69. 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
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:
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
или
Среднее значение квадрата косинуса за период равно 0,5; поэтому средняя мощность равна
Действующие значения напряжения и силы тока.
Действующим значением силы тока I 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 I силы тока равно
Действующее значение переменного напряжения
в
раз меньше его амплитудного значения
Средняя мощность переменного тока
или просто мощность переменного тока Р при совпадении фаз колебаний силы тока и напряжения определяется через действующее значение силы тока/и напряжения
выражением
Активное сопротивление.
Активным сопротивлением
называется физическая величина, определяемая отношением мощности Р переменного тока на участке электрической цепи к квадрату действующего значения силы тока I на этом участке:
Отсюда средняя мощность на участке цепи переменного тока равна произведению квадрата действующего значения силы тока на активное сопротивление
участка цепи:
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.