Закон Ома для цепи переменного тока

Величина переменного тока будет тем больше, чем больше напряжение и чем меньше полное сопротивление:

I = U / z.

В отличие от сопротивления в цепи постоянного тока полное сопротивление в цепи переменного тока содержит в общем случае, кроме омического или активного сопротивления, еще реактивное сопротивление (индуктивное, емкостное). Для вычисления величины полного сопротивления пользуются выражением:

z = √(R2a+(xL-xc)2).

где Ra - активное сопротивление;

xL - реактивное индуктивное сопротивление;

хс - реактивное емкостное сопротивление.

Если в цепи переменного тока включено только одно активное сопротивление, например нагревательная электропечь (фиг. 178, а), то в этом случае z = Ra, а напряжение и ток совпадают по фазе (φ = 0).

Если же в цепи имеется только одно индуктивное сопротивление, например катушка электромагнита, то z = xL, и вследствие явления самоиндукции ток будет отставать по фазе от напряжения на угол φ = 90° (фиг. 178, б).

Когда в цепи включено одно емкостное сопротивление, например конденсатор, то z = хс, и, благодаря способности конденсатора накапливать электрический заряд, а затем его отдавать обратно источнику при разряде, ток будет опережать напряжение на угол φ = 90° (фиг. 178, в).

В действительности Ra; xL и хс существуют одновременно, но различаются по величине (фиг. 178, г). Например, катушка индуктивности, кроме реактивного сопротивления, обладает еще и небольшим активным сопротивлением, так как она намотана проводом, имеющим омическое сопротивление.

Электрическая печь также, кроме омического сопротивления, обладает некоторым индуктивным сопротивлением, так как нагреватели печи навиваются в виде спирали. Поэтому в общем случае полное сопротивление цепи содержит и активное, и реактивное сопротивление.

От соотношения величин того или другого вида сопротивлений будет зависеть величина угла φ между напряжением и током.

Реактивное сопротивление — электрическое сопротивление, обусловленное передачей энергии переменным током электрическому или магнитному полю (и обратно).

Реактивное сопротивление определяет мнимую часть импеданса:

Z = R + jX, где Z — импеданс, R — величина активного сопротивления, X — величина реактивного сопротивления, j — мнимая единица.

В зависимости от величины X какого-либо элемента электрической цепи, говорят о трёх случаях:

X > 0 — элемент проявляет свойства индуктивности.

X = 0 — элемент имеет чисто активное сопротивление.

X < 0 — элемент проявляет ёмкостные свойства.

Величина реактивного сопротивления может быть выражена через величины индуктивного и ёмкостного сопротивлений:

Индуктивное сопротивление обусловлено возникновением ЭДС самоиндукции. Электрический ток создает магнитное поле. Изменение тока, и как следствие изменение магнитного поля, вызывает ЭДС самоиндукции, которая препятствует изменению тока. Величина индуктивного сопротивления зависит от индуктивности элемента и частоты протекающего тока:

Ёмкостное сопротивление (XC). Величина ёмкостного сопротивления зависит от ёмкости элемента С и также частоты протекающего тока:

Реактивное сопротивление - сопротивление цепи оказываемое индуктивной и(или)ёмкостной нагрузкой. В цепи с индуктивной нагрузкой с ростом частоты увеличивается сопротивление. с ёмкостной нагрузкой всё происходит наоборот С ростом частоты ёмкостное сопротивление уменьшается

Дата добавления: 2015-08-17