Змінний струм

На відміну від постійного струму в колах змінного струму є три види опорів:

Активний опір R. Коло з активним опором мусить мати значний опір і дуже малу індуктивність та ємність (електричні лампи, плитки, праски). У провіднику з активним опором коливання значення струму за фазою збігаються з коливаннями напруги (рис.3), а амплітуду струму визначають за формулою:

Imax = Umax/R.

Рис.3

На провідниках з активним опором виділяється теплова потужність. Для того, щоб її розрахувати, потрібно визначити діюче значення струму і напруги.

Діюче значення змінного струму дорівнює такому значенню постійного струму, яке виділяє в провіднику таку саму кількість теплоти, що і змінний струм. Воно дорівнює:

Iд = Imax / .

Діючим значенням змінної напруги, називають таку напругу постійного струму, яка, будучи прикладеною до активного опору, сприяє виділенню на ньому такої самої потужності, як і під час проходження змінного струму:

Uд = Umax / .

Середня потужність відповідно буде дорівнювати:

.

Електроємнісний ХС або опір кола з конденсатором. Таке коло мусить мати значну ємність і дуже малу індуктивність. Заряд конденсатора змінюється за гармонічним законом:

q = qmaxcost.

Струм, значення якого дорівнює похідній заряду за часом:

I = q' Imaxcos(t + /2).

Коливання струму випереджають коливання напруги на конденсаторі на /2, крім того, на ньому виділяється джоулеве тепло (рис.4).

Рис.4.

Можна показати, що величина ємнісного опору дорівнює:

.

Коло з індуктивним опором мусить мати значну індуктивність і дуже малі значення опорів Rc i R (наприклад, котушка індуктивності). Зі зміною струму за гармонічним законом: I = Imaxsint; ЕРС самоіндукції:

i = – LI' = – LImaxcost.

Оскільки U = – i, то напруга на кінцях котушки: