Номер 1, страница 68, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

1. Какие элементы содержит полная цепь переменного тока?

Полная цепь переменного тока — это замкнутый контур, содержащий источник электрической энергии и нагрузку, по которому протекает переменный ток. Все элементы такой цепи можно разделить на несколько ключевых групп. Во-первых, это источник переменной ЭДС (электродвижущей силы), например, электрический генератор или вторичная обмотка трансформатора. Любой реальный источник обладает своим внутренним сопротивлением (в общем случае, внутренним импедансом), которое влияет на его работу под нагрузкой. Во-вторых, это внешняя цепь, которая включает в себя нагрузку и различные вспомогательные элементы. Нагрузка — это устройство или совокупность устройств, потребляющих электроэнергию для выполнения полезной работы. В цепях переменного тока свойства нагрузки описываются тремя основными идеальными элементами:

1. Активное сопротивление ($\text{R}$). Этот элемент характеризует необратимое преобразование электрической энергии в другие виды, в основном в тепловую (например, в резисторах, нагревательных приборах, лампах накаливания). Его величина не зависит от частоты тока.

2. Индуктивность ($\text{L}$). Это свойство элемента (например, катушки индуктивности, обмотки двигателя) накапливать энергию в магнитном поле при протекании через него тока. Индуктивность создает реактивное сопротивление переменному току, называемое индуктивным сопротивлением: $X_L = \omega L = 2\pi f L$, где $\text{f}$ — частота тока, а $\omega$ — циклическая частота. Оно прямо пропорционально частоте.

3. Емкость ($\text{C}$). Это свойство элемента (конденсатора) накапливать энергию в электрическом поле. Емкость также создает реактивное сопротивление, называемое емкостным сопротивлением: $X_C = \frac{1}{\omega C} = \frac{1}{2\pi f C}$. Оно обратно пропорционально частоте.

В общем случае любой реальный потребитель обладает всеми тремя свойствами, а его полное сопротивление переменному току называется полным сопротивлением или импедансом ($\text{Z}$). Для последовательного соединения элементов импеданс находится по формуле: $Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$.

В-третьих, в полную цепь входят вспомогательные элементы, обеспечивающие её работу, управление и безопасность: соединительные провода, коммутационные устройства (выключатели, переключатели), защитная аппаратура (предохранители, автоматические выключатели) и измерительные приборы (амперметры, вольтметры, ваттметры).

Ответ: Полная цепь переменного тока содержит источник переменной ЭДС (с внутренним сопротивлением) и внешнюю цепь. Внешняя цепь, в свою очередь, состоит из нагрузки, обладающей активным сопротивлением ($\text{R}$), индуктивностью ($\text{L}$) и емкостью ($\text{C}$), а также из вспомогательных элементов: соединительных проводов, коммутационных, защитных и измерительных устройств.