Что такое активное и реактивное сопротивление. Ёмкостное сопротивление.

Изучать электротехнику всегда лучше на конкретных примерах. Соберем схему состоящую из резистора, двух светодиодов и подадим на нее переменное напряжение.

Резистор - активная нагрузка в цепи переменного тока

Переменный ток с частотой 50Гц меняет направление 100 раз в секунду

Первый 10 миллисекунд горит верхний светодиод, вторые 10 миллисекунд горит нижний светодиод

Если в эту цепь вместо светодиодов подключить амперметр и построить график изменения тока в зависимости от напряжения с выхода источника переменного тока, то они будут совпадать по времени

Активным называют сопротивление участка, если оно уменьшает ток в цепи, препятствует движению зарядов и одновременно отбирает у них часть мощности. Понятие "активное сопротивление" понадобилось именно потому, что есть элементы электрических цепей, которые оказывают сопротивление току, но мощности при этом не отбирают. О таких элементах говорят что у них реактивное сопротивление.

События на участке с активным сопротивлением беспрекословно подчиняются закону Ома в том виде, в каком он был установлен для постоянного тока. В такой цепи максимум тока будет наблюдаться в тот же момент, что и максимум напряжения.

Емкостное сопротивление - один из примеров реактивного сопротивления. Сам конденсатор ни какой мощности от генератора не потребляет. В какие-то моменты, правда, генератор, затрачивает усилия на то чтобы зарядить конденсатор, но конденсатор честно возвращает полученную энергию в момент разряда. Конденсатор напоминает пружину, которая что берет то и отдает.

Соберем еще одну схему:

Первая пара светодиодов подключена через резистор, вторая через конденсатор

Ток для первой пары светодиодов, ограничен резистором, для второй пары светодиодов конденсатором.

Резистивное и емкостное сопротивление

В цепи переменного тока происходит постоянная зарядка/разрядка конденсатора и поэтому светодиоды светятся.

А вот высокоскоростная камера дает более интересную картину происходящего:

Резистивное и емкостное сопротивление, максиму тока наблюдается в разные периоды времени.

Ток проходящий через конденсатор не совпадет по значению с током проходящим через резистор.

Переход через 0. Ток через резистор равен нулю, ток в цепи конденсатора максимальный

Амплитудное значение напряжения. Ток в цепи резистора максимальный, в цепи конденсатора равен нулю.

Если перерисовывать график изменения яркости светодиодов, получится картинка из старой советской книжки.

Синусоидальное напряжение создаёт синусоидальный ток через конденсатор. Ток опережает напряжение на 90 градусов. Это не нужно понимать так, будто ток появляется раньше, чем мы прикладываем к конденсатору напряжение; подобное не возможно. Просто амплитуда тока наступает на четверть периода раньше, чем амплитуда напряжения.

Свойство конденсатора сдвигать фазу, часто используют для подключения трехфазных электродвигателей в однофазную сеть. В одной из следующих статей обязательно соберем такой визуальный макет.

Полный список всех статей канала доступен по этой ссылке:

Всем удачи!