Активное сопротивление в цепи переменного тока

Величина и начальная фаза переменного тока, создаваемого переменным напряжением, зависят не только от величины сопротивлений, образующих электрическую цепь, но и от индуктивности и емкости этой цепи.

Активное сопротивление в цепи переменного тока.

Видео по теме "Активное сопротивление. Поверхностный эффект"

Строго говоря, любая электрическая цепь обладает, кроме сопротивления, также индуктивностью и емкостью. Если по проводнику проходит ток, то вокруг него возбуждается магнитное поле, т. е. имеют место явления индуктивности. Ток возникает под действием электрического поля на заряды, следовательно, проводник должен обладать емкостью, так как в диэлектрической среде вокруг него возникает поток смещения.

Видео по теме "Колебательный контур.Полное сопротивление"

Однако в ряде случаев относительная роль двух из трех параметров R, L, С в электрической цепи практически незначительна. Это позволяет рассматривать подобную цепь как обладающую только сопротивлением, или только индуктивностью, или только емкостью. Мы рассмотрим поочередно условия в трех таких простейших цепях переменного тока.

В цепи, содержащей только сопротивление г, синусоидальное напряжени u = U_msin ?t источника электроэнергии создает ток:

Видео по теме "ЕГЭ физика видео разбор № 25-28"

i = u : r = (U_m : r ) sin ?t

Так как сопротивление r от времени не зависит, то в этой цепи ток совпадает по фазе с напряжением (рис. 1) и изменяется также синусоидально:

i = I_m sin ?t

здесь:

I_m = U_m : r

Рисунок 1 Кривые мгновенных значений напряжения и тока в цепи,содержащей только сопротивление r.

Разделив последнее выражение на , получим формулу закона Ома для действующих значений напряжения и тока:

I = U : r

Видео по теме "ЗАЧЕМ НУЖЕН КОНДЕНСАТОР. ПОСТОЯННЫЕ И ПЕРЕМЕННЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ [РадиолюбительTV 32]"

Как видно из формулы, этот закон для цепей переменного тока, содержащих только сопротивление r, имеет такой же вид, как и закон Ома для цепи постоянного тока.

В цепи переменного тока сопротивление r называется активным сопротивлением. Это сопротивление, в котором электроэнергия преобразуется в другую форму (в теплоту и др.). Оно может существенно отличаться от сопротивления r при постоянном токе. Сопротивление для постоянного тока называют омическим, чтобы отличить его от активного сопротивления для переменного тока.

Различие между активным и омическим сопротивлениями обуславливается рядом причин. Одна из них - поверхностный эффект, частичное вытеснение переменного тока в поверхностные слои проводника. Чем больше частота переменного тока, тем это вытеснение значительнее. Из-за поверхностного эффекта сопротивление r оказывается уже существенно большим, чем вычисленное по формуле:

r = ? (l : S)

Видео по теме "(11) 2.Электромагнитные колебания"

Поверхностный эффект создается тем, что переменное магнитное поле индуктирует во внешних слоях проводника меньшую ЭДС самоиндукции, чем во внутренней его части. Особенно сильно поверхностный эффект увеличивает активное сопротивление стальных проводов. На активное сопротивление медных и алюминиевых проводов при промышленной частоте поверхностный эффект существенно влияет только при больших сечениях проводов (свыше 25 кв.мм).

Кроме поверхностного эффекта, большое увеличение активного сопротивления электрической цепи могут вызывать потери энергии в переменном электромагнитном поле цепи от гистерезиса и вихревых токов.