Переменный электрический ток (для задач).

1) Действующее значение силы тока равно такому значению силы постоянного тока, при котором на сопротивлении R выделяется энергия, равная энергии, выделяемой за то же время переменным током, проходящим по тому же сопротивлению R

; .

2) Активное сопротивление R.

Сопротивление проводников, так называемое активное сопротивление, одинаково как для постоянного, так и для переменного тока. Напряжение в цепи меняется по гармоническому закону

Используем закон Ома (для мгновенных значений тока и напряжения):

.

Амплитудное значение переменного тока при активном сопротивлении

.

Фазы силы тока и напряжения совпадают.

3) Индуктивное сопротивление.

Кроме активных сопротивлений в цепях переменного тока встречаю­тся так называемые реактивные сопротивления, которыми являются индуктивность и ёмкость. Они отличаются от активных тем, что не преобразу­ют электрическую энергию в тепло.

Сумма активного и реактивного сопротивлений называется полным сопротивлением.

Индуктивность L в электрической цепи благодаря явлению самоиндукции вызывает запаздывание тока. Из-за этого ток достигает максимально­го значения I₀ позже напряжения. При R=0 приложенное напряжение противоположно индуцированному напряжению:

; ,

.

Между напряжением и током возникает разность фаз (сдвиг фаз), равная π /2.

В цепи переменного тока, содержащей только индуктивность, нап­ряжение опережает ток по фазе на π /2.

Из сравнения с законом Ома видно, что величина ω L играет роль индуктивного сопротивления: .

Единица индуктивного сопротивления – Ом, индуктивное сопротивлени­е растет с увеличением частоты; для постоянного тока оно равно ну­лю.

4) Емкостное сопротивление

Конденсатор в цепи переменного тока – это разрыв в цепи. Если приложить к конденсатору переменное напряжение , то он будет периодически перезаряжаться, и в цепи потечет ток.

Заряд конденсатора .

Величина тока равна .

Амплитуда силы тока .

Величина является емкостным сопротивлением переменному току.

В цепи с емкостью ток по фазе опережает напряжение на π /2.

; .

5) Закон Ома для цепи переменного тока.

ЭДС, действующая в цепи: .

Закон Ома для цепи переменного тока (для амплитудных значений) имеет вид: .

Полное сопротивление цепи переменного тока

Закон Ома в таком виде можно использовать и для действующих значений силы тока и ЭДС: .

В полной цепи переменного тока существуют сдвиги по фазе между током и ЭДС: , ;

.

Таблица обозначений: