top of page

Цепь переменного тока с активным сопротивлением

 

Рассмотрим цепь, состоящую из сопротивления R. Влиянием индуктивности и емкости для простоты пренебрегаем.

Закон изменения тока и напряжение при включении активного сопротивления выглядят следующим образом:

Очевидно видно, что фазы тока и напряжения одинаковые, значит напряжение и ток в резисторе совпадают по фазе в любой момент времени.

 

Закон Ома для амплитудных и действующих значений будет следующим:

Закон Ома для цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление, то же, что для цепи постоянного тока.

 

Волновая и векторная диаграмма имеют вид:

Приборы в цепях переменного тока измеряют среднюю активную мощность за один период . Эту мощность иожно определить по формуле:

Таки образом, формула мощности для цепи переменного тока с активным сопротивлением такая же, как формула мощности для цепи постоянного тока.

 

Активным сопротивлением обладают все проводники. В цепи переменного тока практически только одним активным сопротивлением обладают нити ламп накаливания, спирали электронагревательных приборов и реостатов, дуговые лампы, специальные бифилярные обмотки и прямолинейные проводники небольшой длины.

 

Следует отметить, что активное сопротивление проводников в цепи переменного тока всегда больше их сопротивления в цепи постоянного тока. Переменный ток не протекает равномерно по всему поперечному сечению проводника, как постоянный ток, а вытесняется на его поверхность. Поэтому полезное сечение проводника как бы уменьшается и сопротивление его при переменном токе возрастает. Это явление носит название поверхностного эффекта.

 

Поверхностный эффект (скин-эффект) - это явление неравномерного распределение плотности переменного электрического тока по сечению провода.


Неравномерное распределение переменного тока по поперечному сечению проводника объясняется действием ЭДС самоиндукции, индуцированной в проводнике магнитным полем, которое создается проходящим по проводнику током. Это магнитное поле действует не только в пространстве, окружающем проводник, но и внутри самого проводника. Поэтому слои проводника, расположенные ближе к его центру, будут охватываться большим магнитным потоком, чем слои, расположенные ближе к его поверхности, и ЭДС самоиндукции, индуцированная во внутренних слоях, будет большей, чем во внешних. Поскольку ЭДС самоиндукции препятствует изменению тока, последний будет стремиться пройти там, где ЭДС самоиндукции имеет наименьшее значение, т. е. пройдет преимущественно по поверхностным слоям проводника. В результате этого плотность тока в поверхностных слоях будет больше, чем во внутренних. Чем больше частота тока, тем больше ЭДС самоиндукции индуцируется во внутренних слоях проводника и тем в большей степени ток вытесняется на поверхность.

bottom of page