Активний та реактивний опори.
Акти́вний о́пір— частина повного опору електричного кола змінному струмові, яка поглинає електричну енергію і визначається вживаною потужністю P та струмом I в колі за формулою
.
В електричних колах, які не мають електроємності, активний опір більший за опір постійному струмові внаслідок поверхневого ефекту та магнітних витрат.
В електричних колах з великою електроємністю активний опір може бути меншим, ніж опір постійному струмові внаслідок втрат в діелектрику.
Реакти́вний о́пір - величина, що характеризує опір що надається змінному струму електричною ємністю і індуктивністю кола (її ділянки). Вимірюється в Омах.
Змінний струм на відміну від постійного струму проходить через конденсатор. Змінний струм у конденсаторі й котушці не призводить до втрат енергії, якщо знехтувати звичайним активним опором.
Для опису опору цих елементів змінному струму вводиться залежна від частоти величина - реактивний опір X.
Для індуктивності L
X = ωL.
Для ємності C
.
Тут ω = 2πν - циклічна частота, ν - лінійна частота.
Реактивний опір синусоїдальному струму при послідовному з'єднанні індуктивного і ємнісного елементів кола, дорівнює
,
де ω - кутова частота, L і C — індуктивність і ємність.
Реактивний опір поряд із активним опором є складовою частиною імпедансу
Z = R + iX,
де Z - імпеданс, R - активний опір, i - уявна одиниця.
Вимушені коливання. Явище резонансу.
Вимушені коливання гармонічного осцилятора із частотою ω0 під дією сили з частотою ωописуються рівнянням
.
Гармонічний
осцитор під дією зовнішньої сили
здійснює гармонічні коливання з
амплітудою
.
При
амплітуда
вимушених коливань прямує до нескінченості.
Це явище називається резонансом.
Відкритий коливальний контур. Випромінювання електромагнітних хвиль.
Щоб добути електромагнітні хвилі, Герц скористався простим пристроєм, який тепер називається вібратором Герца. Цей пристрій є відкритим коливальним контуром.
До відкритого контура можна перейти від закритого, якщо поступово розсувати пластини конденсатора, зменшуючи їх площу і одночасно зменшувати кількість витків котушки. Врешті матимемо просто прямий провід. Це і є відкритий коливальний контур. Ємність і індуктивність вібратора Герца малі. Тому частота коливань досить велика. У відкритому контурі заряди не зосереджені на кінцях, а розміщені по всьому провіднику. Струм у даний момент часу в усіх перерізах провідника має однаковий напрям, але сила струму в різних перерізах провідника не однакова. На кінцях вона дорівнює нулю, а посередині досягає максимального значення.
Створювані окремими ділянками вібратора електричні й магнітні поля не компенсуються на великих відстанях од вібратора. Коливання в контурі будуть затухаючими з двох причин: по-перше, внаслідок наявності активного опору; по-друге, через те, що вібратор випромінює електромагнітні хвилі й втрачає при цьому енергію.