Индуктивная нагрузка в цепи переменного тока.
Рассмотрим поведение идеальной катушки индуктивности, если ее подключить к источнику синусоидальной ЭДС
Учтем, что активное сопротивление
После интегрирования получаем
Применим формулы приведения
Анализ графиков зависимостей Однако, максимальное значение тока Величина
Сопротивление катушки растет при увеличении частоты тока. Таким образом, катушка, в отличие от конденсатора, хорошо пропускает низкочастотный ток, и плохо – высокочастотный. Цепь, содержащая индуктивность, как и цепь с емкостной нагрузкой, не потребляет энергии от сети, ибо сдвиг по фазе между током и напряжением равен
|
. Выясним, как изменяется ток в цепи с течением времени.
Запишем второй закон Кирхгофа для рассматриваемого контура: сумма падений напряжений вдоль замкнутого контура равна сумме ЭДС, действующих вдоль этого контура.
идеальной катушки равно нулю. Тогда
Видим, что по катушке индуктивности течет переменный ток, частота которого совпадает с частотой генератора. Однако, колебания тока и напряжения на катушке не совпадают по фазе – ток отстает от напряжения на 
.
и 
показывает, что между мгновенными значениями тока и напряжения отсутствует пропорциональность. Это означает, что в цепи переменного тока, содержащей индуктивность, закон Ома для мгновенных значений тока и напряжения не выполняется.
прямо пропорционально амплитудному значению напряжения. Следовательно, для амплитудных значений тока и напряжения выполняется закон Ома.
играет роль сопротивления и называется индуктивным сопротивлением. Видим, что кроме индуктивности 
сопротивление катушки зависит еще и от частоты 
протекающего по ней тока.
. Строго говоря, четверть периода, когда ток в катушке нарастает, она потребляет энергию от источника, в течение этой четверти периода мгновенная мощность положительна. Следующую четверть периода ток в катушке убывает, энергия отдается источнику, мгновенная мощность отрицательна. Так что в целом за период на индуктивной нагрузке не происходит необратимого преобразования электрической энергии в другие виды энергии. По этой причине индуктивную и емкостную нагрузки в цепи переменного тока называют реактивной нагрузкой.
