2.8 Индуктивность в цепи переменного тока

Допустим, через индуктивность протекает переменный ток:

iL(t) =  Im sin (ωt  + ψi ).

Найдём напряжение:

          d Ψ       di                                         (             π )
uL (t) =  ---- =  L --L-=  ωLIm   cos (ωt  + ψi ) = ωLIm   sin   ωt +  ψi +  --  ,
           dt       dt                                                       2
(Ψ – потокосцепление) или
uL (t) =  Um  sin (ωt +  ψu ),
откуда следует, что
Um  =  ωLIm,
разделив на √  --
   2, получим
                    U
U  =  ωLI  ,  I  =  ---,
                    ωL
или
             -U--
I =  bLU  =  X   ,
                L
где bL и XL – индуктивные проводимость и сопротивление соответственно. То есть амплитудные и действующие значения тока и напряжения на индуктивности связаны законом Ома.

Начальные фазы тока и напряжения отличаются, а угол сдвига фаз:

                  π
φ  = ψu  −  ψi =  -- =  90∘.
                  2

Запишем напряжение в комплексной форме:

U˙ =  U ejψu  = ωLI  ej (ψi+90 ∘) =  ωLI  ejψiej90∘ =  jωLI  ejψi =  jωL I˙,
то есть в комплексной форме ток и напряжение тоже связаны законом Ома, а индуктивное комплексное сопротивление равно jωL, полная индуктивная проводимость j-1-
ωL.

На индуктивности активная мощность равна нулю:

        ∫ T
      1-
P  =  T     uidt =  0.
         0

Реактивная мощность:

Q  = U  I =  I2XL  =  I 2∕bL =  U 2bL  =  U 2∕XL,
на индуктивности реактивная мощность условно считается положительной, т.е. индуктивность «потребляет» реактивную мощность.