Пассивные элементы электрической цепи

Резистор как элемент электрической цепи. Основные соотношения. Установившийся синусоидальный режим в линейном резисторе.

Резистор (рис. 1.1) — элемент, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую (иногда — в механическую или химическую). Резистор — всегда потребитель энергии.

Рис. 1.1. Резистор — элемент, необратимо преобразующий электрическую энергию в тепловую

При выбранных на рис. 1.1 положительных направлениях ток и напряжение на резисторе связаны соотношением.

Здесь <�р_а, <�р₆ — потенциалы точек «а» и «б»; R — сопротивление резистора.

Если величина R = const (не зависит от протекающего тока либо приложенного напряжения), то резистор называется линейным. Для такого резистора при протекании через него переменного тока i (t) напряжение по форме повторяет ток:

Например, когда ток в резисторе постоянен, напряжение также постоянно.

Рассмотрим важный для практики случай, когда ток в резисторе изменяется по периодическому закону (рис. 1.2).

где 1_т — амплитуда; cot + <�р — фаза; ф — начальная фаза (на рис. 1.2 ф = 0); со = 2к/Т— угловая частота; Т — период синусоиды. Из формулы (1.1) следует, что.

Вывод. В установившемся синусоидальном режиме напряжение и ток в резисторе по фазе совпадают (одновременно проходят через ноль, одновременно достигают максимума), как показано на рис. 1.2. Амплитудные значения напряжения и тока в резисторе связаны соотношением U_mR = RI_m, которое можно считать законом Ома для амплитуд.

Рис. 1.2. В синусоидальном режиме напряжение и ток в резисторе совпадают по фазе