36. Переменный ток. Конденсатор в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление. Векторная диаграмма напряжения на конденсаторе в цепи переменного тока.

Переменный ток - ток, изменяющийся во времени. Периодом Т, П. т. называют наименьший промежуток времени (выраженный в сек), через который изменения силы тока (и напряжения) повторяются. Важной характеристикой П. т. является его частота f — число периодов в 1 сек: f = 1/Т.

Конденсатор. При включении конденсатора в цепь переменного тока процесс его зарядки длится четверть периода. После достижения амплитудного значения напряжение между обкладками конденсатора уменьшается и конденсатор в течение четверти периода разряжается. В следующую четверть периода конденсатор вновь заряжается, но полярность напряжения на его обкладках изменяется на противоположную и т.д. Процессы зарядки и разрядки конденсатора чередуются с периодом, равным периоду колебаний приложенного переменного напряжения.

Ёмкостное сопротивление. Величина ёмкостного сопротивления зависит от ёмкости элемента С и также частоты протекающего токаf :

Здесь w — циклическая частота, равная .

Прямая и обратная зависимость этих сопротивлений от частоты тока f приводит к тому, что с увеличением частоты всё бо́льшую роль начинает играть индуктивное сопротивление и всё меньшую ёмкостноe.

Векторная диаграмма напряжения на конденсаторе в цепи переменного тока

37. Переменный ток. Катушка индуктивности в цепи переменного тока. Индуктивное сопротивление.

Переменный ток - ток, изменяющийся во времени. Периодом Т, П. т. называют наименьший промежуток времени (выраженный в сек), через который изменения силы тока (и напряжения) повторяются. Важной характеристикой П. т. является его частота f — число периодов в 1 сек: f = 1/Т.

Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении.

Катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением величина которого равна: , гдеL — индуктивность катушки,w — циклическая частота протекающего тока. Соответственно, чем больше частота тока, протекающего через катушку, тем больше её сопротивление

Сопротивление индуктивное-величина, характеризующая сопротивление, оказываемое переменному току индуктивностью цепи (её участка); измеряется в омах. В случае синусоидального (переменного) тока С. и. xL выражается в виде произведения wL, где w — угловая частота тока, L — индуктивность цепи. С. и. равно отношению амплитуды напряжения на зажимах цепи, имеющей индуктивный характер (обладающей малым сопротивлением активным и достаточно большой индуктивностью: такую цепь можно считать эквивалентной индуктивности катушке), к амплитуде тока в ней. При постоянном токе в катушке (w = 0) С. и. равно нулю. Когда через катушку протекает переменный ток, электрическая энергия передаётся от источника тока магнитному полю катушки и затем обратно, причём средняя за период мощность равна нулю, поэтому С. и. называется реактивным.

38. Закон Ома для цепи переменного тока содержащей активное, емкостное и индуктивное сопротивления включенные последовательно. Реактивные сопротивление.

Закон Ома для цепи переменного тока содержащей активное, емкостное и индуктивное сопротивления включенные последовательно

Z= корень квадратный из (R^2+(Rl+Rc)^2)

^2= квадрат.

Реакти́вное сопротивле́ние — электрическое сопротивление, обусловленное передачей энергии переменным током электрическому или магнитному полю (и обратно).

Реактивные сопротивление. X=Rl-Rc= wL-1/wC

39. Работа и мощность переменного тока. Единицы работы и мощности. Коэффициент мощности. Активная и реактивная энергии. Резонанс напряжения в цепи переменного тока. Резонансная частота.

Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа.  Формула:  A= U*I*t  1 Джоуль = 1 Вольт * 1 Ампер * 1 секунда  = Джоуль

P=I*U*cosf

cosf - коэффициент мощности, показывающий зависимость сдвига фаз между U и I

Мощность измеряется в Ваттах.

Активная нагрузка. У этого вида нагрузки вся потребляемая электроэнергия преобразуется в другие виды энергиии (тепловую, световую и т. п.). У некоторых устройств данная составляющая является основной. Примеры - лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, утюги и т. п. Если их указанная потребляемая мощность составляет 1 кВт, для их питания достаточно стабилизатора мощностью 1кВА.  Реактивные нагрузки. Все остальные. Они, в свою очередь, подразделяются на индуктивные и емкостные. Пример - устройства, содержащие электродвигатель, электронная, бытовая техника. Полная мощность в вольт-амперах и активная мощность в ваттах связаны между собой коэффициентом COS(Fi). На приборах, имеющих реактивную составляющую нагрузки, часто указывают их активную потребляемую мощность в ваттах и COS(Fi). Чтобы подсчитать полную мощность в ВА, нужно активную мощность в Вт разделить на COS(Fi). Например: если на дрели написано 600 Вт и COS(Fi)=0,6, это означает, что на самом деле потребляемая инструментом полная мощность будет равна 600/0,6=1000 ВА. Если COS(Fi) не указан, для грубого расчета активную мощность можно разделить на 0,7. 

Резонансная частота.

,

где   ; f — резонансная частота в герцах; L — индуктивность в генри; C — ёмкость в фарадах. Важно, что в реальных системах понятие резонансной частоты неразрывно связано с полосой пропускания, то есть диапазоном частот, в котором реакция системы мало отличается от реакции на резонансной частоте. Ширина полосы пропускания определяется добротностью системы.