Основные величины, характеризующие переменный ток.

Переменным током называется ток, который во времени изменяется по величине и направлению либо только по величине, либо только по направлению. Переменные токи могут быть периодическими и непериодическими. Определение: Периодическим называется ток, значения которого повторяются через равные промежутки времени. Переменные токи могут быть синусоидальными и несинусоидальными. Определение: Синусоидальным током называется ток, который в течение времени изменяется по синусоидальному закону.

t 0 u,i в) изменяется только по направлению t 0 u,i а) изменяется по величине и по направлению t 0 u,i б) изменяется только по величине Формы переменного тока.

Синусоидальную Э.Д.С. можно получить, вращая с постоянной скоростью проводник в виде прямоугольной рамки в равномерном магнитном поле. В результате вращения рамки в магнитном поле в сторонах ее будет индуктироваться Э.Д.С., величина которой определяется по формуле: e = 2ВVlsin, где: B - магнитная индукция, Тл; V - скорость движения проводника, м/с; l - активная длина проводника, м; - угол между нейтралью и плоскостью, проходящей через рамку, в радианах или градусах. Если 2BVl обозначить Еm, то формулу для определения индуктированной Э.Д.С. можно записать: e=Em sin.

ОСНОВНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК: 1. Наибольшие значения, которых достигают при своем изменении Э.Д.С., напряжения и токи называются амплитудными или максимальными значениями. 2. Время, за которое переменный ток совершает полный цикл своих изменений после чего они повторяются в той же последовательности, называется периодом Период обозначается буквой Т, измеряется в секундах. 3. Величина, определяющая количество периодов переменного тока за одну секунду, называется линейной частотой или просто частотой. 4. Угол, изменяющийся во времени и характеризующий стадию изменения тока, напряжения, э.д.с. в данный момент времени называется фазой или фазным углом. 5. Начальным фазным углом называется величина фазного угла в начальный момент времени равной нулю. i = Imsin ( t + ), при t=0 i = Imsin. 6. Величина, определяющая скорость изменения фазного угла называется угловой частотой. d /dt, t=2 ; 2 /T = 2 f.

7. Значение величин тока, напряжения и э.д.с. в любой момент времени называется мгновенным значением. Мгновенные значения электрических величин обозначаются малыми буквами i, u, e. 8. Действующее значение переменного тока, Э.Д.С. и напряжения - это среднеквадратичное значение переменного тока (Э.Д.С, напряжения) за период Т. Действующая величина переменного тока I численно равна величине постоянного тока, который в одном и том же элементе цепи за время периода Т выделяет столько же тепла, сколько при тех же условиях выделяет переменный ток. 9. Средней величиной переменного тока (Э.Д.С., напряжения) называется среднее арифметическое из всех мгновенных величин за полупериод. Средняя величина равна высоте прямоугольника с основанием (в угловой мере), площадь которого равна площади S, ограниченной положительной полуволной тока и осью абсцисс (I C = 2 I m ). Отсюда: I ср =2I m / =0,637 I m

синусоидальные токи, напряжения и Э.Д.С. полностью характеризуются тремя параметрами: амплитудным значением, частотой и начальной фазой. Синусоидально изменяющиеся величины помимо аналитического выражения изображают также графически с помощью волновых или векторных диаграмм. Совокупность двух и большего числа векторов называют векторной диаграммой. Суть векторного изображения заключается в том, что синусоидальные величины изображаются с помощью вращающихся против часовой стрелки векторов с угловой скоростью.

Изображение гармонических колебаний A cos (ωt + φ1), B cos (ωt + φ2) и их суммы C cos (ωt + φ) с помощью векторов на векторной диаграмме. Длины векторов на диаграмме равны амплитудам колебаний A и B, а наклон к горизонтальной оси определяется фазами колебаний φ 1 и φ 2. Взаимная ориентация векторов определяется относительным фазовым сдвигом Δφ = φ 1 – φ 2. Вектор, изображающий суммарное колебание, строится на векторной диаграмме по правилу сложения векторов: Для того, чтобы построить векторную диаграмму напряжений и токов при в электрической цепи, нужно знать соотношения между амплитудами токов и напряжений и фазовый сдвиг между ними для всех участков цепи.

синусоидальная величина без начальной фазы (i=Imsin t, при =0) синусоидальная величина с положительной начальной фазой [i=sin( t+ )] синусоидальная величина с отрицательной начальной фазой [i=sin( t- )]

Изменение синусоидальных электрических величин в фазе Изменение синусоидальных электрических величин со сдвигом по фазе. Синусоидальные электрические величины, изменяющиеся в противофазе.