Переменный ток: сопротивления, реактивное сопротивление, действующие значения и резонанс
Почему ток в каждой розетке меняет направление пятьдесят раз в секунду и как резистор, конденсатор и катушка по-разному отвечают на это.
Главная идея: Переменный ток плавно меняет направление и величину во времени по синусоиде. Резистор ограничивает его обычным (активным) сопротивлением R; конденсатор и катушка ограничивают его реактивным сопротивлением, зависящим от частоты. Когда индуктивное и ёмкостное сопротивления становятся равными, в цепи наступает резонанс, и через неё проходит наибольший возможный ток. Эти три понятия объясняют энергосети, трансформаторы и работу любой радиошкалы.
К концу вы сможете:
- записать мгновенные законы i = Im sin ωt и u = Um sin ωt;
- переходить между амплитудой и действующим (среднеквадратичным) значением с множителем √2;
- вычислять ёмкостное сопротивление XC = 1/(ωC) и индуктивное сопротивление XL = ωL;
- находить полное сопротивление Z последовательной RLC-цепи и применять закон Ома для переменного тока;
- сформулировать условие резонанса XL = XC и резонансную частоту f0 = 1/(2π√(LC)).