電阻也可以用于交流電源，其中消耗的電壓，電流和功率以rms值給出

在前面的教程中，我們已經(jīng)研究了電阻器，它們的連接和使用歐姆定律計(jì)算與它們相關(guān)的電壓，電流和功率。在所有情況下，電壓和電流都被假定為具有恒定的極性，流量和方向，換句話(huà)說(shuō)，直流或DC。

但是還有另一種稱(chēng)為交流電或AC的電源，其電壓從正到負(fù)切換，并且隨時(shí)間再次返回，并且其電流相對(duì)于電壓來(lái)回振蕩。 AC電源的振蕩形狀遵循“正弦波”的數(shù)學(xué)形式，其通常稱(chēng)為正弦波形。因此，正弦電壓可定義為 V（t）= V max sinωt。

在交流電路中使用純電阻時(shí)，其值可忽略不計(jì)電感或電容的相同原理，歐姆定律的相同原理，電壓，電流和功率的電路規(guī)則（甚至基爾霍夫定律）適用于直流電阻電路，這次唯一的區(qū)別在于使用瞬時(shí)“峰值到達(dá)” -peak“或”rms“數(shù)量。

使用AC交流電壓和電流時(shí)，通常只使用”rms“值以避免混淆。 AC波形的均方根或“均方根”值是AC波形的有效值或DC值。用于定義AC電壓源的示意符號(hào)也是“波浪”線(xiàn)的示意符號(hào)，而不是DC的電池符號(hào)，如下所示。

DC和AC電源的符號(hào)表示

電阻器是“無(wú)源”器件，即它們不會(huì)產(chǎn)生或消耗任何電能，而是將電能轉(zhuǎn)換為熱。在直流電路中，電阻器中電壓與電流的線(xiàn)性比稱(chēng)為其電阻。但是，在交流電路中，電壓與電流之比取決于電源的頻率和相位差或相位角（φ）。因此，當(dāng)在交流電路中使用電阻時(shí)，術(shù)語(yǔ)阻抗，符號(hào)Z是常用的，我們可以說(shuō)直流電阻=交流阻抗， R = Z

對(duì)于交流電路中的電阻，流過(guò)它們的電流方向?qū)﹄娮璧男袨闆](méi)有影響，因此隨著電壓的上升和下降會(huì)上升和下降。電流和電壓達(dá)到最大值，從零降至最小值并達(dá)到最小值。即，它們同時(shí)上升和下降，并被稱(chēng)為“同相”，如下所示。

VI相位關(guān)系和矢量圖

我們可以看到，在水平軸的任何一點(diǎn)，瞬時(shí)電壓和電流是同相的，因?yàn)殡娏骱碗妷和瑫r(shí)達(dá)到它們的最大值，它們的相角θ是0 o 。然后，可以比較這些電壓和電流的瞬時(shí)值，簡(jiǎn)單地通過(guò)使用歐姆定律給出電阻的歐姆值。在下面考慮由交流電源和電阻組成的電路。

電阻上的瞬時(shí)電壓， V R 等于電源電壓 V t ，給出如下：

電阻器中流過(guò)的瞬時(shí)電流將是：

當(dāng)電阻兩端的電壓為 V R = IR 時(shí)，上面電阻上的瞬時(shí)電壓也可以給出為：

在純電阻串聯(lián)交流電路中，電阻上的所有電壓降可以加在一起找到總電路電壓，因?yàn)樗须妷罕舜送?。同樣，在純電阻并?lián)交流電路中，所有單個(gè)支路電流可以加在一起，以找到總電路電流，因?yàn)樗兄冯娏鞫际峭嗟摹?/p>

因?yàn)榻涣麟娮杵麟娐分须妷汉碗娏髦g的相位角φ為零，然后電路的功率因數(shù)給出為 cos0 o = 1.0 。任何時(shí)刻電路中的功率都可以通過(guò)乘以該時(shí)刻的電壓和電流來(lái)找到。

然后電路消耗的功率（P）為 P = Vrmslcos Φ以瓦特為單位。但由于純電阻電路中的 cos（Φ）= 1 ，所消耗的功率簡(jiǎn)單地給出，與<歐姆定律相同， P = Vrmsl 。

然后，這給出了“功率”波形，并且在下面顯示為一系列正脈沖，因?yàn)楫?dāng)電壓和電流都處于它們的正半周時(shí)，所得的功率為正。當(dāng)電壓和電流都為負(fù)時(shí)，兩個(gè)負(fù)值的乘積給出正功率脈沖。

純電阻中的功率波形

然后，從交流有效值電源饋送的純阻性負(fù)載中的功耗與連接到直流電源的電阻相同，并給出如下：

其中：

P 是瓦特的平均功率

V rms 是電壓有效值電源電壓

I rms 是以安培為單位的均方根電源電流

R 是電阻器的電阻，單位為歐姆（Ω） - 實(shí)際應(yīng)為Z表示阻抗

最大值 Imax 的交流電產(chǎn)生的加熱效果與相同值的直流電流不同。為了將AC加熱效果與等效DC進(jìn)行比較，必須使用rms值。任何電阻加熱元件，如電爐，烤面包機(jī)，水壺，電熨斗，熱水器等都可以歸類(lèi)為電阻交流電路，我們?cè)诮涣麟娐分惺褂秒娮鑱?lái)加熱我們的房屋和水。

交流電阻器電路示例No1

1000瓦（1kW）的加熱元件連接到250V AC電源電壓。計(jì)算元件在高溫時(shí)的阻抗（交流電阻）和從電源獲取的電流量。

交流電路中的電阻示例No2

計(jì)算連接在240V電源上的100Ω電阻元件所消耗的功率。

由于只有一個(gè)元件連接到電源，電阻器，然后 V R = V S

>>

然后總結(jié)一下，在純歐姆交流電阻中，電流和電壓都被稱(chēng)為“同相”，因?yàn)樗鼈冎g沒(méi)有相位差。流過(guò)電阻器的電流與其兩端的電壓成正比，在AC電路中這種線(xiàn)性關(guān)系稱(chēng)為阻抗。與直流電路一樣，在交流電路中使用電阻器來(lái)計(jì)算電阻器電壓，電流和功率時(shí)，可以使用歐姆定律。