Переменный электрический ток. Активное сопротивление. Действующие значения силы тока и напряжения. Закон Ома для участка цепи. Активная мощность

Переме́нный ток — электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению. Сопротивление, включенное в цепь переменного тока, в котором происходит превращение электрической энергии в полезную рабо­ту или в тепловую энергию, называется активным сопротивлением.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению: I = U / R. Акт и вная м о щность, среднее за период значение мгновенной мощности переменного тока. А. м. Р зависит от действующих значений напряжения V и силы тока I и от косинуса j, где j — угол сдвига фаз между V и I.

Конденсатор в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Реактивная мощность конденсатора.

При включении конденсатора в цепь переменного тока процессы зарядки и разрядки конденсатора чередуются с периодом, равным периоду колебаний приложенного переменного напряжения, и лампа накаливания (рис. 73), включенная последовательно с конденсатором, кажется горящей непрерывно, так как человеческий глаз при промышленной частоте колебаний силы тока не замечает периодического ослабления свечения нити лампы. ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ - величина, характеризующая сопротивление, оказываемое переменному току электрической емкостью цепи. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению: I = U / R. Реакт и вная м о щность, величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока. Р. м. Q равна произведению действующих значений напряжения U и тока /, умноженному на синус угла сдвига фаз j между ними: Q = UI sinj.

Катушка индуктивности в цепи переменного тока. Индуктивное сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Реактивная мощность катушки индуктивности.  

Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малойёмкости и малом активном сопротивлении. Как следствие, при протекании через катушку переменного электрического тока, наблюдается её значительная инерционность.

Катушка индуктивности оказывает сопротивление проходящему по ней переменному току.

В катушке индуктивности, включенной в цепь переменного тока, создается сопротивление прохождению тока. Но так как такое сопротивление вызывается в конечном счете индуктивностью катушки, то и называется оно индуктивным сопротивлением.

Закон Ома для цепи переменного тока, содержащей индуктивное сопротивление, звучит так: величина тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна индуктивному сопротивлению цепи, т. е. I = U / XL, где I и U — действующие значения тока и напряжения, а XL— индуктивное сопротивление цепи.

Интенсивность обмена энергии принято характеризовать наибольшим значением скорости поступления энергии в магнитное поле катушки или электрическое поле конденсатора, которое называется реактивной мощностью.

 

 

Общий случай последовательного соединения резистора, конденсатора и катушки индуктивности в цепь переменного тока. Определение общего сопротивления, напряжения на входе цепи. Закон Ома для участка и всей цепи переменного тока.

Резонанс в электрической цепи. Условие возникновения резонанса напряжений. Использование резонанса

Резонанс наблюдается в том случае, когда собственная частота колебаний системы совпадает с частотой изменения внешней силы. Если трение мало, то амплитуда установившихся вынужденных колебаний при резонансе резко увеличивается. Режим резонанса полностью определяется параметрами электрической цепи и не зависит от внешнего воздействия на нее со стороны источников электрической энергии. Если вы будете подталкивать качели в соответствии с их резонансной частотой, размах движения будет увеличиваться, в противном случае движения будут затухать.
Струны таких инструментов, гитара, скрипка или пианино, имеют основную резонансную частоту, напрямую зависящую от длины, массы и силы натяжения струны. Длина волны первого резонанса струны равна её удвоенной длине. При этом, его частота зависит от скорости v, с которой волна распространяется по струне.