АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике, включенном в цепь переменного тока. Если индуктивность проводника настолько мала, что индукционные электрические поля оказываются пренебрежимо малыми, то движение электрических зарядов в проводнике определяется действием электрического поля, напряженность которого в проводнике пропорциональна напряжению между концами проводника.

При изменении напряжения по гармоническому закону

(69.1)

напряженность электрического поля в проводнике изменяется по такому же закону. Под действием переменного электрического поля в проводнике возникает переменный электрический ток , частота и фаза колебаний которого совпадают с частотой и фазой колебаний напряжения:

. (69.2)

Колебания силы тока в цепи являются вынужденными электрическими колебаниями, возникающими под действием приложенного переменного напряжения.

Мощность переменного тока. При совпадении фаз колебаний силы тока и напряжения мгновенная мощность переменного тока равна

(69.3)

или

. (69.4)

Среднее значение квадрата косинуса за период равно 0,5; поэтому средняя мощность равна

(69.5)

Действующие значения напряжения и силы тока. Действующим значением силы тока называется сила постоянного тока, выделяющего в проводнике за то же время такое же количество теплоты, что и переменный ток. При амплитуде гармонических колебаний силы тока действующее значение силы тока равно

(69.6)

Действующее значение переменного напряжения в раз меньше его амплитудного значения :

(69.7)

Средняя мощность переменного тока или просто мощность переменного тока при совпадении фаз колебаний силы тока и напряжения определяется через действующее значение силы тока и напряжения выражением

. (69.8)

Активное сопротивление. Активным сопротивлением называется физическая величина, определяемая отношением мощности переменного тока на участке электрической цепи к квадрату действующего значения силы тока на этом участке:

(69.9)

Отсюда средняя мощность на участке цепи переменного тока равна произведению квадрата действующего значения силы тока нa активное сопротивление участка цепи:

. (69.10)

При небольших частотах переменного тока активное сопротивление проводника не зависит от частоты и практически совпадает с его электрическим сопротивлением в цепи постоянного тока.

Катушки и конденсаторы также обладают некоторым активным сопротивлением, так как проводники и диэлектрики нагреваются при пропускании переменного тока под действием переменного электрического поля.