Переменного тока.

 

Переменный ток - ток, который периодически изменяет свою силу и направление с течением времени.

 

Электродвижущая сила переменного тока изменяется по синусоидаль-ному закону

 

e = - ddtФ = B × S ×w ×sin w ×t

ЭДС создает в контуре синусоидальный переменный ток

I = e = emax sin w ×t = Imax × sin w × t , где  
R0  
    R0  

Imax = emax - максимальное значение силы тока;

 

R0

 

R0 - омическое (активное) сопротивление;

 

emax - амплитуда ЭДС; Imax - амплитуда тока;

 

w - круговая частота; wt - фаза.

 

Изменение ЭДС и силы тока совершается в одинаковых фазах. Работа переменного тока за один период определяется выражением:

T       T    
A = òdA = Imax × R0 òsin 2wt = Imax R0 ×T  
 
         
N = A = Imax2 R0 - средняя мощность переменного тока.  
T  
           

Эффективная сила переменного тока равна силе такого постоянного тока, который имеет ту мощность, что и данный переменный ток:


 


N = Iэф ×U эф , где

 

Iэф = Imax2 - эффективная сила переменного тока.

U эф = U max2 - эффективное напряжение переменного тока.

 

4.3.24. Активное, емкостное и индуктивное сопротивления.

В цепи переменного тока кроме активного сопротивления, на котором электрическая энергия превращается в теплоту, имеют место и реактивные сопротивления, на которых мощность не расходуется:

 

RC = w1C - емкостное сопротивление, где С - электроемкость конденсатора;

RL = w × L - индуктивное сопротивление, где L индуктивность катушки. Энергия, периодически потребляемая на создание электрического поля

 

в конденсаторе при его зарядке, в том же количестве возвращается в цепь при разрядке.

 

Энергия, периодически потребляемая при создании магнитного поля катушки, в том же количестве возвращается в цепь при ликвидации этого по-ля.

 

4.3.25. Обобщенный закон Ома. Электрический резонанс.

В случае последовательно соединенных в цепи переменного активного, емкостного и индуктивного сопротивлений полное сопротивление цепи:

  é 1 ù2  
R = R0 + êwL -     ú  
   
    ë wC û  

Следовательно, обобщенный закон Ома для цепи переменного тока бу-дет иметь вид:

Imax =     e max          
               
  é   1 ù 2  
   
    R0 + êwL -   ú    
   
      ë   wC û  

Если RL = RC , то в цепи наступает электрический резонанс:

 

wL = w1C

При электрическом резонансе:

 

· полное сопротивление цепи минимально и равно активному сопротивле-нию R = R0 ;

 

· амплитудное значение тока имеет наибольшее значение

Im max = Im рез = Um/R;

· ЭДС и ток находятся в одинаковых фазах;

 

· амплитудное значение напряжения на активном сопротивлении равно ам-плитуде приложенного напряжения: Um R = Im maxR = Um


 


 

· мощность источника тока передается только активному сопротивлению, полезная мощность переменного тока при этом максимальна.

 

4.3.26. Колебательный контур.Собственные электромагнитныеколебания. Формула Томсона.

 

Электрическими колебаниями называются переменные токи высокой частоты. В качестве генератора электрических колебаний и источника элек-тромагнитных волн применяется колебательный контур - электрическая цепь, состоящая из конденсатора и катушки самоиндукции:


 

+