Каково действующее значение силы тока, если напряжение на выходных клеммах генератора меняется по закону и = 280cos(100t)?
Искандер_4804
Хорошо, чтобы определить действующее значение силы тока, мы должны найти среднеквадратичное значение (RMS) по времени источника переменного тока. В данном случае, нам дано выражение для напряжения \(V(t) = 280\cos(100t)\), где \(t\) - время.
Ток \(I(t)\) в цепи определяется законом Ома: \(I(t) = \frac{V(t)}{R}\), где \(R\) - сопротивление.
Теперь нам нужно найти среднеквадратичное значение \(I(t)\) для данного выражения напряжения. Найдем его по следующей формуле:
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}I^2(t)dt}\],
где \(T\) - период повторения, который равен \(\frac{2\pi}{\omega}\), где \(\omega\) - угловая частота.
Для данного случая, угловая частота \(\omega = 100\), поэтому период \(T = \frac{2\pi}{100}\).
Подставим выражение для \(I(t)\) в формулу и рассчитаем интеграл:
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}\left(\frac{V(t)}{R}\right)^2dt}\]
Раскроем и упростим выражение:
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}\left(\frac{280\cos(100t)}{R}\right)^2dt}\]
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}\frac{280^2\cos^2(100t)}{R^2}dt}\]
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}\frac{280^2(1+\cos(200t))}{2R^2}dt}\]
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\left[\frac{280^2}{2R^2}(t + \frac{\sin(200t)}{200})\right]_{0}^{T}}\]
Теперь посчитаем интеграл:
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\left[\frac{140^2}{R^2}(T + \frac{\sin(200T)}{200}) - \frac{140^2}{R^2}(0 + \frac{\sin(200\cdot 0)}{200})\right]}\]
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\left[\frac{140^2}{R^2}(T + 0 - 0)\right]}\]
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{140^2}{R^2}}\]
Таким образом, действующее значение силы тока \(I_{\text{rms}}\) найдется по формуле:
\[I_{\text{rms}} = \frac{140}{R}\]
Где \(R\) - сопротивление цепи. В данном случае, для определения действующего значения силы тока, нам необходимо знать значение сопротивления \(R\).
Ток \(I(t)\) в цепи определяется законом Ома: \(I(t) = \frac{V(t)}{R}\), где \(R\) - сопротивление.
Теперь нам нужно найти среднеквадратичное значение \(I(t)\) для данного выражения напряжения. Найдем его по следующей формуле:
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}I^2(t)dt}\],
где \(T\) - период повторения, который равен \(\frac{2\pi}{\omega}\), где \(\omega\) - угловая частота.
Для данного случая, угловая частота \(\omega = 100\), поэтому период \(T = \frac{2\pi}{100}\).
Подставим выражение для \(I(t)\) в формулу и рассчитаем интеграл:
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}\left(\frac{V(t)}{R}\right)^2dt}\]
Раскроем и упростим выражение:
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}\left(\frac{280\cos(100t)}{R}\right)^2dt}\]
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}\frac{280^2\cos^2(100t)}{R^2}dt}\]
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}\frac{280^2(1+\cos(200t))}{2R^2}dt}\]
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\left[\frac{280^2}{2R^2}(t + \frac{\sin(200t)}{200})\right]_{0}^{T}}\]
Теперь посчитаем интеграл:
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\left[\frac{140^2}{R^2}(T + \frac{\sin(200T)}{200}) - \frac{140^2}{R^2}(0 + \frac{\sin(200\cdot 0)}{200})\right]}\]
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{1}{T}\left[\frac{140^2}{R^2}(T + 0 - 0)\right]}\]
\[I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{140^2}{R^2}}\]
Таким образом, действующее значение силы тока \(I_{\text{rms}}\) найдется по формуле:
\[I_{\text{rms}} = \frac{140}{R}\]
Где \(R\) - сопротивление цепи. В данном случае, для определения действующего значения силы тока, нам необходимо знать значение сопротивления \(R\).
Знаешь ответ?