Закон Ома для переменного тока. Протекающий по обмотке переменный ток создает магнитный поток

Протекающий по обмотке переменный ток создает магнитный поток. Этот магнитный поток точно так же, как и ток, изменяет свою силу и направление. При изменении магнитного потока по закону индукции в обмотке создается ЭДС (электродвижущая сила). Направление ЭДС противоположно полярности подаваемого напряжения. Это явление называется самоиндукцией.
Самоиндукция в цепи переменного тока частично проявляется в сдвиге по фазе между током и напряжением и частично — в падении индуктивного напряжения. Сопротивление цепи переменного тока становится значительно выше рассчитанного или измеренного сопротивления этой же цепи постоянному току.
Сдвиг по фазе между током и напряжением обозначается углом φ. Индуктивное сопротивление (реактивное) обозначается X, активное сопротивление — R, кажущееся сопротивление цепи или проводника — Z. Полное сопротивление (импеданс) вычисляется по формуле:

Где:
Z - полное сопротивление, Ом
R - активное сопротивление, Ом
X - реактивное сопротивление, Ом

Закон Ома для цепи переменного тока:

Где:
U - напряжение, В
I - ток, А
Z - полное сопротивление, Ом

2.1) Магнитная связь катушек характеризуется коэффициентом взаимной индуктивности М [Гн]. В данном примере катушки имеют одинаковые направления намотки. На обычных схемах направление витков катушек не указывают, но помечают их одноименные зажимы точками. Одноименными называют такие зажимы, по отношению к которым одинаково ориентированные токи создают одинаково направленные потоки самоиндукции и взаимной индукции.

Наличие взаимной индукции обозначают дугой со стрелками и буквой М.

Токи и наведенные ими ЭДС взаимной индукции направлены от одноименных зажимов катушек. Различают два вида включения катушек: согласное и встречное. Согласным называют такое включение, при котором потоки самоиндукции и взаимной индукции катушек имеют одинаковое направление. Если направления потоков противоположны, то включение катушек называется встречным.

r₁, r₂ - активные сопротивления катушек (сопротивление использованных проводов).

- взаимная индуктивность двух связанных катушек.

коэффициент связи, Коэффициент связи зависит от расположения катушек: при большем расстоянии между ними он уменьшается, при меньшем – увеличивается.

2) Совместное действие индуктивности и емкости можно учесть введением понятия об эквивалентной индуктивности катушки, определяемой из уравнения

откуда

(2.41)

где -собственная резонансная частота катушки индуктивности.

При последовательном соединении катушек индуктивности эквивалентная индуктивность L_эк равна сумме индуктивностей; например, при трех катушках с индуктивностями L₁, L₂ и L₃

L_эк = L₁+ L₂ + L₃

В этом случае эквивалентное индуктивное сопротивление

X_Lэк = X_L1+ X_L2 + X_L3

При параллельном соединении катушек индуктивности (рис. 180,б) для эквивалентной индуктивности имеем:

1 /L_эк = 1 /L₁ + 1 /L₂ + 1 /L₃

для эквивалентного индуктивного сопротивления

1 /X_Lэк = 1 /X_L1 + 1 /X_L2 + 1 /X_L3

3)При встречном включении индуктивно связанных катушек их суммарное сопротивление меньше, чем сумма сопротивлений этих катушек, не включенных по такой схеме.

При встречном включении может наблюдаться режим, при котором ток на одной из катушек опережает напряжение . Это может иметь место в случае, если напряжение самоиндукции первой катушки . При этом говорят, что в такой цепи наблюдается емкостный эффект. В этом случае векторная диаграмма имеет вид, представленный на рис. 5.7.

– реактивное сопротивление при согласном включении, – эквивалентная индуктивность при согласном включении магнитно-связанных эле ментов, – напряжение на первой и второй катушках