Схеми заміщення конденсатора та котушки з втратами

У конденсаторів в загальному випадку є втрати, так як при змінній напрузі на його виводах в діелектрику відбувається перетворення електричної енергії у теплову. Струм конденсатора з втратами випереджає напругу на його виводах на кут <90º. Кут, який доповнює зсув фаз до 90º називається кутом втрат:

Цей кут залежить від властивостей діелектрика і збільшується з ростом частоти. При розрахунках реальний конденсатор заміщають послідовною чи паралельною схемами заміщення (рис.17.1) при умові, щоб активні втрати енергії дорівнювали втратам у конденсаторі (тобто, щоб по активному та ємнісному опорах протікав однаковий струм).

Рисунок 17.1 - Послідовна (1) та паралельна (2) схеми заміщення конденсатора з втратами

Якщо виміряти струм, напругу і потужність конденсатора, то можна визначити параметри схеми заміщення конденсатора з втратами:

· для послідовної схеми: , ,

· для паралельної схеми: ,

Потрібно розуміти, що величини ємностей та активних опорів при послідовному та паралельному заміщенні не однакові.

Рисунок 17.2 - Послідовна схема заміщення котушки з втратами

Ряд котушок оказують активний опір струму (тобто мають втрати енергії) і разом з тим струм породжує в них магнітне поле. Таким чином, реальна котушка електротехнічного пристрою має два параметра: активний опір та індуктивність. Тому у схемі заміщення реальну котушку можна представити активним і реактивним індуктивним елементами, з’єднаними послідовно (рис.9.1). Паралельна схема заміщення котушки використовується рідко. При високих частотах у схемі заміщення котушки з’являється ємність між окремими витками. Тому при роботі котушок у колах з високою частотою потрібно враховувати міжвиткову ємність (рис.17.2).