Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
81 ЭлектричествоМагнетизм.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
4 Мб
Скачать
☆

16.5. Работа и мощность в цепи переменного тока

  • В ыделение мощности на активном сопротивлении

Сила тока и напряжение на активном сопротивлении меняются синфазно (16.4.), поэтому мощность, выделяемая на активном сопротивлении (рис. 16.19):

.

  • Работа переменного тока за один период

Из определения мощности

.

  • Средняя мощность ,

где — амплитудные значения тока и напряжения.

  • Эффективные значения переменного тока и напряжения — это их значения для постоянного тока такой же мощности:

  • Коэффициент мощности .

С использованием эффективных значений переменного тока и напряжения формуле средней мощности можно придать вид:

.

Если реактивное сопротивление равно нулю (резонанс), то (согласно 16.4) — выделяется максимальная мощность. На реактивных сопротивлениях мощность не выделяется.

Глава 17 электромагнитное поле

Система из четырех уравнений Максвелла полностью описывает электромагнитные процессы.

17.1. Первая пара уравнений Максвелла. Ток смещения

  • П ервое уравнение Максвелла было нами получено в 14.2. Оно связывает переменное магнитное и вихревое электрическое поля:

Скорость изменения магнитного потока равна циркуляции напряженности вихревого электрического поля.

Другими словами, переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле (рис. 17.1). Но должно быть и обратное: переменное электрическое поле способно порождать вихревое магнитное поле. Докажем это.

  • Ток смещения — физическая величина, описывающая переменное электрическое поле в диэлектриках. Для переменного тока диэлектрический зазор конденсатора не является непреодолимым препятствием (16.4). В цепи переменного тока плотность заряда на обкладках конденсатора меняется, что можно интерпретировать как некий ток, текущий через диэлектрик. Этот якобы ток и называется током смещения . Максвелл доказал, что этот ток создает магнитное поле, как и обычный ток проводимости. На самом деле, в диэлектрике конденсатора существует переменное электрическое поле, которое и порождает магнитное поле. Свяжем силу тока смещения с индукцией переменного электрического поля.

{ ; — площадь обкладки}= .

Сила тока смещения равна скорости изменения потока вектора электрической индукции внутри конденсатора.

Второе уравнение Максвелла получается из теоремы о циркуляции напряженности магнитного поля (13.6): .

Для вакуума = 0, поэтому

.

С корость изменения потока электрической индукции равна циркуляции напряженности магнитного поля. Другими словами, переменное электрическое поле порождает вихревое магнитное поле (рис. 17.2).

17.2. Вторая пара уравнений Максвелла

– это теоремы Остроградского - Гаусса о существовании зарядов.

  • Третье уравнение Максвелла (теорема Остроградского - Гаусса для электрического поля, см. 11.4)

Поток вектора электрической индукции через любую замкнутую поверхность, охватывающую систему зарядов, равен алгебраической сумме зарядов внутри поверхности:

.

  • Четвертое уравнение Максвелла (теорема Остроградского - Гаусса для магнитного поля, см. 13.5)

Поток магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю (то есть, магнитные заряды не существуют):

.

К этим четырем уравнениям следует добавить соотношения, учитывающие электрические и магнитные свойства сред:

— связь индукции и напряженности электрического поля,

— связь индукции и напряженности магнитного поля,

— связь плотности тока и напряженности электрического поля (дифференциальный закон Ома).

Эти четыре уравнения и связи описывают все электромагнитные явления, происходящие в покоящихся средах.