25. Переменный электрический ток. Действующее значение силы тока и напряжения. Закон Ома для цепи переменного тока.

Переменный ток оценивается его действием, эквивалентной действия постоянного тока. Активным сопротивлением называют такое сопротивление проводника, в котором электрическая энергия необратимо превращается во внутреннюю. Пусть напряжение в цепи переменного тока изменяется по гармоничным законом. Под действием переменного электрического поля в проводнике возникает переменный ток, частота и фаза колебаний которого совпадает с частотой и фазой колебания напряжения. Амплитудное значение силы тока равна отношению амплитудного значения напряжения к сопротивлению проводника. Мощность тока равна произведению силы тока и напряжения. Тогда активное сопротивление можно определить как отношение мощности переменного тока на участке цепи к квадрату действующей силы тока. Действующим значением силы тока называется сила постоянного тока, благодаря которой в проводнике выделяется за одинаковое время такое же количество теплоты, что и переменным током. Найти действующее значение силы тока можно как отношение амплитудного значения силы тока до квадратного корня из двух. Действующее значение напряжения также в корень из двух меньше его амплитудного значения.

Закон ома

Пусть все эти элементы соединены последовательно, как показано на рис. 1.

Из опыта следует, что в такой цепи колебания тока и напряжения не совпадают по фазе. Более того, разность фаз  между этими величинами зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора.

U = U_msin(wt), I = I_msin(wt + ).

С помощью метода векторных диаграмм можно получить, что полное сопротивление цепи Z, содержащей индуктивность L и емкость С, равно:

Z = (R² + (X_L - X_c)²)^1/2.

Рассчитать Z можно также по формуле Z = U/I, причем U = U_c + U_L + U_R.

Мощность преобразуемой энергии переменного тока определяется по формуле:

P = U*I*cos().

Величину cos() называют коэффициентом использования мощности (коэффициентом мощности). Для уменьшения тепловых потерь необходимо найти способы уменьшения величины cos(). Одним из способов является включение в цепь, содержащую электродвигатель, конденсаторов.