Основные понятия электрических цепей

ВВЕДЕНИЕ

Развитие электротехники и внедрение ее во все отрасли народного хозяйства, требуют все большего увеличения мощностей электростанций, построения высоковольтных магистральных и распределительных сетей на продолжительные дистанций. Электротехника – наука об использовании электрических и магнитных явлений для практических целей. Она охватывает комплекс вопросов, относящихся к производству, распределению и использованию электрической энергии.

Применение электрической энергии позволило повысить производительность труда во всех областях деятельности человека, автоматизировать и внедрить целый ряд технологических процессов в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и быту, основанных на новых принципах, ускоряющих, облегчающих и удешевляющих процесс получения окончательного продукта, а также создать комфорт в производственных и жилых помещениях.

Электрическая энергия представляет собой одну из универсальных и гибких форм энергии, которая обладает рядом ценнейших свойств:

1) легко и в больших количествах с малыми потерями передается на дальние расстояния от места производства;

2) легко преобразуется в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую, химическую и звуковую);

3) позволяет осуществлять комплексную механизацию и автоматизацию производства;

4) удобно распределяется между потребителями, различными по мощности и характеру потребления;

5) обеспечивает наилучшие санитарно-гигиенические, пожаробезопасные и комфортные условия на промышленных предприятиях, общественных и жилищных зданиях и сооружениях.

Почти все промышленные, а также коммунально-бытовые предприятия и организации являются потребителями переменного тока.

Постоянный ток используется лишь для специальных целей, например, в электрохимической технологий, для зарядки аккумуляторных батарей, для питания некоторых электросварочных установок, электромагнитов и реле. Кроме того, постоянный ток необходим для электродвигателей, применяемых в электротяге и в установках, где требуются широкие пределы плавного регулирования скоростей.

Однако питание потребителей постоянного тока обычно обеспечивается путем преобразования переменного тока, получаемого от энергоснабжающей организации.

Переменный ток обеспечивает возможность применения двигателей и генераторов, простых по устройству и надежных в эксплуатации, кроме того транспортировки высоких напряжений на большие расстояния, легко достигающее при помощи трансформаторов, работающих на переменном токе.

Огромную роль в распространении переменного тока сыграл русский изобретатель П.Н. Яблочков. Он предложил ряд конструкций генераторов переменного тока, изобрел трансформатор и питал переменным током сконструированную им электрическую свечу.

Особенно быстрое внедрение переменного тока в промышленность наблюдается со времени открытия трехфазного тока.

Под переменным током подразумевается такой ток в установившемся режиме, величина и направление которого изменяются по периодическому закону.

В промышленной электротехнике обычно применяются синусоидальные переменные токи.

На рисунке 1 показана кривая переменного тока, изменяющаяся по синусоидальному закону. Здесь по оси абсцисс отложено время t, а по оси ординат – ток i.

Рисунок 1 – Кривая синусоидального переменного тока

Аналогично можно изобразить величины э.д.с. и напряжения, изменяющиеся по закону синуса.

Промежуток времени, в течение которого происходит один полный цикл изменений переменного тока (или напряжения), называется периодом. По истечении периода значения переменного тока (или напряжения) будут повторяться в той же последовательности. Период обозначается буквой Т.

Число периодов в секунду называется частотой. Единицей частоты служит герц (Гц), равный одному периоду в одну секунду.

На электростанциях общего пользования в странах СНГ и большинстве Западной Европы для промышленных и осветительных целей принята частота 50 Гц, а в Америке и Японии – 60 Гц.

Для нужд электротяги в ряде стран применяются частоты и 25 Гц, в электротермии – от 50 до 10⁸ Гц, в радиотехнике – от 10⁵ до 10¹⁰ Гц.

Значения тока, напряжения или э.д.с. в любой момент времени, например t₁ (рис.1), называются мгновенными и обозначаются малыми буквами i, u, e.

Наибольшие значения указанных величин называются амплитудами и обозначаются большими буквами с индексом I _м, U _м, Е _м.

Лекция №.

Дата добавления: 2014-10-31