В цепях синусоидального переменного тока различают актив-ное R, индуктивное XL = wL = 2 p fL и емкостное 
сопротивления.
Активное сопротивление характеризует необратимый процесс преобразования электрической энергии в другие виды энергии, а индуктивность L и емкость C – обратимый процесс преобразования энергии электромагнитного поля.
Ток в активном элементе совпадает по фазе с напряжением, ток в индуктивном сопротивлении отстает по фазе от напряжения на 90˚, а в емкостном сопротивлении – опережает напряжение на 90˚.
Реальную катушку индуктивности можно представить в виде схемы замещения последовательно включенных активного и индуктивного сопротивлений (рис.1 а, б).
Полное сопротивление катушки. 
Векторная диаграмма напряжений реальной катушки индуктивности показана на рис. 2.
Составляющие напряжения на катушке:
- активная: 
- реактивная: 
|
|
Для неразветвленной электрической цепи переменного тока (рис. 3) действующее напряжение цепи равно геометрической сумме
напряжений на последовательно включенных элементах, т.е.
.
Векторная диаграмма (рис. 4) для неразветвленной электрической цепи является геометрическим толкованием второго закона Кирхгофа. Из векторной диаграммы следует, что модуль напряжения цепи равен
. (1)
|
В уравнении (1) величина
называется полным сопротивлением цепи, в комплексной форме
(2)
|
По выражению (2) можно построить треугольник сопротивлений (рис. 5), из которого следует, что cos j = R / Z. При XL > XC угол сдвига фаз между током и напряжением цепи положителен (j > 0), т.е. ток в цепи отстает по фазе от напряжения сети (нагрузка имеет индуктивный характер). При XL < XC угол сдвига фаз между током и напряжением отрицателен (j < 0), т.е. ток опережает по фазе напряжение (нагрузка имеет емкостной характер).
При XL = XC наступает резонанс напряжений. Из формулы (1) видно, что в этом случае полное сопротивление цепи Z равно активному сопротивлению (Z = R) и ток при этом достигает максимального значения, равного I = U / R. При XL >> R и XC >> R резонанс напряжений приводит к значительному увеличению напряжений на индуктивности 
и емкости 
, что может привести к выходу из строя электротехнического оборудования.
|
Векторная диаграмма для неразветвленной цепи, содержащей реальную катушку индуктивности, резистор и конденсатор, приведена на рис. 6. Из векторной диаграммы можно определить действующее значение напряжения на зажимах цепи:
.
В цепи переменного синусоидального тока различают три вида мощности:
– активную:; 
– реактивную:; 
– полную:. 
.
