• Переменный ток:

Переменный ток-это ток, сила или направление которого (или то и другое в месте) изменяются во времени.

Характеристики переменного тока, частота, фаза:

Пульсирующий ток-это ток, изменяющийся только по величине.

Наиболее часто используется переменный синусоидальный ток. Периодически не синусоидальные токи можно с любой степенью точности представить, как сумму синусоидальных переменных токов.

Мгновенные значения переменного синусоидального тока и напряжения выражаются формулами:

I=I_m*sin wt

U=U_m*sin (wt+j)

w=2pn

Где I_m и U_m – наибольшие(амплитудные) значения тока и напряжения, w-угловая(циклическая) частота тока, t-время,   j-разность фаз между током и напряжением, n-частота тока.

Действующим (или эффективным) значением переменного тока (I) называют такое значение постоянного тока, который на том же омическом сопротивлении выделяет ту же мощность, что и переменный ток.

Индуктивная и емкостная нагрузка в цепи переменного тока:

В большинстве случаев (но не всегда) ампер метры и вольт метры показывают действующее значение тока или напряжения. Для синусоидальных токов:

I=I_m/ 2

U=U_m/ 2

Индуктивная нагрузка L в цепи переменного магнитного тока действует аналогично сопротивлению, включенному в цепь, т.е. уменьшает силу тока. Величина индукционного сопротивления:

X_L=wL

Это сопротивление обусловлено возникающей в катушке Э.Д.С. самоиндукции.

Переменный ток в приборе, обладающем только индуктивным сопротивлением, отстает на 90^○ по фазе от напряжения, которое приложено к прибору.

Емкостная нагрузка в цепи переменного тока (в отличие от постоянного тока!) характеризуется определенным сопротивлением. Сопротивление, которая оказывает такая нагрузка, называют емкостным:

X_C=1/wC

Ток в конденсаторе опережает напряжение на 90^○. При последовательном соединении активной, индуктивной и емкостной нагрузки полное сопротивление равно:

Z=  R²+(wL-1/wC)²

Величина Z называется кажущимся сопротивлением (импедансом) в отличие от величины R, которая называется омическим сопротивлением.

При X_L=X_C кажущееся сопротивление имеет наименьшее значение, а ток в цепи наибольшее значение.

Это явление называется последовательным электрическим резонансом.

Угол сдвига фаз между током и напряжением определяется из соотношений:

tgj= (wL-1/wC)/R

cos j=R/Z

Мощность переменного тока:

Мощность выделяемая переменным током в цепи:

P=UI*cos j

Величину cos j называют коэффициентом мощности.

При параллельном включении емкостной, индуктивной и фктивной нагрузки общее сопротивление:

Z=1/  (1/R²)+(1/wL-wc)²

А сдвиг фаз определяется из соотношения:

tgj=R*(1/wL-wc)

При X_L=X_C кажущееся сопротивление Z_P=R имеет максимальное значение, а j=0. Это явление называется параллельным электрическим резонансом.

При прохождении переменного тока по проводнику в нем наводятся индукционные токи; плотность тока у поверхности проводника будет больше, чем в середине. Это различие будет тем больше, чем выше частота тока (при высоких частотах плотность тока в середине проводника может быть практически равной нулю). Это явление называют поверхностным эффектом (или скинэффектом).