Що таке активний опір змінного струму?

Величина і початкова фаза змінного струму, створюваного змінним напругою, залежать не тільки від величини опорів, що утворюють електричний ланцюг, але і від індуктивності і ємності цього ланцюга.

Активний опір у колі змінного струму

Активний опір у колі змінного струму.

Строго кажучи, будь-яка електрична ланцюг має, крім опору, також індуктивністю і ємністю. Якщо по провіднику проходить струм, то навколо нього порушується магнітне поле, т. Е. Мають місце явища індуктивності. Струм виникає під дією електричного поля на заряди, отже, провідник повинен володіти ємністю, так як в діелектричній середовищі навколо нього виникає потік зміщення.

Однак в ряді випадків відносна роль двох з трьох параметрів R, L, С в електричному ланцюзі практично незначна. Це дозволяє розглядати подібну ланцюг як володіє тільки опором, або тільки индуктивностью, або тільки ємністю. Ми розглянемо по черзі умови в трьох таких найпростіших ланцюгах змінного струму.

У ланцюзі, що містить лише опір г, синусоидальное напруги u = Um sin? t джерела електроенергії створює струм:

i = u: r = (Um : R) sin? T

Так як опір r від часу не залежить, то в цьому ланцюзі струм збігається за фазою з напругою (рис. 1) і змінюється також синусоидально:

i = Im sin? t

тут:

Im = Um : r

Криві миттєвих значень напруги і струму в ланцюзі, що містить лише опір r

Малюнок 1 Криві миттєвих значень напруги і струму в ланцюзі, що містить лише опір r.

Розділивши останній вираз на , отримаємо формулу закону Ома для діючих значень напруги і струму:

I = U: r

Як видно з формули, цей закон для ланцюгів змінного струму, що містять тільки опір r, має такий же вигляд, як і закон Ома для кола постійного струму.

У колі змінного струму опір r називається активним опором. Це опір, в якому електроенергія перетворюється в іншу форму (в теплоту і ін.). Воно може істотно відрізнятися від опору r при постійному струмі. Опір для постійного струму називають омічним, щоб відрізнити його від активного опору для змінного струму.

Різниця між активним і омічним опорами обумовлюється рядом причин. Одна з них - поверхневий ефект, часткове витіснення змінного струму в поверхневі шари провідника. Чим більше частота змінного струму, тим це витіснення значніше. Через поверхневого ефекту опір r виявляється вже істотно більшим, ніж обчислена за формулою:

r =? (L: S)

Поверхневий ефект створюється тим, що змінне магнітне поле індукує в зовнішніх шарах провідника меншу ЕРС самоіндукції, ніж у внутрішній його частині. Особливо сильно поверхневий ефект збільшує активний опір сталевих дротів. На активний опір мідних і алюмінієвих проводів при промисловій частоті поверхневий ефект істотно впливає тільки при більшому перерізі проводів (понад 25 кв.мм).

Крім поверхневого ефекту, велике збільшення активного опору електричного кола можуть викликати втрати енергії в змінному електромагнітному полі ланцюга від гистерезиса і вихрових струмів.


» » » Що таке активний опір змінного струму?