Электричество шаг за шагом

Ток в катушке уменьшится и в том случае, если увеличить её индуктивность L, при этом должна возрасти э.д.с. самоиндукции EL, и чтобы она не превысила подводимое к катушке напряжение UL автоматически уменьшится ток, компенсируя рост L. Напомним: э.д.с. самоиндукции в равной мере зависит и от индуктивности катушки, и от скорости изменения тока, а значит, от частоты f.

Итак, увеличение частоты f и увеличение индуктивности L влечёт за собой уменьшение тока в катушке. Это позволяет объединить частоту/и индуктивность L в единой характеристике с названием «индуктивное сопротивление» XL и с его помощью получить простые формулы закона Ома.

Индуктивное сопротивление XL похоже на ёмкостное Хс тем, что меняется с частотой. Но если с увеличением частоты f сопротивление Хс падает, то XL с ростом частоты тоже растёт. Катушка, если пренебречь сопротивлением её проводов, так же, как и конденсатор, оказывается не активным, а реактивным элементом цепи, и индуктивное сопротивление XL, так же, как ёмкостное Хс, влияет на величину тока, но мощности от генератора не потребляет. Всё, что в какие-то моменты катушка отбирает у генератора на создание магнитного поля, она отдаёт в цепь обратно, когда это поле исчезает. И происходит такое «беру-отдаю» много и очень много раз в течение каждой секунды.

Т-136. Индуктивное сопротивление XL катушки и её активное сопротивление R нельзя просто сложить, чтобы подсчитать их общее сопротивление. Пытаясь выяснить, откуда берётся и от чего зависит индуктивное сопротивление XL катушки, мы договорились не учитывать её активное сопротивление R. Так действительно можно поступать, если R во много раз меньше, чем XL, и поэтому на процессы в цепи практически не влияет. Но это бывает не всегда, случается, что XL и R вполне соизмеримы, а кроме того, вместе с катушкой в цепь может быть включено какое-нибудь другое активное сопротивление, например, гасящее или нагрузка. Поэтому попробуем посмотреть, что происходит в цепи из двух последовательных элементов — чистой индуктивности L и сопротивления R, в котором объединены все имеющиеся активные сопротивления, в том числе и сопротивление провода, из которого сделана катушка.

В цепях постоянного тока последовательные сопротивления просто суммировались, в данном же случае этого сделать нельзя — последовательно соединяются совершенно разные элементы, один из которых назвали сопротивлением с серьёзной оговоркой: «мощности не потребляет». Кроме того, напряжение на активном сопротивлении совпадает по фазе с током, а напряжение на индуктивности опережает ток на 90 градусов. Каким будет общее напряжение на участке из двух элементов цепи — R и L? Как оно будет сдвинуто по фазе относительно тока? Какая мощность будет выделяться на активной части нашей пары? Какая общая мощность будет циркулировать в цепи?