Меню

Ток промышленной частоты это

Переменный электрический ток

теория по физике ? колебания и волны

Свободные электромагнитные колебания в контуре быстро затухают. Поэтому они практически не используются. Наиболее важное практическое значение имеют незатухающие вынужденные колебания.

Переменный ток — вынужденные электромагнитные колебания.

Ток в осветительной сети квартиры, ток, применяемый на заводах и фабриках, представляет собой переменный ток. В нем сила тока и напряжение изменяются со временем по гармоническому закону. Колебания легко обнаружить с помощью осциллографа. Если на вертикально отклоняющие пластины осциллографа подать напряжение от сети, то временная развертка на экране будет представлять сбой синусоиду:

Зная скорость движения луча в горизонтальном направлении (она определяется частотой пилообразного напряжения), можно определить частоту колебаний.

Частота переменного тока — это количество колебаний за 1 с.

Стандартная частота переменного промышленного тока составляет 50 Гц. Это значит, что на протяжении 1 секунды ток 50 раз течет в одну сторону и 50 раз — в другую. Частота 50 Гц принята для промышленного тока во многих странах мира. В США принята частота 60 Гц.

Если напряжение на концах цепи меняется по гармоническому закону, то напряженность электрического поля внутри проводника будет также меняться гармонически. Эти гармонические изменения напряженности поля вызовут гармонические колебания скорости упорядоченного движения заряженных частиц, и, следовательно, гармонические колебания силы тока.

При изменении напряжения на концах цепи электрическое поле не меняется мгновенно во всей цепи. Изменение поля происходит с большой скоростью, но она не бесконечно большая. Она равна скорости света (3∙10 8 м/с).

Переменное напряжение в гнездах розетки осветительной сети создается генераторами на электростанциях. Проволочную рамку, вращающуюся в постоянном однородном магнитном поле, можно рассматривать как простейшую модель генератора переменного тока (см. рисунок ниже).

Поток магнитной индукции Ф, пронизывающий проволочную рамку площадью S, пропорционален косинусу угла α между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции.

Численно магнитный поток определяется формулой:

При равномерном вращении рамки угол α увеличивается пропорционально времени:

где n — частота вращения. Поэтому поток магнитной индукции меняется гармонически:

Φ = B S cos . 2 π n t

Здесь множитель 2 π n представляет собой число колебаний магнитного потока за 2 π секунд. Это не что иное, как циклическая частота колебаний:

Φ = B S cos . ω t

Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции в рамке равна взятой со знаком «минус» скорости изменения потока магнитной индукции, т.е. производной потока магнитной индукции по времени:

e = − Φ ´ = − B S ( cos . ω t ) ´ = B S ω sin . ω t = ε m a x sin . ω t

ε m a x — амплитуда ЭДС индукции, равная:

Напряжение в цепи переменного тока может меняться по закону синуса или по закону косинуса:

u = U m a x sin . ω t

u = U m a x cos . ω t

где U m a x — амплитуда напряжения (максимальное по модулю значение напряжения).

Сила тока меняется с той частотой, что и напряжение — ω . Но колебания тока необязательно должны совпадать по фазе с колебаниями напряжения. Поэтому в общем случае сила тока i в любой момент времени определяется по формуле:

i = I m a x sin . ( ω t + φ с )

где I m a x — амплитуда силы тока (максимальное по модулю значение силы тока), φ с — разность (сдвиг) фаз между колебаниями силы тока и напряжения.

Пример №1. Найти напряжение в цепи переменного тока в момент времени t = π, если циклическая частота электромагнитных колебаний равна 300,25 Гц, а амплитуда напряжения составляет 12В. Считать, что напряжения меняется по закону косинуса.

u = U m a x cos . ω t = 12 cos . 300 , 25 π = 12 √ 2 2 . . ≈ 8 , 5 ( В ) .

Активное сопротивление в цепи переменного тока

Пусть цепь состоит из соединительных проводов и нагрузки с малой индуктивностью и большим сопротивлением R (см. рисунок ниже).

Внимание! Ранее под величиной R мы понимали электрическое сопротивление. Но правильно его называть сопротивлением активным. Дело в том, что в цепи переменного тока могут быть сопротивления иного характера. Сопротивление же R называется активным, потому что при наличии нагрузки, обладающей этим сопротивлением, цепь поглощает энергию, поступающую от генератора. Эта энергия превращается во внутреннюю энергию проводников — они нагреваются.

Будем считать, что напряжение на зажимах цепи меняется по закону косинуса:

u = U m a x cos . ω t

Для нахождения мгновенного значения силы тока мы можем воспользоваться законом Ома, так как эта величина прямо пропорционально мгновенному значению напряжения:

i = u R . . = U m a x cos . ω t R . . = I m a x cos . ω t

В проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока по фазе совпадают с колебаниями напряжения, а амплитуда силы тока определяется равенством:

I m a x = U m a x R . .

Мощность в цепи с резистором

В цепи переменного тока сила тока и напряжения меняются быстро, поэтому количество выделяемой энергии меняется так же быстро. Но заметить эти изменения невозможно. Чтобы найти среднюю мощность на участке цепи за много периодов, достаточно найти среднюю мощность за один период.

Средняя за период мощность переменного тока — отношение суммарной энергии, поступающей в цепь за период, к этому периоду.

Мощность постоянного тока определяется формулой:

Следовательно, мгновенная мощность в цепи переменного тока на участке с активным сопротивлением R равна:

Подставим в это выражение полученное ранее значение мгновенной силы переменного тока и получим:

p = ( I m a x cos . ω t ) 2 R

Вспомним из курса математики:

cos 2 . α = 1 + cos . 2 α 2 . .

p = I 2 m a x 2 . . R ( 1 + cos . 2 ω t ) = I 2 m a x R 2 . . + I 2 m a x R 2 . . cos . 2 ω t

График зависимости мгновенной мощности от времени:

На протяжении первой четверти периода, когда cos . 2 ω t > 0 , мощность в любой момент времени больше величины I 2 m a x R 2 . . . На протяжении второй четверти периода, когда cos . 2 ω t 0 , мощность в любой момент времени меньше этой величины. Среднее за период значение cos . 2 ω t = 0 , следовательно, средняя за период мощность равна I 2 m a x R 2 . . .

Средняя мощность − p равна:

− p = I 2 m a x R 2 . . = − i 2 R

Пример №2. Сила переменного тока в цепи меняется по закону i = I m a x cos . ω t . Определить мгновенную мощность в момент времени t = 1 с, если циклическая частота колебаний ω = 100π Гц при сопротивлении R = 10 Ом. Амплитуда силы тока равна 1 А.

p = ( I m a x cos . ω t ) 2 R = 10 ( 1 · cos . ( 100 π · 1 ) 2 = 10 ( Д ж )

Действующие значения силы тока и напряжения

Из предыдущей формулы видно, что среднее значение квадрата силы тока равно половине квадрата амплитуды силы переменного тока:

− i 2 = I 2 m a x 2 . .

Действующее значение силы переменного тока — величина, равная квадратному корню, взятому из среднего значения квадрата тока. Обозначается как I.

I = √ − i 2 = I m a x √ 2

Читайте также:  Движение электрических зарядов электрический ток электрические цепи

Смысл действующего значения силы переменного тока заключается в том, что оно равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике то же количество теплоты, что и переменный ток за это же время.

Аналогично определяется действующее значение напряжения U:

U = √ − u 2 = U m a x √ 2 . .

Именно действующие значения силы тока и напряжения определяют мощность P переменного тока:

Пример №3. Найти мощность переменного тока, если амплитуда силы тока равна 2 А, а сопротивление цепи равно 5 Ом.

P = ( I m a x √ 2 . . ) 2 R = I 2 m a x 2 . . R = 2 2 2 . . · 5 = 10 ⎛ ⎝ Д ж ⎞ ⎠

В идеальном колебательном контуре (см. рисунок) напряжение между обкладками конденсатора меняется по закону UC = Ucos ωt, где U = 5 В, ω = 1000π с – «> – 1 . Определите период колебаний напряжения на конденсаторе.

Источник

Электромагнитные поля промышленной частоты

Электромагнитные поля создаются электрическими зарядами и токами. В зависимости от постановки задачи электрические и магнитные поля могут рассматриваться отдельно или рассматри­вают электромагнитное поле. Последний случай имеет место, ког­да рассматриваются электромагнитные волны, в которых элект­рическое и магнитное поля жестко связаны.

Покоящаяся система электрических зарядов создает электро­статическое поле, которое описывается при помощи распределе­ния потенциала и напряженности.

Потенциал электрического поля равен работе сил поля при пе­ремещении заряда 1 Кл (кулон) из бесконечности в данную точ­ку поля. Потенциал измеряется в вольтах (В) и обозначается бук­вой ф.

Напряженностью электрического поля называется сила, действу­ющая на единичный неподвижный положительный заряд, поме­щенный в данную точку поля. Напряженность измеряется в воль­тах на метр (В/м) и обозначается буквой Е. В поле с напряженно­стью 1 В/м на заряд 1 Кл действует сила 1 Н (ньютон).

Потенциал является скалярной величиной, а напряженность —векторной.

Пусть точечный заряд Q расположен в однородной среде. Тогда потенциал и напряженность поля точечного заряда будут равны соответственно:

где е — произведение относительной диэлектрической проница­емости среды на электрическую постоянную (е = ее 0) , г — рас­стояние от рассматриваемой точки до заряда Q.

Если в однородной среде расположена система зарядов, то поле в произвольной точке находится по принципу суперпозиции с помощью формулы (9.1).

Магнитное поле постоянных токов описывается при помощи таких величин, как напряженность поля и индукция. Обе эти ве­личины являются векторными и обозначаются соответственно буквами Н и В. Напряженность магнитного поля измеряется в ам­перах на метр (А/м), а индукция — в теслах (Т). Связь между напря­женностью магнитного поля и индукцией выражается формулой

Пусть магнитное поле создается прямолинейным бесконечным проводом, по которому течет ток I. Напряженность вокруг прово­да определяется по формуле

где г — расстояние до провода.

Токи, протекающие в проводящей среде (например, в челове­ческом теле), создают в ней кроме магнитного еще и электриче­ское поле. Если источник тока можно представить как точечный, то потенциал и напряженность электрического поля можно вы­числить по формуле (9.1), если заменить в них заряд Q на ток I, а
проницаемость е на проводимость среды а. Кроме того, в любой точке напряженность электрического поля и плотность тока свя­заны между собой выражением j = аЕ.

При рассмотрении проблем влияния электромагнитных полей основное внимание уделяется длительным воздействиям синусо­идально изменяющихся во времени полей. Поэтому вопрос о том,медленно или быстро изменяется во времени поле, можно ре­шать, используя значение круговой частоты w = 2Пf, где f — час­тота, Гц.

Можно ли говорить, что на промышленной частоте магнитные и электрические поля следует рассматривать как статические? При частоте 50 Гц длина волны равна 6000 км. Поэтому поля, например под линиями электропередачи, безусловно, можно рас­сматривать как статические (точнее, квазистатические), посколь­ку напряженность поля «в такт» с источником поля изменяется
синусоидально.

Человечество в своих технических целях научилось использо­вать диапазон частот от единиц герц до частот, соответствующих частотам видимого спектра (названия частот соответствуют при­нятым в гигиенической практике):

Применительно к излучающим устройствам (их нижнюю ча­стоту можно ограничить значением около 10 кГц) различают так называемые ближнюю и дальнюю зоны. В ближней зоне, длина которой меньше длины волны, соотношение между напряженно­стями Е и Я зависит от конструктивного исполнения излучателя. В дальней зоне при расстояниях, cущественно превышающих длину
волны, например для плоской волны в воздухе, справедливо ра­венство Е = ZH, где Z — волновое сопротивление среды (для воздуха Z = 377 Ом).

Данное соотношение показывает взаимосвязь электрического и магнитного полей в электродинамике.

Приведем характеристики электрического и магнитного полей Земли. Известно, что Земля обладает избыточным электрическим зарядом, поэтому на ее поверхности существует напряженность электрического поля — величина, слабо переменная во времени с эквивалентной частотой, которая составляет единицы или доли герца. В качестве характерной обычно приводится напряженность поля хорошей погоды, равная 100…200 В/м. При грозовой обла­чности напряженность на поверхности Земли может возрастать до нескольких киловольт на метр. В горах, когда нижняя кромка об­лаков находится вблизи поверхности Земли, отмечаются случаи коронирования выступающих металлических предметов (напри­мер, ледорубов), что указывает на напряженность, равную 10…20 кВ/м.

Магнитное поле Земли также слабо изменяется во времени. При спокойной магнитной обстановке в средних широтах напряжен­ность достигает 40 А/м. Во время магнитных бурь напряженность увеличивается, как минимум, на порядок.

Электрическое и магнитное поля Земли относят к постоянным полям, поскольку во времени они изменяются очень медленно. Они являются обязательными элементами среды обитания, в ко­торой человек формировался как биологический вид. Поэтому за длительное время он адаптировался к их наличию.

Электромагнитные поля промышленной частоты создаются энергетическими установками, т.е. установками, связанными с процессами производства, распределения и потребления элект­рической энергии. В бытовых приборах используется ток промыш­ленной частоты. Учитывая что число работающих электроприбо­ров огромно, целесообразно говорить о них как об особом классе установок, создающих электромагнитное поле (ЭМП). Персональ­ные компьютеры также являются источниками ЭМП, в том числе и промышленной частоты.

Электромагнитные поля, создаваемые воздушными линиями электропередачи, являются полями промышленной частоты. Для европейских стран она равна 50 Гц, в США — 60 Гц. На промыш­ленной частоте электрическое и магнитное поля можно считать не связанными друг с другом, что позволяет рассматривать их отдельно. Электрические поля создаются зарядами на проводни­ках, а магнитные — токами в проводниках. В силу этого каждое из полей рассчитывается по разным формулам и рассматривается отдельно. Таким образом, объектом нашего анализа будут элект­рические и магнитные поля вблизи ВЛ и на территории открытых распределительных устройств (ОРУ).

Читайте также:  Зануление как защитная мера от поражения электрическим током

Достаточно сильные электрические и магнитные поля промыш­ленной частоты создают условия, нахождение в которых наносит или может нанести вред здоровью человека. Кроме того, они ока­зывают влияние на животных, насекомых и растения. Кто и при каких обстоятельствах может подвергнуться воздействию электро­магнитных полей энергетических объектов? Рассмотрим следующие категории лиц: ремонтный персонал; население.

Каждая из этих групп в силу своих профессиональных обязан­ностей имеет доступ к различным объектам, поэтому может нахо­диться в разных ситуациях, связанных с электромагнитными по­лями.

В наибольшей степени подвержен влиянию электромагнитных полей ремонтный персонал. Это вызвано тем, что ремонтные ра­боты могут производиться в самых различных условиях: под про­водами BJ1, а также с подъемом на высоту.

Ремонтные работы могут выполняться на отключенной линии при наличии идущих рядом линий, находящихся под напряжени­ем; на опорах линий, как отключенных, так и находящихся под напряжением; на линиях, находящихся под напряжением (этот вид работ называется ремонтом под напряжением). В нем участву­ет бригада, состоящая из шести-семи человек. Члены бригады на­ходятся как на земле — у опоры, так и на самой опоре и непос­редственно на проводах или, как говорят, «на потенциале прово­да» (рис. 9.1).

Наибольший объем работ под напряжением на ВЛ 330…750 кВ связан с ремонтом гирлянд изоляторов (замена гирлянд целиком, отдельных дефектных изоляторов, ремонт арматуры и т.д.) и за­меной распорок на расщепленных проводах. В отдельных энерго­системах объем работ под напряжением достигает десятков тысяч человекочасов.

Воздействию наиболее интенсивных электромагнитных полей подвергаются, естественно, те люди, которые работают в непос­редственной близости от проводов. Максимальные значения напря­женности электрического поля могут достигать 2 ООО…2 500 кВ/м, а магнитного — более 1ООО А/м. Большие напряженности элект­рического и магнитного полей могут также воздействовать на чле­нов бригады, находящихся на опоре.

Вторая категория лиц, подвергающихся воздействию электро­магнитных полей — население. По данным Международного комитета по большим электрическим сетям (СИГРЭ) протяжен­ность BJI с номинальным напряжением 300 кВ и выше в развитыхпромышленных странах составляет тысячи и десятки тысяч кило­метров: в Австралии, ФРГ, Японии — около 10000 км; Брази­лии, Южной Африке — около 15 000 км; Канаде — около 25 000 км; США и России —около 80 000 км. Ни в одной стране не принима­ется никаких мер, препятствующих нахождению людей под про­водами BJI. Если приближенно принять ширину санитарно-защит­ной зоны вблизи BJI (т.е. зоны, в которой напряженность выше нормируемой для населения) около 50 м, то ее площадь для Рос­сии составит около 4 000 км2. Это примерно в 4 раза больше тер­ритории Москвы в границах кольцевой автодороги. Приведенный пример показывает, что воздействию электромагнитных полей BJI может подвергаться достаточно большое число людей. В последние годы в России стихийно сложилась практика строительства дач­ных домов вблизи BJI, а иногда прямо под проводами линий, включая линии напряжением 500 кВ. При этом в зоне влияния
электромагнитных полей оказываются дети и больные люди, т. е. лица, наиболее подверженные вредным воздействиям. С учетом этих обстоятельств следует признать проблему воздействия элект­ромагнитных полей весьма серьезной.

Источник

Промышленная частота

Сетевое напряжение — среднеквадратичное (действующее) значение напряжения в электрической сети переменного тока, доступной конечным потребителям.

Содержание

  • 1 Среднее значение и частота
  • 2 Параметры сетевого напряжения в России
    • 2.1 Номинальные напряжения бытовых сетей (низкого напряжения): Россия (СССР, СНГ)
  • 3 В мире
  • 4 Розетки и штепсели
  • 5 Качество электрической энергии
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки
  • 8 Примечания

Среднее значение и частота [ | ]

Основные параметры сети переменного тока — напряжение и частота — различаются в разных регионах мира. В большинстве европейских стран низкое сетевое напряжение в трёхфазных сетях составляет 230/400 В при частоте 50 Гц, а в промышленных сетях — 400/690 В. В Северной, Центральной и частично Южной Америке низкое сетевое напряжение в сетях с раздёлённой фазой составляет 115 В при частоте 60 Гц.

Более высокое сетевое напряжение (от 1000 В до 10 кВ) уменьшает потери при передаче электроэнергии и позволяет использовать электроприборы с большей мощностью, однако, в то же время, усложняет обеспечение надёжной изоляции и конструкцию соединительных и коммутационных устройств, увеличивает тяжесть последствий от поражения током неподготовленных пользователей от незащищённых сетей.

Для использования электроприборов, предназначенных для одного сетевого напряжения, в районах, где используется другое, нужны соответствующие преобразователи (например, трансформаторы). Для некоторых электроприборов (главным образом, специализированных, не относящихся к бытовой технике) кроме напряжения играет роль и частота питающей сети.

Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, может иметь переключатели на различные значения сетевого напряжения либо не имеет переключателей, но допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240 В при номинальной частоте от 50 до 60 Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.

Параметры сетевого напряжения в России [ | ]

Производители электроэнергии генерируют переменный ток промышленной частоты (в России — 50 Гц). В подавляющем большинстве случаев по линиям электропередач передаётся трёхфазный ток, повышенный до высокого и сверхвысокого электрического напряжения с помощью трансформаторных подстанций, которые находятся рядом с электростанциями.

Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), сетевое напряжение должно составлять 230 В ±10 % при частоте 50 ±0,2 Гц [1] (межфазное напряжение 400 В, напряжением фаза-нейтраль 230 В, четырёхпроводная схема включения «звезда»), примечание «a)» стандарта гласит: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».

К жилым домам (на сельские улицы) подводятся четырёхпроводные (три фазовых провода и один нейтральный (нулевой) провод) линии электропередач (воздушные или кабельные ЛЭП) с межфазным напряжением 400 Вольт. Входные автоматы и счётчики потребления электроэнергии, обычно, трёхфазные. К однофазной розетке подводится фазовый провод, нулевой провод и, возможно, провод защитного заземления или зануления, электрическое напряжение между «фазой» и «нулём» составляет 230 Вольт.

Читайте также:  Нормальная частота переменного тока

В правилах устройства электроустановок (ПУЭ-7) продолжает фигурировать величина 220, но фактически напряжение в сети почти всегда выше этого значения и достигает 230—240 В, варьируясь от 190 до 250 В [2] [ источник не указан 836 дней ] .

Номинальные напряжения бытовых сетей (низкого напряжения): Россия (СССР, СНГ) [ | ]

До 1926 года техническим регулированием электрических сетей общего назначения занимался Электротехнический отдел ИРТО, который только выпускал правила по безопасной эксплуатации. При обследовании сетей РСФСР перед созданием плана ГОЭЛРО было установлено, что на тот момент использовались практически все возможные напряжения электрических токов всех видов. Начиная с 1926 года стандартизация электрических сетей перешла к Комитету по стандартизации при Совете Труда и Обороны (Госстандарт), который выпускал стандарты на используемые номинальные напряжения сетей и аппаратуры. Начиная с 1992 года Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации выпускает стандарты для электрический сетей стран входящих в ЕЭС/ОЭС.

Источник



Основные параметры переменного тока. Понятие о токах промышленной, звуковой, высокой и сверхвысокой частот

1. Основные параметры переменного тока. Понятие о токах промышленной, звуковой, высокой и сверхвысокой частот

Электрический ток, изменяющийся с течением времени по величине и направлению, называется переменным током. Чаще всего применяется так называемый периодический синусоидальный переменный ток — ток, изменяющийся по синусоидальному закону.

В радиотехнических устройствах имеют дело также с пульсирующим током, который изменяет свою величину подобно переменному току, но протекает только в одном направлении.

Источником переменного тока служат генераторы переменного тока, принцип действия которых основан на использовании явления электромагнитной индукции. Простейшая конструкция такого генератора — проводник в виде рамки, вращающийся в магнитном поле постоянного магнита или электромагнита.

Величины, определяющие характер изменения переменного тока, называются его параметрами. К ним относятся период, частота и амплитуда тока.

Время, в течение которого происходит полный цикл изменений переменного тока или одно полное колебание тока, называется периодом. Период обычно обозначается буквой Т.

Частота переменного тока — число полных колебаний тока (или число периодов) в 1 сек. Частота переменного тока обозначается буквой f и измеряется в герцах (Гц). Частота равна 1 Гц, если в секунду происходит одно полное колебание тока (э.д.с.). Частота, равная 1000 Гц, равна 1 кГц (килогерцу), частота, равная 1 000 000 Гц, — 1 МГц (мегагерцу).

Частота и период колебаний являются величинами обратными, т.е. f=1/T.

Наибольшая величина тока за время одного периода называется амплитудой и обычно обозначается Im. За одно полное колебание ток дважды достигает амплитудного значения: один раз при изменении в одном — положительном направлении, второй раз в противоположном — отрицательном.

Переменный ток, применяемый в промышленности, имеет частоту f = 50 Гц и называется током промышленной частоты. Продолжительность периода такого тока 0,02 сек.

Переменные токи, частота которых соответствует частоте звуковых колебаний (примерно от 16 до 20000 Гц), называются токами звуковой частоты или токами низкой частоты.

Переменные токи с частотой в сотни тысяч, миллионы и десятки миллионов Герц называются токами высокой частоты.

Переменные токи, частота которых исчисляется сотнями миллионов, тысячами миллионов и даже сотнями тысяч миллионов Герц, называются токами сверхвысокой частоты.

2. Активное, индуктивное и емкостное сопротивления в цепи переменного тока

В цепях переменного тока различают три вида сопротивлений: активное, индуктивное и емкостное.

Активным сопротивлением называется сопротивление переменному току со стороны материала проводника (при прохождении переменного тока по проводнику последний нагревается, т.е. потребляет мощность). Сопротивление проводника, измеренное при постоянном токе, иногда называют омическим. При низких частотах разница между активным и омическим сопротивлением проводника очень мала и ею практически пренебрегают. При высоких частотах активное сопротивление в десятки раз больше омического.

На переменный ток влияют не только напряжение и сопротивление цепи, но и индуктивность проводников, включенных в цепь. При включении в цепь переменного тока катушки индуктивности в ней индуцируется э.д.с. самоиндукции (так как магнитный поток, пронизывающий витки катушки, изменяется), которая препятствует нарастанию тока при его увеличении и уменьшению тока при спаде его величины. Иными словами, когда напряжение в цепи переменного тока с включенной катушкой индуктивности достигнет максимума, ток не успеет достигнуть той величины, которой он достиг бы в цепи без катушки индуктивности. Между напряжением U и током I возникает сдвиг по фазе.

Таким образом, действие индуктивности в отношении величины переменного тока подобно действию сопротивления проводника. С увеличением индуктивности сопротивление цепи переменному току увеличивается. Сопротивление, которым обладает цепь вследствие наличия в ней индуктивности, называется индуктивным сопротивлением.

Если в цепь переменного тока включить конденсатор, переменный ток не исчезнет, как это случилось бы с постоянным током. В цепи будет продолжать течь ток заряда или разряда конденсатора, т.е. переменный ток. Величина этого тока зависит от емкости конденсатора: чем больше емкость, тем больше ток заряда и разряда. Следовательно, конденсатор можно рассматривать как некоторое сопротивление переменному току, возникающее вследствие того, что при заряде конденсатора между его обкладками возникает напряжение (Uc), направленное навстречу напряжению, которое приложено на зажимах. Это дополнительное сопротивление, вносимое конденсатором в цепь, называется емкостным сопротивлением.

Чем больше частота переменного тока (напряжения, приложенного к конденсатору), тем большее число раз в секунду конденсатор будет заряжаться и разряжаться, тем большее количество электричества пройдет в цепи конденсатора в секунду, т.е. тем больше будет ток.

Таким образом, емкостное сопротивление зависит от величины емкости конденсатора С и частоты тока f: чем больше емкость конденсатора С и частота тока f, тем меньше емкостное сопротивление.

Емкостное сопротивление Хс определяется по формуле

где Хс — емкостное сопротивление, Ом; f — частота, Гц; С — емкость конденсатора, Ф; w — угловая частота, равная 2p fС, сек-1.

Емкость в цепи переменного тока так же, как и индуктивность, приводит к сдвигу фаз между током и напряжением, но в этом случае ток опережает напряжение. Так же как и индуктивное сопротивление, емкостное сопротивление является реактивным. Конденсатор в течение одного периода изменения напряжения источника дважды заряжается и дважды разряжается, не потребляя практически энергии от источника.

Источник