Вынужденные электромагнитные колебания (переменный ток) – электромагнитные колебания, протекающие под действием периодически изменяющейся электродвижущей силы.
Рассмотрим различные нагрузки в цепи с ЭДС, меняющейся по гармоническому закону с циклической частотой
Участок с активным сопротивлением.
Активное сопротивление (резистор) – электрическое устройство, в котором наблюдается только тепловое действие тока.
Колебания силы тока в цепи с резистором совпадают по фазе с колебаниями напряжения. При этом выполняется закон Ома как для мгновенных, так и для амплитудных значений тока и напряжения.
Для расчёта теплового действия тока вводят действующее значение величины переменного тока – значение величины постоянного тока, который оказывает такое же тепловое действие. Действующее значение величины переменного тока, меняющейся по гармоническому закону, в раз меньше амплитудного значения.
Законы теплового действия переменного тока записываются через действующие значения так же, как и для постоянного:
Участок с идеальным (
где – ёмкостное сопротивление.
Участок с идеальной (
где – индуктивное сопротивление.
Участок с резистором, катушкой и конденсатором, соединёнными последовательно. Колебания напряжения в такой цепи смещены относительно колебания силы тока по фазе на величину
где – полное сопротивление (импеданс).
При этом выполняется закон Ома для амплитудных значений силы тока и напряжения.