Из аналитического выражения для мощности можно сделать вывод, что это знакопеременная функция , изменяющаяся с двойной частотой по отношению к частоте изменения напряжения UL и тока IL в цепи. Среднее значение мощности PL(t) за период T равно нулю. В индуктивном элементе в первую четверть периода T напряжение UL и ток IL имеют знак плюс, поэтому мощность больше нуля, т.е. Индуктивный элемент потребляет электрическую энергию источника и преобразовывает её в магнитную, накапливая её в магнитном поле катушке. Во вторую четверть периода напряжение UL и ток IL имеют противоположные знаки, поэтому мощность отрицательна. В это время накопленная магнитная энергия возвращается источнику, преобразовываясь в электрическую энергию. В третьей четверти происходит накопление энергии в магнитном поле элемента L, в четвертой — её возврат источнику энергии.
Теперь параллельно подключаем две катушки индуктивности с тем же номиналом. Общая емкость параллельно соединенных катушек индуктивности равна сумме емкостей этих конденсаторов Lэкв=L1L2/(L1+L2);
Рисунок 13: Схема моделирования в Multisim
Рисунок 14: Временная диаграмма тока , напряжения и мощности
Из результатов эксперимента, можно убедиться, что ток в цепи увеличился ровно в 2 раза
Задание 5. C элемент в линейной электрической цепи синусоидального тока. Используя аналитическое выражение источника ЭДС (данные из таблицы 2) собрать принципиальную электрическую схему с C элементом. Рассчитать мгновенное значение тока, напряжения, мощности, действующие комплексные значения тока, напряжения, мощности. Собрать схему эксперимента в Multisim, снять показания осциллографа (VRMS, Vpeak, Т,(мс), f( Гц), Ψe(°), i(t), u(t), p(t)).
Соотношение фазы тока и напряжения на конденсаторе
Реактивное емкостное сопротивление
По закону Ома и
Рисунок 18: Векторная диаграмма напряжения и тока на C
Анализируя мгновенную мощность в емкостном элементе
заключаем, что это знакопеременная функция времени, изменяющаяся в противофазе с реактивной индуктивностью мощностью PL
Среднее значение мощности Pc(t) за период рано нулю.
В ёмкостном элементе в первую очередь периода T напряжения Uc и ток Ic имеют разные знаки, это означает, что емкостной элемент в первую четверть возвращает накопленную электростатическую энергию источнику. Во вторую четверть периода ток и напряжение имеют одинаковое направление и следовательно конденсатор заряжается. В третьей четверти происходит возврат энергии, в четвертой зарядка конденсатора энергией.
Теперь параллельно подключаем два конденсатора с тем же номиналом. Общая емкость параллельно соединенных конденсаторов равна сумме емкостей этих конденсаторов Cэкв=С1+С2
Рисунок 19: Схема моделирования в Multisim
Рисунок 20: Временная диаграмма тока напряжения и мощности
Из результатов эксперимента, можно убедиться, что ток в цепи увеличился ровно в 2 раза