Цепь переменного тока с индуктивностью.

Схема цепи:

Большой индуктивностью обладают катушки, обмотки ненагруженных трансформаторов и двигателей. Если по виткам катушки, обладающей индуктивностью L, протекает переменный ток, то в ней наводится э.д.с. самоиндукции, величина которой определяется по формуле: (В)

где: L – индуктивность, Гн (Генри);

– скорость изменения тока в цепи.

Эта э.д.с., согласно принципу Ленца, всегда направлена против тока. Поэтому ток, текущий по виткам катушки, испытывает сопротивление.

Сопротивление катушки, вызванное действием э.д.с. самоиндукции, называется реактивным индуктивным сопротивлением, обозначает Х_L и измеряется в Омах (Ом).

Для поддержания тока в цепи источник должен создавать такое напряжение, которое уравновешивало бы э.д.с. самоиндукции, т.е. напряжение источника в любой момент времени должно быть равно э.д.с. самоиндукции по величине и противоположно по направлению: .

Известно, что по виткам катушки с индуктивностью L протекает синусоидальный ток .

Тогда: ;

.

Очевидно, что , т.е. величина индуктивного сопротивления Х_L определяется по формуле:

где: Х_L – индуктивное сопротивление, Ом;

f – частота переменного тока, Гц;

L – индуктивность, Гн.

Напряжение на зажимах этой цепи изменяется синусоидально: .

Таким образом, в цепи с индуктивностью напряжение опережает ток по фазе на угол рад.

Векторная диаграмма:

Цепь с индуктивностью, то потребляет энергию от источника и накапливает в виде магнитного поля в катушке, то отдает ее в таком же количестве источнику. Среднее значение мощности за период (активная мощность) равно нулю, Р = 0. Тем не менее, через катушку протекает переменный ток, который называется реактивным.

Реактивные токи бесполезно загружают линию электропередачи и электрический генератор. Это приводит к неполному использованию установленной мощности генератора и к увеличению потерь энергии в соединительных проводах. Поэтому включать подобные приемники в сеть переменного тока нежелательно.

Величина, характеризующая скорость преобразования энергии источника в энергию магнитного поля катушки и обратно, называется реактивной индуктивной мощностью, обозначается Q_L, измеряется в вольта-ампер реактивный.

(вар) - вольт-ампер реактивный.