емкостью

Графики тока и напряжения в цепях с емкостью

Сущность индуктивного сопротивления

Из курса физики в 11 классе известно, что катушке индуктивности присуще явление самоиндукции. Оно состоит в том, что при изменении величины тока, протекающего по катушке, магнитное поле, порожденное этим током, также меняется. Это приводит к изменению магнитного потока через катушку. А по закону электромагнитной индукции изменение магнитного потока вызывает появление в контуре ЭДС. Эта ЭДС по правилу Ленца направлена так, чтобы препятствовать причине, ее порождающей. Иными словами, при изменении тока в катушке индуктивности в ней возникает некоторая ЭДС, которая препятствует изменению этого тока.

Самоиндукция

Получается, что катушка «сопротивляется» любым изменениям тока в ней. Если ток возрастает, она не дает ему возрастать. Если ток убывает, она не дает ему убывать. Для переменного тока, который постоянно изменяет свое значение по гармоническому закону, катушка постоянно «сопротивляется». Таким образом, для переменного тока можно говорить об особом, индуктивном, сопротивлении катушки (на постоянном токе это сопротивление равно нулю).

Это сопротивление существенно отличается от сопротивления активного. Если на активном сопротивлении работа тока преобразуется в тепло, то на сопротивлении катушки во время возрастания тока его работа преобразуется в энергию магнитного поля в катушке, а во время убывания она возвращается из магнитного поля в энергию тока. Катушка как бы «имеет реакцию» на изменение тока через нее за счет индуктивности. Поэтому такое сопротивление называется реактивным.

Реактивное сопротивление катушки индуктивности

Поскольку в первую половину периода энергия электрического тока запасается в магнитном поле катушки, а во вторую — возвращается в цепь, то в среднем работа электрического тока равна по модулю работе ЭДС самоиндукции, но имеет противоположный знак:

Однако амплитудные значения напряжения и тока на катушке индуктивности достигаются неодновременно.

Мгновенное значение тока:

$i =I_msin omega t$

Мгновенное значение напряжения:

$u =Lomega I_m cos omega t$

Учитывая, что максимальная амплитуда напряжения $U_m$ равна $ Lomega I_m $, и приводя к синусу, получаем:

Таким образом, колебания силы тока в катушке индуктивности отстают от колебаний напряжения на четверть периода. В этом важное отличие реактивного сопротивления от активного, где отставания между током и напряжения нет.

Амплитуда силы тока в катушке равна:

Сравним эту формулу с законом Ома, который используется для определения силы тока в цепи:

Можно видеть, что эти формулы аналогичны, и величина $ omega L$ играет роль сопротивления. То есть реактивное сопротивление катушки индуктивности (индуктивное сопротивление) равно:

Отметим, что реактивное сопротивление катушки прямо пропорционально циклической частоте переменного тока. Чем она больше, тем больше сопротивление.

Поскольку любой проводник обладает некоторой индуктивностью, то на очень высоких частотах даже эта малая индуктивность обычных проводников достаточно сильно влияет на сигнал. Поэтому приходится применять специальные меры для ее компенсации. Например, применять вместо проводов волноводы — пустотелые металлические конструкции:

Индуктивное сопротивление катушки

Катушка индуктивности – пассивный компонент электросхем, который имеет возможность сохранять электроэнергию посредством превращения ее в магнитное поле. Такой процесс является главной функцией такого электрического компонента.

Разновидности обозначения катушек индуктивности на электросхемах

Разновидности обозначения катушек индуктивности на электросхемах

По своим свойствам и основным техническим характеристикам индуктивная катушка напоминает конденсатор, какой преобразует энергию в электрополе.

Индуктивность заключается в том, что вокруг проводникового элемента с током образуется магнитное поле. Связано это с ЭДС, что противодействует силе тока и приложенному электронапряжению в катушке. Это свойство есть индуктивное сопротивление катушки. Ее индуктивность можно увеличить посредством увеличения количества витков в ней.

Внешний вид сверхмощной катушки индуктивности

Внешний вид сверхмощной катушки индуктивности

Интересно знать. Согласно закону Ома, сила электротока обратно пропорциональна сопротивлению и прямо пропорциональна электронапряжению в цепи. Если принять сопротивление катушки току переменного типа за величину ωL, то получится закон Ома для электрической цепи с чистой индуктивной нагрузкой. Формула будет выглядеть так: U0=I0*ωL.

Для выяснения количественной характеристики индуктивного сопротивления катушки стоит помнить, что оно противодействует электротоку переменного типа. На практике же индуктивная катушка имеет свое собственное некоторое сопротивление.

Переменный синусоидальный электроток, проходящий через катушку, приводит к возникновению ЭДС, или синусоидального электронапряжения переменного типа. Зная такое важное понятие, как индуктивное сопротивление, а также формулы и зависимости этой величины, можно производить верные расчеты во многих отраслях промышленности, электротехнике и энергетике.

Емкостное и индуктивное сопротивление в цепи переменного тока.

При включении конденсатора в цепь постоянного напряже­ния сила тока I=0, а при включении конденсатора в цепь пере­менного напряжения сила тока I ? 0. Следовательно, конденса­тор в цепи переменного напряжения создает сопротивление меньше, чем в цепи постоянного тока.

Емкостное сопротивление в цепи переменного тока

Мгновенное значение напряжения равно .

Мгновенное значение силы тока равно:

Таким образом, колебания напряжения отстают от колебаний тока по фазе на π/2.

Емкостное сопротивление в цепи переменного тока

Т.к. согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональна напряжению, то для максимальных значений тока и напряжения получим: , где — емкостное сопротивление.

Емкостное сопротивление не является характеристикой проводника, т.к. зависит от параметров цепи (частоты).

Чем больше частота переменного тока, тем лучше пропускает конденсатор ток (тем меньше сопротивление конденсатора переменному току).

Т.к. разность фаз между колебаниями тока и напряжения равна π/2, то мощность в цепи равна 0: энергия не расходуется, а происходит обмен энергией между источником напряжения и емкостной нагрузкой. Такая нагрузка наз. реактивной.

Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока

В катушке, включенной в цепь переменного напряжения, си­ла тока меньше силы тока в цепи постоянного напряжения для этой же катушки. Следовательно, катушка в цепи переменного напряжения создает большее сопротивление, чем в цепи посто­янного напряжения.

В катушке, включенной в цепь переменного напряжения, си­ла тока меньше силы тока в цепи постоянного напряжения для этой же катушки

Мгновенное значение силы тока:

Мгновенное значение напряжения можно установить, учиты­вая, что u = — εi , где u – мгновенное значение напряжения, а εi – мгновенное значение эдс самоиндукции, т. е. при изменении тока в цепи возникает ЭДС самоиндукции, которая в соответствии с законом электромагнитной индукции и правилом Ленца равна по величине и противоположна по фазе приложенному напряжению.

Следовательно , где амплитуда напряжения.

Напряжение опережает ток по фазе на π/2.

Т.к. согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональная сопротивлению, то приняв величину ωL за сопротивление катушки переменному току, получим: — закон Ома для цепи с чисто индуктивной нагрузкой.

Величина — индуктивное сопротивление.

Т.о. в любое мгновение времени изменению силы тока противодействует ЭДС самоиндукции. ЭДС самоиндукции — причина индуктивного сопротивления.

В отличие от активного сопротивления, индуктивное не является характеристикой проводника, т.к. зависит от параметров цепи (частоты): чем больше частота переменного тока, тем больше сопротивление, которое ему оказывает катушка.

Т.к. разность фаз между колебаниями тока и напряжения равна π/2, то мощность в цепи равна 0: энергия не расходуется, а происходит обмен энергией между источником напряжения и индуктивной нагрузкой. Такая нагрузка наз. реактивной.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий