Общие сведения. Когда к цепи (рис. 6.1.1) с последовательным соединением резистора и конденсатора подается переменное синусоидальное напряжение

Когда к цепи (рис. 6.1.1) с последовательным соединением резистора и конденсатора подается переменное синусоидальное напряжение, один и тот же синусоидальный ток имеет место в обоих компонентах цепи.

Рис. 6.1.1

Между напряжениями U_R, U_C и Uсуществуют фазовые сдвиги, обусловленные емкостным реактивным сопротивлением X_C конденсатора. Они могут быть представлены с помощью векторной диаграммы напряжений (рис. 6.1.2

Рис. 6.1.2

Фазовый сдвиг между током Iи напряжением на резисторе U_Rотсутствует, тогда как сдвиг между этим током и падением напряжения на конденсаторе U_C равен -90⁰ (т.е. ток опережает напряжение на 90⁰). При этом сдвиг между полным напряжением цепи Uи током I определяется соотношением междусопротивлениямиX_C и R.

Если каждую сторону треугольника напряжений разделить на ток, то получим треугольник сопротивлений (рис.6.1.13). В треугольнике сопротивлений Z представляет собой так называемое полное сопротивление цепи.

Рис. 6.1.3

Из-за фазового сдвига между током и напряжением в цепях, подобных данной, простое арифметическое сложение действующих или амплитудных значений напряжений на отдельных элементах цепи невозможно. Невозможно и сложение разнородных (активных и реактивных) сопротивлений. Однако, в векторной форме

U = U_R +U_C.

Действующее значение полного напряжения цепи, как следует из векторной диаграммы

= Z × I

Полное сопротивление цепи

= U ¤ I

Активное сопротивление цепи

R = Z × cos j

Емкостное реактивное сопротивление цепи

X_C = Z × sin j

Угол сдвига фаз

j = arctg (-U_C ¤ U_R) = arctg (-Х_C ¤ R)