Электрические цепи, содержащие активное и реактивное сопротивления

Електрические цепи, содержащие активное и реактивное сопротивления План Электрическая цепь, содержащая активное сопротивление Электрическая цепь, содержащая индуктивность Электрическая цепь, содержащая емкость Последовательное соединение R, L и С Электрическая цепь, содержащая активное сопротивление Рассмотрим распространение переменного тока по прямолинейному проводнику. Разобьем мысленно этот провод по всей его длине вдоль оси на ряд концентрических цилиндров. Если по такому проводнику протекает постоянный ток, то плотность тока во всех кольцах будет одинакова, и вокруг каждого из них возникнет постоянное магнитное поле. Предположим теперь, что по тому же проводнику пропускается переменный ток, очевидно, в этом случае возникающие вокруг концентрических цилиндров магнитные потоки будут также переменными и на основании закона электромагнитной индукции в каждом из них возникнет Э.Д.С индукции, увеличивающаяся по мере приближения проводников к оси провода. Таким образом, возникающие переменные магнитные потоки в самом проводе наводят э.д.с. противодействующую основному напряжению, причем, чем ближе сечение к оси провода, тем больше это противодействие. в результате ток в сечении провода распределяется не с одинаковой плотностью, а с постепенно увеличивающейся от оси к поверхности провода. Такое поверхностное распределение переменного тока называется поверхностным эффектом. Как видим, под влиянием поверхностного эффекта полезное сечение провода как бы уменьшается, а следовательно сопротивление его увеличивается. Ввиду этого, в отличие от сопротивления проводника постоянному току, которое называется омическим сопротивлением, сопротивление проводника переменного току называется активным сопротивлением. Активное сопротивление увеличивается с увеличением частоты переменного тока. Если синусоидальное напряжение U=Umsint приложено к зажимам цепи, имеющей сопротивление R, но не образующей сколько-нибудь заметной индуктивностью и емкостью, то по закону Ома мгновенное значение тока i==sint, но =Im, значит i=Imsint. Таким образом, ток, как и напряжение, изменяется синусоидально, достигая своего положительного максимума Im при sint=1, т.е. одновременно с напряжением. Это значит, что ток и напряжение совпадают по фазе. Так как действующее значение тока и напряжения равны соответственно I=; U=, то = или I=, т.е. в цепи, не обладающей реактивным сопротивлением, действующее значение тока и напряжения подчиняются закону Ома, как и для цепи постоянного тока. Электрическая цепь, содержащая индуктивность Если цепь, к зажимам которой приложено синусоидальное напряжение, обладает не только активным сопротивлением R, но и индуктивностью L, то происходящий в ней процесс, осложняется, появлением Э.Д.С самоиндукции e=-L, пропорциональной скорости изменения тока, последний создается теперь совместными действиями внешнего напряжения и Э.Д.С самоиндукции. e=-L=-L=-LwImcost=-LImsin(t+); u=LImsin(t+). По закону Ома мгновенное значение тока i= или U=iR-e=iR+L. Пользуясь этим соотношением, найдем закон изменения тока, а затем его действующее значение. Ток в цепи будет изменятся по синусоидальному закону. Предположим i=Imsint, т.е. принимаем за начало отсчета времени момент, ...