• Змінний струм, закон Ома для змінного струму. Активний та реактивний опір контуру. Поняття про хвильовий опір

Якщо частоти струму не перевищують 1-10 МГц, то для звичайних розмірів електричних ланцюгів такі струми можна вважати квазістаціонарними (отже, нехтувати часом розповсюдження електромагнітного поля у ланцюгові порівняно з періодом коливань ). За таких умов до змінних струмів можна застосовувати правила Кірхгофа:

	(4.2.19)
де ,

Перепишемо рівняння (4.2.25) у такому вигляді:

(4.2.20)

Розглянемо кожен з трьох чинників рівняння окремо, враховуючи:

(4.2.21)

струм в контурі змінюється за гармонічним законом:

(4.2.22)

Напруга на конденсаторі відстає за фазою на (тобто на чверть періоду за часом)відносно фази струму в контурі. Опір конденсатора змінному струмові обернено пропорційний частоті та його ємності, як це видно з (4.2.22):

	(4.2.23)
	(4.2.24)

Напруга на активному опорі співпадає за фазою із струмом в контурі. Опір не залежить від частоти струму.

(4.2.25)

Напруга на котушці випереджає струм в контурі за фазою на (тобто на чверть періоду за часом)відносно фази струму в контурі, а напругу на конденсаторі навіть на (на половину періоду - ). Отже, напруга на котушці знаходиться у протифазі до напруги на конденсаторі (і навпаки). Опір котушки змінному струмові прямо пропорційний частоті та індуктивності:

(4.2.26)

У загальному випадку справедливим є закон Ома для змінного струму у вигляді:

	(4.2.27)
де	(4.2.28)

так званий імпеданс, або комплексний опір змінному струмові (тут ). Дійсна частина імпедансу зветься активним опором () тоді як уявна частина () має назву реактивного опору. Модуль імпеданса часто називають повним опором:

(4.2.29)

Хвильовим опором контуру називають величину . Вона досить просто пов’язана із добротністю контуру та його активним опором:

(4.2.30)

Рекомендована література:

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Том II. Электричечтво – М.: Наука, 1988 – с.11-34.

2. Кучерук І.М., Горбачук І.Т. Загальна фізика: Електрика і магнетизм. – К.: Вища шк., 1995. – с.3-26.

3. Бушок Г.Ф., Левандовський В.В., Півень Г.Ф. Курс фізики. Кн. 1. Фізичні основи механіки. Електрика і магнетизм. – К.: Либідь, 2001. – с.220-230.

4. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: – М.: Высш.шк.., 1989. – с.154-162.

5. Калашников С.Г. Электричество. – М.:Наука, 1985. – 576 С.

Факультет машинобудування
Лектор Дон Н.Л.		стор. 8 з 8