а)Активное сопротивление в цепи переменного тока.
Сопротивление R в цепи переменного тока (рис.1а) называется активным, т.к. при прохождении тока в нём происходит необратимая потеря энергии. При наличии в цепи только R напряжение 
, а 
, т.е. ток и напряжение совпадают по фазе. График тока и напряжения, а также векторная диаграмма амплитуд тока и напряжения показаны на рис. 1б, в.
б)Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока.
Рассмотрим случай, когда цепь содержит только катушку индуктивности с активным сопротивлением R=0 и индуктивностью L (рис.2а). Переменный ток 
вызывает ЭДС самоиндукции εS, которая в любой момент времени равна приложенному к катушке напряжению UL и противоположна ему по направлению: 
. Т.к. 
, то 
,
где 
- амплитудное значение напряжения на катушке. Откуда следует, что 
, где 
- индуктивное сопротивление катушки. Оно увеличивается с ростом частоты переменного тока. 
.
Как видно из волновой и векторной диаграмм (рис.2б,в), в цепи с чисто индуктивным сопротивлением ток в катушке отстаёт по фазе от напряжения на π/2 радиан.
в) Емкостное сопротивление в цепи переменного тока.
Рассмотрим случай, когда в цепь включен только конденсатор С (рис.3а) Сопротивление и индуктивность подводящих проводов примем равными нулю. Пусть ток в цепи изменяется по закону: 
. Мгновенное значение напряжения на конденсатор можно выразить формулой: uс = q / C, где q – величина заряда на обкладках в данный момент времени. За время dt заряд на конденсаторе меняется на величину 
. Теперь 
. Подставим выражение для заряда в формулу для напряжения:
,
где 
- амплитудное значение напряжения, приложенного к конденсатору. Отсюда видно, что выражение 
определяет сопротивление, которое оказывает переменному току конденсатор. Ёмкостное сопротивление уменьшается с ростом частоты. ХC измеряется в Ом.
В цепи с чисто емкостным сопротивлением напряжение, приложенное к обкладкам конденсатора, отстаёт по фазе от тока на π/2 радиан. Это показано на волновой и векторной диаграммах (рис.3б, в).
ИМПЕДАНС ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ РЕЗИСТОРА, КАТУШКИ И КОНДЕНСАТОРА. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕН
Рассмотрим цепь, состоящую из R, L и C (рис.4а). Пусть ток в этой цепи изменяется по закону: . Определим, как будет изменяться напряжение. Поскольку соединение последовательное, то результирующее напряжение будет определяться векторной суммой напряжений на отдельных участках (рис.4б): По теореме Пифагора получим:
 |
, (13)
где 
(14)
– полное сопротивление или импеданс цепи.
Закон Ома для данной цепи запишется так:
. (15)
Разность фаз между током I и напряжением U определяется углом φ между векторами U0 и I. Тогда: 
. Из диаграммы (рис.4б) следует: 
. (16)_
Из формулы для Z вытекает, что чем ближе по величине 
и 1/ωС, тем меньше полное сопротивление Z и тем больше ток в цепи. При ωL = 1/ωC угол сдвига фаз обращается в нуль (φ = 0), полное сопротивление Z = R и ток достигает максимального значения: Imax = U0,рез / R. Это явление называется резонансом напряжения. Для цепи с заданными L и C, резонанс имеет место при резонансной частоте переменного тока 
.
ИМПЕДАНС БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ.