§ 154. Сила переменного тока.

Мы видели, что мгновенное значение переменного тока все время изменяется, колеблясь между нулем и максимальным значением. Тем не менее мы характеризуем силу переменного тока, как и силу постоянного тока, определенным числом ампер. Мы говорим, например, что в одной лампочке идет ток, равный 0,25 А, а в другой, более мощной, – ток, равный 0,5 А, и т. п. Какой же смысл мы вкладываем в это утверждение? Что означает выражение «сила переменного тока»?

Можно было бы характеризовать силу переменного тока его амплитудой. Принципиально это вполне возможно, но практически очень неудобно, потому что трудно построить приборы, непосредственно измеряющие амплитуду переменного тока. Удобнее использовать для характеристики переменного тока какое-нибудь свойство его, не зависящее от направления тока. Таким свойством является, например, способность тока нагревать проводник, по которому он проходит. Это нагревание не зависит от направления тока, оно производится переменным током при прохождении как в одном направлении, так и в обратном ему.

Представим себе переменный ток, проходящий по некоторому проводнику с сопротивлением . В течение секунды ток выделяет в проводнике определенное количество теплоты, скажем . Пропустим через тот же проводник постоянный ток, подобрав силу его так, чтобы он выделял в проводнике ежесекундно то же количество теплоты . По своему действию оба тока равны; поэтому сила постоянного тока характеризует действующее значение переменного тока, которое обозначают через .

Сила постоянного тока, выделяющего в проводнике то же количество теплоты, что и данный переменный ток, называется действующим значением переменного тока.

Из сказанного следует, что, заменив в формуле (56.1) силу постоянного тока действующим значением  переменного тока, мы можем вычислить количество теплоты, выделяемое переменным током в проводнике:

.                   (154.1)

Подчеркнем еще раз, что в этой формуле  обозначает действующее значение переменного тока. Когда мы говорим, что переменный ток равен, скажем, 2 А, то мы хотим сказать, что тепловое действие этого тока такое же, как тепловое действие постоянного тока силы 2 А.

В случае синусоидального тока действующее значение тока весьма просто связано с амплитудой этого тока. Соответствующий расчет дает, что

.                      (154.2)

Таким образом, измерив действующее значение синусоидального тока, можно вычислить по формуле (154.2) его амплитуду.

154.1. В проводнике, имеющем сопротивление 50 Ом, по которому шел переменный ток, за 2,5 ч выделилось количество теплоты, равное 6 кДж. Каково действующее значение тока и какова амплитуда тока?

154.2. В проводнике, имеющем сопротивление 10 Ом, переменный ток выделяет в секунду количество теплоты, равное 1 кДж. Каково действующее значение тока?

154.3. Амплитуда синусоидального переменного тока равна 5 А. Каково его действующее значение?

154.4. Действующее значение переменного синусоидального тока равно 14,2 А. Какова амплитуда этого тока?