В цепи переменного тока, состоящей из резистора, конденсатора и катушки, включённых последовательно, напряжения на этих элементах не складываются алгебраически из-за их реактивных свойств. Напряжение на каждом элементе может быть представлено вектором (фазором), и для нахождения общего напряжения необходимо использовать метод векторной суммы.
Давайте обозначим:
- ( V_R ) — амплитуда напряжения на резисторе, равная 3 В;
- ( V_C ) — амплитуда напряжения на конденсаторе, равная 5 В;
- ( V_L ) — амплитуда напряжения на катушке, равная 1 В.
Фазовые соотношения:
- Напряжение на резисторе (( V_R )) совпадает по фазе с током.
- Напряжение на конденсаторе (( V_C )) отстаёт от тока на 90 градусов.
- Напряжение на катушке (( V_L )) опережает ток на 90 градусов.
Чтобы найти полное напряжение ( V ) на всем участке цепи, используем правило суммирования комплексных напряжений:
[ V = \sqrt{V_R^2 + (V_C - V_L)^2} ]
Подставим известные значения:
[ V = \sqrt{3^2 + (5 - 1)^2} ]
[ V = \sqrt{9 + 16} ]
[ V = \sqrt{25} ]
[ V = 5 \, \text{В} ]
Таким образом, амплитуда колебаний напряжения на участке цепи, состоящей из резистора, конденсатора и катушки, равна 5 В.