Характеристики переменного тока

0,5

0 10 20 30 40 50 60 70 Н, А/м

Глава 5. Переменный ток

1.Переменный ток: понятие, получение, характеристики, единицы измерения

Переменным называют ток, периодически изменяющий свое значение и направление с течением времени. В электротехнике наибольшее распространение получил синусоидальный переменный ток, т.е. ток, изменяющийся по закону синуса. Переменный ток промышленной частоты получают на электростанциях с помощью генераторов. Сейчас мы рассмотрим только физические основы получения переменного тока.

Пусть в однородном магнитном поле постоянного магнита равномерно вращается рамка (рис.11).Поскольку при вращении рамки пересекающий ее магнитный поток все время меняется, то по закону электромагнитной индукции в ней будет наводиться ЭДС индукции, а если замкнуть рамку на нагрузку, то в цепи потечет ток. Время одного полного изменения ЭДС (время одного полного оборота рамки) называют периодом Т [c]. Изменение ЭДС и токов со временем может быть изображено на графике, который представляет синусоиду. Поэтому переменный ток еще называют синусоидальным. Переменный ток периодически изменяет не только свое значение, но и направление (знак).

В моменты времени, когда рамка движется вдоль линий поля, ток в ней не возникает и равен нулю. В моменты времени, когда рамка пересекает линии магнитного поля под углом 90⁰, ток в рамке максимальный. В остальное время ток периодически то возрастает, то убывает (рис.12).

Рис. 11. Получение переменного тока в рамке.

Частота колебаний связана с периодом соотношением:

н= (20)

Частота измеряется в герцах (Гц). В большинстве стран мира промышленная частота переменного тока составляет 50 Гц, а в США и Японии – 60 Гц.

i,u

t

T

Рис.12. Синусоидальный ток.

1.Мгновенные значения силы тока и напряжения: i = I_max ∙ sin(юt + ц) (21)

u = U_max ∙ sin(юt + ц) (22)

2. Угловая частота переменного тока: ю = 2рн (23)

3.Максимальные значения силы тока и напряжения: I_max = I ∙√ 2 (24)

U_max = U ∙√ 2 (25)

Действующие значения силы тока и напряжения I и U – это соответствующие параметры такого постоянного тока, при котором в данном проводнике за данный период времени выделяется столько же тепла, что и при переменном токе. Обозначаются прописными буквами без индексов.

Электроизмерительные приборы переменного тока проградуированы в действующих значениях измеряемых величин. В некоторых книгах действующие значения называют эффективными значениями. Это – синонимы.

Задания на повторение.

1. По заданному уравнению мгновенного значения напряжения определить максимальное и действующее значения напряжения, угловую частоту, частоту, период и начальную фазу:

1) u = 141sin(628t + 37⁰ )

2) u = 282sin(314t + 54⁰)

2.По заданному уравнению мгновенного значения силы тока определить максимальное и действующее значения силы тока, угловую частоту, частоту, период и начальную фазу:

1) i = 1,41sin(314t + 15⁰)

2) i = 5,64sin(1256t + 60⁰)

Дата добавления: 2014-12-17