Виды нагрузки в цепи переменного тока.

В цепях переменного тока нагрузка, которая потребляет электрическую мощность, называется активным сопротивлением, нагрузка, которая не потребляет электрической мощности – называется реактивным сопротивлением.

Активное сопротивление – проводники, растворы, газы и т.д.

Реактивное сопротивление – катушки индуктивности и конденсаторы.

Активное сопротивление. При включении в цепь переменного тока активного сопротивления проходящий по этому сопротивлению ток изменяется по такому же закону, как и напряжение, создаваемое источником переменного тока. Следовательно, I и U изменяются по волнообразной кривой – синусоиде, причем они будут иметь одинаковый период, одновременно достигать максимума и проходят через ноль, то принято называть такой характер изменения – совпадением по фазе.

При включении в цепь переменного тока активного сопротивления, I и U совпадают по фазе. Закон Ома I =

Индуктивное сопротивление. При включении катушки в цепь переменного тока в ней возникает ЭДС самоиндукции, которая по закону Ленца стремится препятствовать изменению вызывающего её тока. Это означает, что катушка индуктивности оказывает сопротивление прохождению переменного тока, которое называется индуктивным сопротивлением X_L и зависит от L катушки и частоты тока.

X_L = L = 2 fL,

где L - индуктивность

- угловая частота = 2 f

F - частота в Гц

Закон Ома. I = = = 2 f

При включении в цепь переменного тока индуктивного сопротивления ток отстает по фазе от напряжения на четверть периода или напряжение опережает ток по фазе на четверть периода (.

За период индуктивное сопротивление не отдает и не потребляет электрической энергии и среднее значении мощности за период равно нулю, т.к. происходит непрерывная циркуляция электрической энергии между источником тока и R_L не создающая никакой работы.

Для того чтобы подчеркнуть указанную особенность индуктивного сопротивления, его относят к группе реактивных сопротивлений, т.е. сопротивления, которые в цепи переменного тока не потребляют электрической мощности.

Емкостное сопротивление. Конденсатор оказывает прохождению переменного тока сопротивление, т.к. происходит непрерывный процесс его заряда и разряда: при этом через конденсатор проходит переменный ток, это и называется емкостным сопротивлением Хс - зависит от величины емкости конденсатора и частоты изменения тока. Чем больше емкость конденсатора, тем меньшее сопротивления оказывает конденсатор прохождению переменного тока, чем больше частота, тем меньше его Хс.

X_c = =

C = , [Ф] – фарад

-емкость конденсатора

Ток в цепи конденсатора опережает по фазе напряжение на четверть периода (угол 90 градусов) или напряжение отстает по фазе от тока на четверть периода (на угол 90 градусов).

Конденсатор, как и катушка индуктивности в цепи переменного тока не потребляет активной мощности. Средняя мощность, потребляемая конденсатором за период равна нулю.

При последовательном соединении:При параллельном соединении:

=

X_{C общ} = X_C1 + X_C2 + X_C3 , C_общ = C₁ + C₂ + C₃

=