The given question involves calculating the average power consumed in an AC circuit over one complete cycle. In an AC circuit, the voltage and current are represented as:
Voltage: \( v = v_0 \sin \omega t \)
Current: \( i = i_0 \sin (\omega t + \phi) \)
To find the average power \( P \) consumed, the expression is derived from:
\( P = \frac{1}{T} \int_0^T v \cdot i \, dt \)
Where \( T \) is the period of the waveform. Substituting the voltage and current expressions:
\( P = \frac{1}{T} \int_0^T v_0 \sin \omega t \cdot i_0 \sin (\omega t + \phi) \, dt \)
\( = \frac{v_0 i_0}{T} \int_0^T \sin \omega t \cdot \sin (\omega t + \phi) \, dt \)
Using the trigonometric identity for product of sine functions:
\( \sin A \sin B = \frac{1}{2} [\cos(A-B) - \cos(A+B)] \)
We have:
\( \sin \omega t \sin (\omega t + \phi) = \frac{1}{2}[\cos(\phi) - \cos(2\omega t + \phi)] \)
Substitute back into the power expression:
\( P = \frac{v_0 i_0}{2T} \left( \int_0^T \cos \phi \, dt - \int_0^T \cos(2\omega t + \phi) \, dt \right) \)
Since \( \cos(\phi) \) is constant with respect to \( t \) and the integral of a cosine function over a complete period is zero:
\( \int_0^T \cos(2\omega t + \phi) \, dt = 0 \)
\( \int_0^T \cos \phi \, dt = T \cos \phi \)
So:
\( P = \frac{v_0 i_0}{2} \cos \phi \)
Therefore, the average power consumed in the circuit over a cycle is: \( \frac{i_0 v_0}{2} \cos \phi \)
The alternating current \( I \) in an inductor is observed to vary with time \( t \) as shown in the graph for a cycle.
Which one of the following graphs is the correct representation of wave form of voltage \( V \) with time \( t \)?}
рд╣рдорд╛рд░реА рддрдерд╛рдХрдерд┐рдд рд╡рд┐рдХрд╕рд┐рдд рд╕рднреНрдпрддрд╛ рдЕрдкрдиреА рд╣реА рдкреНрд░рд╛рдЪреАрди рдЬреНрдЮрд╛рди рдкрд░рдВрдкрд░рд╛ рдХреЛ рднреВрд▓рдХрд░ рдкреНрд░рдХреГрддрд┐ рдХреЗ рд╕рд╛рде рдЦрд┐рд▓рд╡рд╛рдбрд╝ рдХрд░рддреЗ рд╣реБрдП рд╡рд┐рдирд╛рд╢ рдХреЛ рд░рд╛рд╕реНрддрд╛ рджреЗ рд░рд╣реА рд╣реИред тАШрдЕрдкрдирд╛ рдорд╛рд▓рд╡рд╛....тАЩ рдкрд╛рда рдХреЗ рдЖрдзрд╛рд░ рдкрд░ рд▓рд┐рдЦрд┐рдП рдХрд┐ рдРрд╕рд╛ рдХреИрд╕реЗ рдФрд░ рдХреНрдпреЛрдВ рд╣реЛ рд░рд╣рд╛ рд╣реИред
рдирд┐рдореНрдирд▓рд┐рдЦрд┐рдд рдЧрджреНрдпрд╛рдВрд╢ рдХреА рд╕рдкреНрд░рд╕рдВрдЧ рд╡реНрдпрд╛рдЦреНрдпрд╛ рдХреАрдЬрд┐рдП : тАШтАШрдХреБрдЯрдЬ рдХреЗ рдпреЗ рд╕реБрдВрджрд░ рдлреВрд▓ рдмрд╣реБрдд рдмреБрд░реЗ рддреЛ рдирд╣реАрдВ рд╣реИрдВ ред рдЬреЛ рдХрд╛рд▓рд┐рджрд╛рд╕ рдХреЗ рдХрд╛рдо рдЖрдпрд╛ рд╣реЛ рдЙрд╕реЗ реЫреНрдпрд╛рджрд╛ рдЗреЫреНреЫрдд рдорд┐рд▓рдиреА рдЪрд╛рд╣рд┐рдП ред рдорд┐рд▓реА рдХрдо рд╣реИ ред рдкрд░ рдЗреЫреНреЫрдд рддреЛ рдирд╕реАрдм рдХреА рдмрд╛рдд рд╣реИ ред рд░рд╣реАрдо рдХреЛ рдореИрдВ рдмреЬреЗ рдЖрджрд░ рдХреЗ рд╕рд╛рде рд╕реНрдорд░рдг рдХрд░рддрд╛ рд╣реВрдБ ред рджрд░рд┐рдпрд╛рджрд┐рд▓ рдЖрджрдореА рдереЗ, рдкрд╛рдпрд╛ рд╕реЛ рд▓реБрдЯрд╛рдпрд╛ ред рд▓реЗрдХрд┐рди рджреБрдирд┐рдпрд╛ рд╣реИ рдХрд┐ рдорддрд▓рдм рд╕реЗ рдорддрд▓рдм рд╣реИ, рд░рд╕ рдЪреВрд╕ рд▓реЗрддреА рд╣реИ, рдЫрд┐рд▓рдХрд╛ рдФрд░ рдЧреБрдард▓реА рдлреЗрдВрдХ рджреЗрддреА рд╣реИ ред рд╕реБрдирд╛ рд╣реИ, рд░рд╕ рдЪреВрд╕ рд▓реЗрдиреЗ рдХреЗ рдмрд╛рдж рд░рд╣реАрдо рдХреЛ рднреА рдлреЗрдВрдХ рджрд┐рдпрд╛ рдЧрдпрд╛ рдерд╛ ред рдПрдХ рдмрд╛рджрд╢рд╛рд╣ рдиреЗ рдЖрджрд░ рдХреЗ рд╕рд╛рде рдмреБрд▓рд╛рдпрд╛, рджреВрд╕рд░реЗ рдиреЗ рдлреЗрдВрдХ рджрд┐рдпрд╛ ! рд╣реБрдЖ рд╣реА рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ ред рдЗрд╕рд╕реЗ рд░рд╣реАрдо рдХрд╛ рдореЛрд▓ рдШрдЯ рдирд╣реАрдВ рдЬрд╛рддрд╛ ред рдЙрдирдХреА рдлрдХреНрдХреЬрд╛рдирд╛ рдорд╕реНрддреА рдХрд╣реАрдВ рдЧрдИ рдирд╣реАрдВ ред рдЕрдЪреНрдЫреЗ-рднрд▓реЗ рдХрджреНрд░рджрд╛рди рдереЗ ред рд▓реЗрдХрд┐рди рдмреЬреЗ рд▓реЛрдЧреЛрдВ рдкрд░ рднреА рдХрднреА-рдХрднреА рдРрд╕реА рд╡рд┐рддреГрд╖реНрдгрд╛ рд╕рд╡рд╛рд░ рд╣реЛрддреА рд╣реИ рдХрд┐ рдЧрд▓рддреА рдХрд░ рдмреИрдарддреЗ рд╣реИрдВ ред рдорди рдЦрд░рд╛рдм рд░рд╣рд╛ рд╣реЛрдЧрд╛, рд▓реЛрдЧреЛрдВ рдХреА рдмреЗрд░реБрдЦреА рдФрд░ рдмреЗрдХрджрджрд╛рдиреА рд╕реЗ рдореБрд░рдЭрд╛ рдЧрдП рд╣реЛрдВрдЧреЗ тАУ рдРрд╕реА рд╣реА рдордирдГрд╕реНрдерд┐рддрд┐ рдореЗрдВ рдЙрдиреНрд╣реЛрдВрдиреЗ рдмрд┐рдЪрд╛рд░реЗ рдХреБрдЯрдЬ рдХреЛ рднреА рдПрдХ рдЪрдкрдд рд▓рдЧрд╛ рджреА редтАЩтАЩ
рдирд┐рдореНрдирд▓рд┐рдЦрд┐рдд рдЧрджреНрдпрд╛рдВрд╢ рдХреА рд╕рдкреНрд░рд╕рдВрдЧ рд╡реНрдпрд╛рдЦреНрдпрд╛ рдХреАрдЬрд┐рдП :
тАШтАШрдкреБрд░реНреЫреЗ рдЦреЛрд▓рдХрд░ рдлрд┐рд░ рдареАрдХ рдХрд░рдирд╛ рдЙрддрдирд╛ рдХрдард┐рди рдХрд╛рдо рдирд╣реАрдВ рд╣реИ, рд▓реЛрдЧ рд╕реАрдЦрддреЗ рднреА рд╣реИрдВ, рд╕рд┐рдЦрд╛рддреЗ рднреА рд╣реИрдВ, рдЕрдирд╛реЬреА рдХреЗ рд╣рд╛рде рдореЗрдВ рдЪрд╛рд╣реЗ рдШреЬреА рдордд рджреЛ рдкрд░ рдЬреЛ рдШреЬреАрд╕рд╛реЫреА рдХрд╛ рдЗрдореНрддрд╣рд╛рди рдкрд╛рд╕ рдХрд░ рдЖрдпрд╛ рд╣реИ рдЙрд╕реЗ рддреЛ рджреЗрдЦрдиреЗ рджреЛ ред рд╕рд╛рде рд╣реА рдпрд╣ рднреА рд╕рдордЭрд╛ рджреЛ рдХрд┐ рдЖрдкрдХреЛ рд╕реНрд╡рдпрдВ рдШреЬреА рджреЗрдЦрдирд╛, рд╕рд╛реЮ рдХрд░рдирд╛ рдФрд░ рд╕реБрдзрд╛рд░рдирд╛ рдЖрддрд╛ рд╣реИ рдХрд┐ рдирд╣реАрдВ ред рд╣рдореЗрдВ рддреЛ рдзреЛрдЦрд╛ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ рдХрд┐ рдкрд░рджрд╛рджрд╛ рдХреА рдШреЬреА рдЬреЗрдм рдореЗрдВ рдбрд╛рд▓реЗ рдлрд┐рд░рддреЗ рд╣реЛ, рд╡рд╣ рдмрдВрдж рд╣реЛ рдЧрдИ рд╣реИ, рддреБрдореНрд╣реЗрдВ рди рдЪрд╛рдмреА рджреЗрдирд╛ рдЖрддрд╛ рд╣реИ рди рдкреБрд░реНреЫреЗ рд╕реБрдзрд╛рд░рдирд╛ рддреЛ рднреА рджреВрд╕рд░реЛрдВ рдХреЛ рд╣рд╛рде рдирд╣реАрдВ рд▓рдЧрд╛рдиреЗ рджреЗрддреЗ рдЗрддреНрдпрд╛рджрд┐ редтАЩтАЩ
тАШрджреВрд╕рд░рд╛ рджреЗрд╡рджрд╛рд╕тАЩ рдкрд╛рда рдореЗрдВ рд╕рдВрднрд╡ рдиреЗ рдордЬрд╝рд╛рдХ-рдордЬрд╝рд╛рдХ рдореЗрдВ рдЕрдкрдирд╛ рдирд╛рдо тАШрд╕рдВрднрд╡ рджреЗрд╡рджрд╛рд╕тАЩ рдХреНрдпреЛрдВ рдХрд╣рд╛? рдЗрд╕рдореЗрдВ рдХреМрди-рд╕рд╛ рд╕рд╛рд╣рд┐рддреНрдпрд┐рдХ рд╕рдВрдХреЗрдд рдЫрд┐рдкрд╛ рд╣реБрдЖ рд╣реИ?
тАШрдЬрд╣рд╛рдБ рдХреЛрдИ рд╡рд╛рдкрд╕реА рдирд╣реАрдВтАЩ рдкрд╛рда рдХреЗ рдЖрдзрд╛рд░ рдкрд░ рд▓рд┐рдЦрд┐рдП рдХрд┐ рд╡рд┐рдХрд╛рд╕ рдХреА рдЖрдзреБрдирд┐рдХ рдкрд░рд┐рдХрд▓реНрдкрдирд╛ рдиреЗ рдкрд░реНрдпрд╛рд╡рд░рдг рд╡рд┐рдирд╛рд╢ рдХреА рдиреАрдВрд╡ рд░рдЦреА рд╣реИред