Электричество шаг за шагом

Т-138. Из семи включённых в список сложных цепей нам осталось познакомиться всего лишь с тремя. Многие читатели, просматривая введение к этой главе, наверняка обратили внимание на то, что с некоторыми представителями «великолепной семёрки» нет смысла знакомиться, поскольку мы с ними уже знакомы или познакомимся чуть позже. И действительно, знакомство с трансформатором отложено, а цепь переменного тока с одним активным сопротивлением R попала в нашу семёрку, так сказать, для порядка, чтобы вместе с Х_с и X_L закрыть тему одиночных сопротивлений в цепи переменного тока. У резистора R, как известно, напряжение и ток совпадают по фазе, для него при переменном токе, как и при постоянном, легко пользоваться законом Ома, вычислять мощность и работу, главное — не забывать, что ты имеешь дело с эффективным значением переменного тока и переменного напряжения. Что касается цепей с конденсатором С или с катушкой L (сопротивления Х_с или X_L), то про них было достаточно подробно рассказано (Р-61, Т-132 и далее). С учётом всего этого, мы сейчас перейдём к оставшимся трём сложным цепям переменного тока.

Т-139. Напряжение, действующее на последовательных цепях RC или RL, можно найти с помощью векторных диаграмм. Начнём с напоминания о том, что во всех участках последовательной цепи идёт один и тот же ток (Р-65), в последовательной RС-цепи мы называем его I_RC. Вектор этого тока, как в своё время вектор I_R, располагаем по горизонтальной оси — считайте, что мы так договорились. Первый вектор можно в принципе расположить как угодно, главное, чтобы все остальные векторы на диаграмме были правильно пристыкованы к этому первому вектору. Точно так же, как I_RC, направлен вектор напряжения U_R на активном сопротивлении R, то есть это напряжение совпадает по фазе с током. Напряжение U_c на конденсаторе С отстаёт от тока на 90°, его вектор, как и раньше, направлен вниз.

Теперь остаётся главное — нужно найти неизвестное пока общее напряжение на всей RС-цепочке. Сделать это можно чисто графически, используя правило сложения векторов (Р-61, Р-65). Примерно так же мы построим векторную диаграмму для последовательной RL-цепи — главное отличие здесь в том, что вектор напряжения U_L опережает вектор тока I_RL и поэтому откладывается от нуля вверх.

Т-140. При параллельном соединении элементов RC или RL векторная диаграмма строится на основе общего напряжения, а не общего тока. При параллельном соединении элементов цепи RC или RL токи в отдельных ветвях могут различаться, но на параллельных элементах цепи обязательно действует одно и то же напряжение. Его и удобно взять за основу при построении векторной диаграммы, которая в итоге должна показать общий ток I_RC или I_RL.

ВК-165.Появившийся в нашем рассказе аккумулятор — хороший повод напомнить об этом накопителе электрической энергии. В автомобиле, как правило, используется батарея из шести кислотных (свинцовых) аккумуляторов с общим напряжением около 12 вольт. При зарядке в химическом составе электродов и электролита накапливаются вещества, которые при разряде будут поддерживать (+) и (-) на электродах. Гидравлическая аналогия поясняет, как накапливается и расходуется энергия в аккумуляторе.