CCI20111111066

^u ~ U_m sin cot, popłynie prąd o wartości chwilowej określonej z prawa Ohma

i

Um

R

sin wt = I_m sinoat

czyli o wartości szczytowej

_ Urn R

Rys. 5-14. Obwód z oporem czynnym

Dzieląc obie strony przez tościach skutecznych

otrzymamy zależność tę w war-

I 2

(5-13)

a zatem wartość skuteczną prądu sinusoidalnie zmiennego w obwodzie z samym oporem czynnym oblicza się tak samo jak w obwodzie prądu stałego, a o prądzie tym mówimy, że jest w fazie z napięciem, jest to uwidocznione na wykresach sinusoid napięcia i prądu (rys. 5-15 a) i wektorów (rys. 5-15 b).

W tabl. 5-1 podano wartość oporu czynnego 1,005 Q przewodu wyprostowanego przy przepływie przez niego prądu 1 A o częstotliwości 50 Hz. Występuje więc nieznaczny wzrost oporu czynnego. Tłumaczy się to nierównomierną gęstością prądu w przekroju poprzecznym przewodu — w pobliżu powierzchni przewodu gęstość

•

prądu jest większa, a w środku przewodu jest mniejsza. Zjawisko to nazwano naskórkowością, jest ono wywoływane zmiennym polem magnetycznym wytwarzanym przez prąd zmienny. Intensywność tego zjawiska zależy od częstotliwości prądu. Przy bardzo wielkich częstotliwościach niemal cały prąd płynie w warstwie powierzchniowej przewodu. Przy prądach o częstotliwości 50 Hz zjawisko naskórkowości jest niedostrzegalne.

Na schematach obwodów prądu przemiennego stosujemy te same zasady strzałkowania prądu, s.em. i napięcia co i w obwodach prądu stałego, przy czym strzałka prądu określa zwrot od źródła napięcia do odbiornika.

b. Obwód z oporem czynnym i indukcyjnością

Rozpatrzmy obecnie obwód zawierający odbiornik o oporze biernym, indukcyjnym i czynnym. Przykładem takiego odbiornika może być cewka o indukcyjności L i oporze czynnym R (rys. 5-16)

Rys. 5-16. Obwód zawierający cewkę

z cewką o indukcyjności L i oporze czynnym R

przyłączona do źródła prądu sinusoidalnie zmiennego. Dla udogodnienia rozważań na rys. 5-17 przedstawiono schemat równoważny cewki, na którym opór czynny R i bierny indukcyjny X_L są przedstawione osobno i połączone szeregowo. W odbiorniku lub obwodzie doprowadzonym do takiej postaci, możemy rozpatrywać napięcie doprowadzone do zacisków obwodu, jako składające się z dwóch części, jednej U_R przypadającej na pokonanie oporu czynnego, drugiej U_L na pokonanie indukcyjnego oporu biernego.

Wartość chwilowa prądu przepływającego przez te oba szeregowo połączone opory wyrazi równanie

i =' I_m sin cot

133