Сопромат
Электротехника
Курсовая
Типовой
Фото
Энергетика
Геометрия
Физика

Лекции

Математика
Искусство
Контрольная

Курс

Примеры
Архитектура
На главную

Переменный ток начало

Получение и характеристики переменного тока

Наиболее широкое применение в технике находит не постоянный, а переменный ток, изменяющийся со временем по гармоническому закону с частотой, как правило, равной 50 Герцам.

Генераторы на электростанцииТакой ток создается генераторами переменного тока, в которых электродвижущая сила (ЭДС) возникает в результате процесса электромагнитной индукции. В цилиндрической полости, изготовленной из мягкой стали, вращается постоянный магнит, называемый ротором. Неподвижный сердечник с его обмоткой называется статором. Статор и ротор изготовлены так, что магнитная индукция B в зазоре между ними изменяется по закону:

B = Bmcos(wt),

где Bm – максимальное значение вектора электромагнитной индукции.

Магнитный поток через контур катушки равен:

Фm = B*S = Bm*S*cos(wt).

В обмотке статора при изменении магнитного потока наводится ЭДС, равная

ei = - dФ/dt = Bm*S*sin(wt) = emsin(wt).

Итак, напряжение, получаемое с помощью генераторов переменного тока, изменяется по гармоническому закону:

U = Umsin(wt).

Ток в электрических цепях изменяется аналогичным образом:

I = Imsin(wt + f).

Характеристики переменного тока

Средняя мощность переменного тока за период T равна:

Pср. = Im*Umcos(f)/2,
где f - сдвиг фаз между током и напряжением,
      Um и Im - максимальные (амплитудные) значения напряжения и силы тока.

Устройства, необратимо и полностью преобразующие электрическую энергию в другие виды энергии, называют активной нагрузкой, а их сопротивление - активным сопротивлением. В цепи переменного тока с активной нагрузкой колебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения. Если U = Umsin(wt), то I = Imsin(wt) и cos(f) =1.

Действующие (эффективные) значения силы тока и напряжения рассчитываются по формулам:

Iд = Im/(2)1/2,                   Uд = Um/(2)1/2.

Постоянный ток со значениями тока и напряжения, равными действующим значениям, приводит к выделению в электрической цепи с активной нагрузкой за период точно такой же энергии, как и переменный ток с амплитудными значениями Um и Im.

Мгновенная мощность в цепи переменного тока с активным сопротивлением равна:
P = I*U. 

Справочник