Формула (3.1.22) показывает, что мощность, выделяемая в цепи переменного тока, в общем случае зависит не только от силы тока и напряжения, но и от сдвига фаз между ними. Если в цепи реактивное сопротивление Х, то cos φ = 1 и P = UI. Если цепь содержит только реактивное сопротивление (R = 0), то cos φ = 0 и средняя мощность равна нулю, какими бы большими ни были ток и напряжение.
Если cos φ имеет значение существенно меньше единицы, то для
передачи заданной мощности при данном напряжении генератора нужно увеличивать силу тока I, что приводит либо к выделению джоулевой теплоты, либо потребует увеличения сечения проводов, что повышает стоимость линий электропередачи. Поэтому на практике всегда стремятся увеличить cos φ. Наименьшее допустимое значение cos φ для промышленных установок составляет примерно 0,85.
Контрольные вопросы. Упражнения
1. Почему возможен единый подход при изучении колебаний различной физической природы?
2. Что такое периодические процессы? гармонические колебания? свободные колебания?
3. Дайте определения амплитуды, фазы, периода, частоты, циклической частоты колебания.
4. Приведите формулы для скорости и ускорения гармонически колеблющейся точки.
5. Как связаны амплитуда и начальная фаза гармонических механических колебаний?
6. Какие формулы для кинетической, потенциальной и полной энергии при гармонических колебаниях?
7. Что называется гармоническим осциллятором? пружинным маятником? физическим? математическим?
8. Приведите формулы для периодов колебаний пружинного, физического и математического маятников.
9. Что такое приведенная длина физического маятника?
10. Какие процессы происходят при свободных гармонических колебаниях в колебательном контуре? Чем определяется их период?
11. Запишите и проанализируйте дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний в контуре.
12. Какова траектория точки, участвующей одновременно в двух взаимно перпендикулярных гармонических колебаниях с одинаковыми периодами? Как получается окружность? прямая?
|