АКТИВНОЕ ЕМКОСТНОЕ ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО

АКТИВНОЕ, ЕМКОСТНОЕ, ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Мясникова А. 11 Д

Сопротивление, включенное в цепь переменного тока, в котором происходит превращение электрической энергии в полезную работу или в тепловую энергию, называется активным сопротивлением. Активным сопротивлением обладают все проводники. Сопротивление активное - величина, характеризующая сопротивление электрической цепи (её участка) переменному току, обусловленное необратимым превращением электрической энергии в другие формы энергии например, в механическую энергию (в электродвигателях), в химическую энергию (при электролизе, заряде аккумуляторов), в тепловую энергию (нагрев проводников, диэлектриков). Выражается отношением активной мощности, поглощаемой на участке цепи, к квадрату действующего значения тока на этом участке, измеряется в омах.

АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ТОКУ РАССЧИТЫВАЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ: R — сопротивление (Ом) U — разность электрических потенциалов на концах проводника (В) I — ток, протекающий между концами проводника под действием разности потенциалов (А)

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от свойств вещества проводника, его длины, сечения и вычисляется по формуле: R - сопротивление проводника (Ом) ρ - удельное сопротивление проводника (Ом м) l - длина проводника (м) S - площадь сечения проводника (м 2)

Сопротивление характеризующая индуктивное - сопротивление, величина, оказываемое переменному току индуктивностью цепи (её участка). Элементы, связанные с наличием только магнитного поля, называются индуктивностями. Индуктивностью обладают катушки реле, обмотки электродвигателей и трансформаторов. Измеряется в Омах.

ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ТОКУ РАССЧИТЫВАЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ: XL - индуктивное сопротивление (Ом) ω - циклическая частота переменного тока (рад/с) L - индуктивность (Гн)

Ёмкостное сопротивление - это сопротивление переменному току, которое оказывает проводник, включенный в цепь переменного тока и не имеющий заметного сопротивления и индуктивности, но имеющий заметную емкость С. Элементы, связанные с наличием электрического поля, называются емкостями. Емкостью обладают конденсаторы, длинные линии электропередачи и т. д. Ток в цепи с емкостью опережает напряжение по фазе на 90 градусов. Емкостное сопротивление является реактивным, то есть потерь энергии в нем не происходит как, например, в активном сопротивлении. Емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте переменного тока. Измеряется в Омах.

ЭКСПЕРИМЕНТ Оборудование: конденсатор, лампа накаливания и два источника напряжения - один постоянного тока, другой переменного. Для начала построим цепь, состоящую из источника постоянного напряжения, лампы и конденсатора. Все это включено последовательно. При включении тока лампа вспыхнет на короткое время, а потом погаснет, так как для постоянного тока конденсатор имеет большое электрическое сопротивление, ведь между обкладками конденсатора находится диэлектрик, через который постоянный ток не способен пройти. Вспыхнет лампа потому, что в момент включения источника постоянного напряжения идет кратковременный импульс тока, заряжающий конденсатор. А раз ток идет значит и лампа светится.

Заменим в этой цепи источник постоянного напряжения на генератор переменного. При включении такой цепи обнаружим, что лампа будет светится непрерывно. Происходит это потому, что конденсатор в цепи переменного тока заряжается за четверть периода. Когда напряжение на нем достигнет амплитудного значения, оно начинает уменьшаться, и конденсатор будет разряжаться следующие четверть периода. В следующие полпериода процесс повторится снова, но напряжение в этот раз уже будет отрицательным. Таким образом, в цепи непрерывно течет ток, хотя он и меняет при этом свое направление дважды за период. Но через диэлектрик конденсатора заряды не проходят. Как же это происходит? Представим себе конденсатор, подключаемый к источнику постоянного напряжения. При включении, источник убирает электроны с одной обкладки, тем самым создавая на ней положительный заряд. А на второй обкладке добавляет электронов, создавая тем самым равный по величине, но противоположный по знаку отрицательный заряд. В момент перераспределения зарядов в цепи протекает ток заряда конденсатора. Хотя электроны при этом не движутся через диэлектрик конденсатора.

Если теперь из цепи исключить конденсатор, то лампа будет светить ярче. Это говорит о том, что емкость создает сопротивление, току ограничивая его величину. Происходит это из-за того что при заданной частоте тока значение ёмкости мало и она не успевает накопить достаточно энергии в виде зарядов на своих обкладках. И при разряде будет протекать ток меньше чем способен развить источник тока. Отсюда следует, что емкостное сопротивление зависит как от частоты, так и от величины емкости конденсатора.

ЁМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ТОКУ РАССЧИТЫВАЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ: XС - емкостное сопротивление проводника переменному току (Ом) ω - циклическая частота переменного тока (рад/с) С - емкость проводника (Ф)