Физика > Резисторы в цепях переменного тока
Изучите напряжение и силу цепи переменного тока, в которую включен резистор: формула закона Ома для определения тока и напряжения цепи, схема постоянного тока.
В цепи переменного тока с резистором и источником питания используют закон Ома (V = IR).
Задача обучения
- Используйте закон Ома для вычисления тока и напряжения.
Основные пункты
- В переменном напряжении (V = V0sin(2πνt)) ток задается как: I =V0/R · sin(2πνt). Это выражение происходит из закона Ома: V = IR.
- Чаще всего вместо источника постоянного тока используют переменное напряжение.
- Рассеиваемая мощность: P = V²0/R · sin (2πνt). Так что средняя мощность переменного тока: V²0/2R
Термин
- Закон Ома: в электрической цепи с сопротивлениями постоянный ток выступает прямо пропорциональным напряжению.
Постоянный ток представляет собою перемещение электрического заряда в едином направлении. Это обычное состояние цепи со стабильным напряжением. Но чаще всего используют переменный ток, который периодически меняет направление. Если источник меняется с периодами (особенно синусоидально), то схему именуют цепью переменного тока. Конечно, частоты переменного тока, которые используют в домах и предприятиях, отличаются по всему миру.
Мы уже рассматривали закон Ома:
I = V/R (I – ток, V – напряжение, R – сопротивление цепи). Его можно использовать для цепей переменного и постоянного тока. Поэтому при переменном напряжении, заданном:
V = V0sin (2πνt), где V0 – пиковое напряжение, а ν – частота в герцах, ток в цепи определяется как:
I = V0/R ⋅ sin (2πνt).
В этом примере мы располагаем резистором и источником напряжения в цепи, где ток и напряжение считаются разными. Ток в резисторе перемещается назад/вперед без разности фаз, как и напряжение.
Давайте взглянем на идеальный резистор, светлеющий и тускнеющий 120 раз в секунду. Колебание светового потока говорит о колебании мощности. Так как P = IV, используем указанные выше формулы, чтобы рассмотреть зависимость мощности от времени:
P = V²0/R ⋅ sin (2πνt).
Чтобы отыскать среднюю мощность, потребляемую схемой, необходимо взять среднее время от функции:
Выходит, что:
