Каково индуктивное и активное сопротивление катушки, если они составляют соответственно 12 и 5 Ом, при приложенном напряжении U=110 В? Как можно построить векторную диаграмму и треугольник мощностей?

Физика 11 класс Электрические цепи переменного тока индуктивное сопротивление активное сопротивление катушка напряжение векторная диаграмма треугольник мощностей физика 11 класс Новый

Для начала, давайте разберемся с понятиями индуктивного и активного сопротивления. Активное сопротивление (R) - это сопротивление, которое вызывает потери энергии в виде тепла, а индуктивное сопротивление (X_L) связано с реактивной составляющей тока в катушке индуктивности.

В нашем случае:

• Активное сопротивление R = 5 Ом
• Индуктивное сопротивление X_L = 12 Ом

Теперь, когда мы знаем значения сопротивлений, можем найти полное сопротивление (Z) цепи. Полное сопротивление в цепи с индуктивной нагрузкой рассчитывается по формуле:

1. Z = √(R² + X_L²)

Подставим известные значения:

1. Z = √(5² + 12²) = √(25 + 144) = √169 = 13 Ом

Теперь мы можем найти ток (I) в цепи, используя закон Ома:

1. I = U / Z
2. I = 110 В / 13 Ом ≈ 8.46 А

Теперь перейдем к построению векторной диаграммы и треугольника мощностей.

Для построения векторной диаграммы:

• Нарисуйте горизонтальную ось, которая будет представлять активное сопротивление (R).
• На вертикальной оси нарисуйте индуктивное сопротивление (X_L), которое будет перпендикулярно активному.
• Теперь соедините начало вектора R с концом вектора X_L. Это будет вектор полного сопротивления (Z).

Теперь о треугольнике мощностей:

• В основании треугольника будет лежать активная мощность (P), которая рассчитывается по формуле: P = I² * R.
• На вертикали будет находиться реактивная мощность (Q), которая рассчитывается по формуле: Q = I² * X_L.
• Гипотенуза треугольника будет представлять полную мощность (S), которая рассчитывается по формуле: S = I * U.

Таким образом, у нас есть все необходимые компоненты для построения векторной диаграммы и треугольника мощностей. Это поможет визуализировать соотношения между активной, реактивной и полной мощностями в данной цепи.