Тема 3. Електричні кола змінного струму

При зміні параметра кола (активного опору, ємності чи індуктивності) для струмів і напруг на окремих ділянках кола будуть різні значення. Проаналізувати зміну режимів кола можна побудовою серії векторних діаграм. Кругові діаграми - це серії векторних діаграм при зміні параметрів кола. Їх використовують для визначення струму чи напруги при певному значенні параметру, який змінюється (активного опору, ємності чи індуктивності). Наприклад, визначати значення струму при активному опорі, який дорівнює , для вказаного на ( рис.17.3) кола. Активний опір можна змінювати. До цього кола подається синусоїдна напруга:

Рисунок 17.3 - Нерозгалужене коло зі змінним активним опором і його кругові діаграми

Рисунок 17.4- Топографічна діаграма кола вказаного на рис.17.3

Побудуємо кругові діаграми (рис.17.3).

Відкладаємо вектор комплексу напруги: 

При R=0 спостерігається коротке замкнення. При цьому режимі струм у колі найбільш можливий:, і відстає від напруги на кут 90º. Показуємо це на діаграмі і проводимо окружність з діаметром. Уздовж векторавідкладаємо відрізокОК, який у масштабі дорівнює . З точкиК проведемо перпендикуляр цьому вектору - відрізок КП, який у масштабі дорівнює , при якому струм у колі зменшується:. Якщо з’єднати прямою лінією точкиО і П отримаємо точки 1 і 2 на кругових діаграмах, які і визначать режим роботи при заданому активному опорі : діюче значення струму - відрізокО1, який нахилений під кутом φ до вектора напруги, активна складова прикладеної до кола напруги - відрізок О2, реактивна складова прикладеної до кола напруги - відрізокОА.

Напруга між двома точками електричного кола уявляє собою різницю потенціалів цих точок. Тобто, потенціал окремої точки можна представити відповідним комплексом потенціалу і зобразити вектором, який починається у початку координат. Його кінець позначають той же цифрою або буквою, що і точку кола, потенціал якої зображає вектор.

Топографічною діаграмою називається векторна діаграма комплексів кола при умові, що кожній точці кола відповідає певна точка на діаграмі і вектор, проведений з початку координат в будь-яку точку діаграми, зображає комплекс потенціалу цієї точки. В цьому випадку відрізок, який з’єднує дві будь-які точки діаграми, визначає комплекс напруги між цими точками.

При побудові топографічної діаграми потенціал будь-якої точки приймають рівним нулю і на діаграмі точку нульового потенціалу суміщають з початком координат.