What is the expression for the instantaneous value of the current applied to a resistor with a resistance of 1.5 kΩ when a voltage u = 120 sin(wt − π/6) V is applied? Determine its amplitude and RMS values, as well as the power. Construct a vector diagram.
Vechnaya_Mechta
Хорошо, давайте решим эту задачу шаг за шагом.
Шаг 1: Найдем выражение для мгновенной величины тока в резисторе.
Для этого мы используем закон Ома, который гласит, что ток через резистор определяется отношением напряжения к сопротивлению.
В нашем случае, сопротивление резистора составляет 1.5 кΩ, а напряжение задано как u = 120 sin(wt - π/6) В.
Используя закон Ома, мы можем записать это следующим образом:
\[I(t) = \frac{{u(t)}}{{R}}\]
где I(t) - мгновенное значение тока, u(t) - мгновенное значение напряжения, а R - сопротивление резистора.
Шаг 2: Найдем амплитуду и среднеквадратичное (RMS) значение тока.
Амплитуда тока определяется максимальным значением мгновенной величины тока.
Максимальное значение синусоидального сигнала равно амплитуде, поэтому:
\[I_{max} = \frac{{u_{max}}}{{R}}\]
где I_{max} - амплитуда тока, u_{max} - амплитуда напряжения.
Чтобы найти RMS значение тока, мы должны взять средне-квадратичное значение мгновенной величины тока по времени.
Для синусоидального сигнала это можно сделать, возводя мгновенное значение тока в квадрат, интегрируя его в течение одного периода и затем деление полученного значения на период. Однако, для данной задачи, мы воспользуемся формулой, которая объединяет этот процесс:
\[I_{rms} = \frac{{u_{max}}}{{\sqrt{2} \cdot R}}\]
где I_{rms} - среднеквадратичное значение тока.
Шаг 3: Найдем мощность.
Мощность, выделяемая резистором, можно найти, используя формулу:
\[P = I_{rms}^2 \cdot R\]
где P - мощность, I_{rms} - среднеквадратичное значение тока, R - сопротивление.
Шаг 4: Построим векторную диаграмму.
Чтобы построить векторную диаграмму, мы будем использовать значения мгновенного тока и напряжения для различных моментов времени и представим их в виде векторов на комплексной плоскости.
Для данной задачи, мы будем использовать напряжение и ток на момент времени t = 0, t = π/4w и t = π/2w.
Теперь у нас есть все необходимые шаги для решения задачи. Давайте приступим к вычислениям.
Шаг 1: Найдем выражение для мгновенной величины тока в резисторе.
Для этого мы используем закон Ома, который гласит, что ток через резистор определяется отношением напряжения к сопротивлению.
В нашем случае, сопротивление резистора составляет 1.5 кΩ, а напряжение задано как u = 120 sin(wt - π/6) В.
Используя закон Ома, мы можем записать это следующим образом:
\[I(t) = \frac{{u(t)}}{{R}}\]
где I(t) - мгновенное значение тока, u(t) - мгновенное значение напряжения, а R - сопротивление резистора.
Шаг 2: Найдем амплитуду и среднеквадратичное (RMS) значение тока.
Амплитуда тока определяется максимальным значением мгновенной величины тока.
Максимальное значение синусоидального сигнала равно амплитуде, поэтому:
\[I_{max} = \frac{{u_{max}}}{{R}}\]
где I_{max} - амплитуда тока, u_{max} - амплитуда напряжения.
Чтобы найти RMS значение тока, мы должны взять средне-квадратичное значение мгновенной величины тока по времени.
Для синусоидального сигнала это можно сделать, возводя мгновенное значение тока в квадрат, интегрируя его в течение одного периода и затем деление полученного значения на период. Однако, для данной задачи, мы воспользуемся формулой, которая объединяет этот процесс:
\[I_{rms} = \frac{{u_{max}}}{{\sqrt{2} \cdot R}}\]
где I_{rms} - среднеквадратичное значение тока.
Шаг 3: Найдем мощность.
Мощность, выделяемая резистором, можно найти, используя формулу:
\[P = I_{rms}^2 \cdot R\]
где P - мощность, I_{rms} - среднеквадратичное значение тока, R - сопротивление.
Шаг 4: Построим векторную диаграмму.
Чтобы построить векторную диаграмму, мы будем использовать значения мгновенного тока и напряжения для различных моментов времени и представим их в виде векторов на комплексной плоскости.
Для данной задачи, мы будем использовать напряжение и ток на момент времени t = 0, t = π/4w и t = π/2w.
Теперь у нас есть все необходимые шаги для решения задачи. Давайте приступим к вычислениям.
Знаешь ответ?