1.Акти́вний о́пір — частина повного опору електричного кола змінного струму, яка поглинає електричну енергію і визначається вживаною потужністю p таструмом I в колі за формулою

На затискачах кола напруга: .

Струм у колі за законом Ома:           .                                         

Отже струм і напруга у колі збігаються за фазою.

Векторна діаграма напруги і струму в колі з опором

В електричних колах, які не мають електроємності, активний опір більший за опір постійному струмові внаслідок поверхневого ефекту та магнітних витрат.

Активний опір змінного струму завжди трохи більше опору постійного струму. Це пояснюється тим, що змінний струм частково витісняється від центру провідника до зовнішньої поверхні (поверхневий ефект або скін-ефект). Це призводить до неповного використання перерізу провідника – він ніби зменшується, а, отже, опір провідника збільшується.

Реакти́вний о́пір  величина, що характеризує опір що надається змінному струму електричною ємністю і індуктивністю кола (її ділянки). Змінний струм на відміну від постійного струму проходить через конденсатор. Але струм у конденсаторі, так званий струм зміщення, максимальний не тоді, коли до конденсатора прикладена найбільша напруга, а тоді, коли напруга найшвидше змінюється (при збільшенні частоти струм у колі збільшується). При проходженні струму через котушку струм мінімальний при найбільшій зміні напруги (при збільшенні частоти струм у колі зменшується). Змінний струм у конденсаторі й котушці має ще ту особливість, що він не призводить до втрат енергії, якщо знехтувати звичайним активним опором. Для опису опору цих елементів змінному струму вводиться залежна від частоти величина - реактивний опір X.

Для індуктивності L Для ємності C

ЕРС самоіндукції відстає від струму за фазою на кут π/2.  Напруга випереджає струм за фазою на π/2.

Реактивний опір синусоїдальному струму при послідовному з'єднанні індуктивного і ємнісного елементів кола, дорівнює

,

де   - кутова частота,   і   — індуктивність і ємність.

3. Атомна енергетика.

Я́дерна ене́ргія (атомна енергія) — внутрішня енергія атомних ядер, що виділяється при деяких ядерних перетвореннях.

Використання ядерної енергії засновано на здійсненні ланцюгових реакцій поділу важких ядер і реакцій термоядерного синтезу легких ядер. Атомна енергія — енергія, що виділяється під час перетворень атомних ядер. Перетворення ці можуть відбуватися спонтанно або при зіткненнях із ядрами нейтронів чи прискорених заряджених частинок. Ця енергія в мільйони разів перевищує хімічну енергію, яка виділяється, наприклад, при горінні.

Атомна енергія зумовлена ядерними силами, які діють між нуклонами, тобто нейтронами, і протонами. У формуванні енергії ядра беруть участь два типи сил: притягання між усіма нуклонами за рахунок залишкової сильної взаємодії, та кулонівське відштовхування між додатньо зарядженими протонами.

Енергія зв'язку, яка припадає на 1 нуклон, неоднакова для різних ядер. Вона найбільша для ядер середньої маси (8,6 МеВ); для найважчих ядер — бл. 7,5 МеВ; для легких ядер вона змінюється від 1,1 МеВ (дейтерій) до 7,0 МеВ (4He). Перетворення ядер із меншою енергією зв'язку, що припадає на 1 нуклон, в ядра з більшою енергією зв'язку супроводжується виділенням енергії. Наприклад, якщо поділити ядро з атомною масою А = 200 та середньою енергією зв'язку нуклонів 7,5 МеВ на два ядра з середньою енергією 8,6 МеВ, то при цьому виділиться енергія Е = 200 X (8,6—7,5) = 220 МеВ. Якщо утворити ядро гелію з двох ядер дейтерію, то виділиться енергія Е = 4 х (7—2·1,1) = 23,6 МеВ. Для одержання атомної енергії можна використати ядерні реакції поділу та ядерні реакції синтезу. Реакції синтезу можуть відбуватися тільки тоді, коли ядра наближаються одне до одного на відстань, меншу за 10−13 см, на якій починають діяти ядерні сили. Зближенню ядер протидіють кулонівські сили відштовхування; тому, щоб ці сили подолати, ядра повинні мати достатню енергію. Одержання вільних нейтронів і прискорення заряджених частинок вимагає витрат енергії. Імовірність попадання таких частинок у ядра дуже мала. Тому витрачена енергія перевищує енергію, яка виділяється при ядерних реакціях. Енергетичний виграш можна отримати тільки в тому випадку, коли перетворення відбувається внаслідок ланцюгових реакцій. Реакції синтезу можуть бути ланцюговими при дуже високих температурах — в десятки і навіть сотні мільйонів градусів (див. Термоядерні реакції). При цих умовах речовина існує у вигляді плазми, і енергія окремих частинок плазми (ε = 3/2 kT) достатня для подолання кулонівського відштовхування. Такі високі температури існують в надрах зірок, однією з яких є Сонце. Саме внаслідок термоядерних реакцій синтезу Сонце випромінює енергію.

В галузі опанування керованими термоядерними реакціями синтезу вже розв'язано одну з основних проблем — термічну ізоляцію плазми, яка здійснюється за допомогою магнітних полів. Особливо важливим у реакціях синтезу є те, що як «пальне» для них можна використовувати дейтерій у практично необмеженій кількості. Дейтерій міститься у важкій воді, яка є домішкою до води морів і океанів. Ланцюгові реакції поділу можуть відбуватися тому, що поділ кожного ядра супроводжується виділенням кількох нейтронів, які при захваті їх іншими ядрами знову можуть спричинити поділ з виділенням нових нейтронів, і т д. Якщо створити умови, при яких кількість виділених нейтронів, що спричиняють поділ нових ядер, буде, в середньому більша від одиного нейтрона на поділ, ланцюгова реакція зможе самопідтримуватися. Якщо ланцюгова реакція розвивається дуже швидко, то вона набуває характеру вибуху, як, наприклад, в атомній бомбі. Після вибуху атомної бомби виникає дуже висока температура. яка є необхідною умовою протікання термоядерних реакцій; це використовується поки що лише у водневій бомбі. Швидкість ланцюгових реакцій поділу регулюють поки що тільки в ядерних реакторах. Енергія, що виділяється внаслідок цих реакцій, відводиться від реактора у вигляді тепла за допомогою теплоносіїв, якими можуть бути вода, пара, рідкі метали, гази тощо. Ця теплова енергія використовується на ядерних електростанціях і в атомних двигунах. Ядерна енергія використовується людством у військових цілях, для виробництва електроенергії та у ядерних енергетичних установках (двигунах).

В середині 20 ст. були сконструйовані атомна й воднева бомба. До кінця століття п'ять ядерних держав накопичили достатній ядерний арсенал для знищення всього людства.

Використання атомної енергії стимулюється насамперед тим, що вже на першому етапі її використання вартість електроенергії, одержуваної від атомних і вугільних станцій, приблизно однакова.

Економічна перевага атомних електростанцій над тепловими безперервно зростатиме як внаслідок їхнього удосконалення, так і внаслідок подорожчання кам'яного вугілля, торфу, нафти і природного газу, запаси яких у верхніх шарах Землі швидко зменшуються. При сучасних темпах зростання використовування енергії цих запасів палива може вистачити на 100—150 років, використання ж ядерних реакцій поділу урану, торію і плутонію зможе збільшити цей строк ще на 200—300 років.

Лише оволодіння термоядерними реакціями синтезу забезпечить людство енергією в необмеженій кількості і на необмежений термін. Основа ядерної енергетики — атомні електростанції, які забезпечують близько 6 % світового виробництва енергії та 13-14 % електроенергії. Першу у світі атомну електростанцію було збудовано в СРСР і пущено 27 червня 1954. За даними МАГАТЕ у 2007 році у світі працювало 439 промислових ядерних реакторів[2], розташованих на території 31 країни.

Як працює ядерний реактор ?В активній зоні реактора розташовуються тепловиділяючі елементи ( ТВЕЛ ) - ядерне паливо. Вони зібрані в касети, що включають в себе по кілька десятків ТВЕЛів . По каналах через кожну касету протікає теплоносій. ТВЕЛи регулюють потужність реактора. Ядерна реакція можлива тільки при певній (критичній ) масі паливного стрижня. Маса кожного стержня окремо нижче критичної . Реакція починається , коли всі стрижні перебувають в активній зоні. Занурюючи і витягуючи паливні стрижні , реакцією можна управляти за допомогою регулюючих стержнів. Отже , при перевищенні критичної маси паливні радіоактивні елементи , викидають нейтрони , які стикаються з атомами. У результаті утворюється нестабільний ізотоп , який відразу ж розпадається , виділяючи енергію у вигляді гамма випромінювання і тепла. Частинки , стикаючись , повідомляють кінетичну енергію один одному , і кількість розпадів в геометричній прогресії збільшується. Це і є ланцюгова реакція - принцип роботи ядерного реактора. Без управління вона відбувається блискавично , що призводить до вибуху. Але в ядерному реакторі процес знаходиться під контролем. Таким чином в активній зоні виділяється теплова енергія , яка передається воді , що омиває цю зону ( перший контур) . Тут температура води 250-300 градусів. Далі вода віддає тепло другому контуру , після цього - на лопатки турбін , що виробляють енергію .