Переменный ток. Активное и реактивное сопротивление. Метод векторных диаграмм для переменного тока

Для наглядного изображения соотношений между переменными токами и напряжениями воспользуемся методом векторных диаграмм. В этом методе амплитуда колеблющейся величины изображается вектором, а разность фаз между двумя колеблющимися величинами – углом между векторами.

Цепь переменного тока, содержащая последовательно содержащая резистор R, катушку индуктивности L и конденсатор С, представлена на рисунке.

На концы цепи подается переменное напряжение U, изменяющееся по гармоническому закону. В цепи возникнет переменный ток, который вызовет на всех элементах цепи соответствующие падения напряжения U_r, U_l и U _с. На рисунке также представлена векторная диаграмма амплитуд падений напряжений на резисторе (U_R), катушке {U_L) и конденсаторе (U_С). Амплитуда U_m приложенного напряжения должна быть равна геометрической сумме амплитуд этих падений напряжений. Угол j является разностью фаз между напряжением и силой тока. Из рисунка следует, что разность фаз между напряжением и силой тока равна

Напряжение .

Величина (коэффициент пропорциональности между напряжением и током) называется полным сопротивлением цепи.

Здесь сопротивление R называется активным сопротивлением ( на нем происходит выделение тепла, согласно закону Джоуля – Ленца).

Величина называется реактивным сопротивлением (на нем не происходит выделение тепла). При этом, величина называется индуктивным сопротивлением, величина называется емкостным сопротивлением.