Для цепи, состоящей из последовательных R, L и С, определить величины падения напряжения на этих элементах при резонансе, если к цепи подводится переменное напряжение U = 220 B, R = Ом, X(л) = 200 Ом.
( Х(л) - индуктивное сопротивление )
Ответы
1. Решение с учетом свойств резонанса
Резонанс напряжений наблюдается при выполнении условия Xl = Xc (по модулю).
Таким образом, реактивное сопротивление скомпенсировано, энергия источника расходуется только на активном сопротивлении.
По закону Ома:
I = U/R = 220/22 = 10 A
Падение напряжения на резисторе по тому же закону Ома:
Ur = I*R = 10*22 = 220 В
Напряжения на конденсаторе и катушки равны по модулю и составляют:
Ul = I*Xl = 10*200 = 2000 В
2. Более формальное решение
Резонанс напряжений наблюдается при выполнении условия Xl = Xc (по модулю).
Таким образом, у нас цепь из 3 элементов (если не считать источник), сопротивления которых нам известны (далее все величины комплексные):
R = 22
Xl = 200j
Xc=-200j
где j – мнимая единица.
Найдем ток по закону Ома:
I = U/(R+Xl+Xc) = 220/(22+200j-200j) = 10 А
По тому же закону Ома найдем падения напряжения на элементах:
Ur = I*R = 10*22 = 220 В
Ul = I*Xl = 10*200j = 2000j В
Uc = I*Xc = 10*(-200j) = -2000j В
Тут следует добавить, что на реактивных элементах при резонансе напряжение не падает, и, как можно заметить, значительно превышает напряжение источника по модулю.