Лекція 26. Початкові відомості про змінний електричний струм



Скачати 34.15 Kb.
Дата конвертації30.12.2016
Розмір34.15 Kb.




Лекція 26. Початкові відомості про змінний електричний струм.


  1. Добування синусоїдної е.р.с.

  2. Рівняння і графіки синусоїдних величин.

  3. Векторні діаграми.

  4. Діюче та середнє значення змінного струму.


Література: 1. Ф.Є. Євдокимов. Теоретичні основи електротехніки. Київ-Донецьк “Вища школа” 1984 рік.


  1. Вироблення, передавання і використання електричної енергії здійснюються в основному за допомогою пристроїв і споруд змінного струму. Для цього застосовуються генератори, трансформатори, лінії передач й розподільчі мережі.

Змінним електричним струмом називається електричний струм, який змінюється з часом.

Періодичний електричний струм, який є синусоїдною функцією часу, називається синусоїдним електричним струмом.

В лінійних електричних колах змінний синусоїдний струм виникає під дією е.р.с. такої самої форми.

Для добування е.р.с. синусоїдної форми служить генератор змінного струму.

Розглянемо отримання синусоїдної е.р.с. за допомогою рамки прямокутної форми, яка обертається в магнітному полі.


Малюнок 83. Прямокутна рамка в магнітному полі.

При обертанні рамки в магнітному полі з магнітною індукцією та лінійною швидкістю в ній наводиться е.р.с.

(228)

де – довжина провідників рамки;



– кут між напрямком швидкості рамки та лініями магнітної індукції .

Виразимо лінійну швидкість через кутову швидкість .



(229)

Кут між напрямом швидкості та лініями магнітної індукції змінюється пропорційно часові.



(230)

Підставивши значення і в формулу е.р.с. отримаємо:





(231)

Найбільшого значення е.р.с. досягне, коли , в цьому випадку , отримаємо:



(232)

тоді:


(233)

Малюнок 84. Графік синусоїдної е.р.с.


Якщо рамку замкнути на опір, то в утвореному колі виникає синусоїдний струм, який повторює за формою криву е.р.с.:

(234)

де – найбільша сила струму.



  1. Рівняння (233) записане для випадку, коли початок відліку часу () збігається з моментом проходження рамки через нейтраль, тобто ; якщо ж в момент часу , , тоді рівняння е.р.с. прийме вигляд:

(235)

де – початкова фаза.

Малюнок 85. Графіки е.р.с. зсунутих за фазою.
Рівнянням і графіком задаються всі характеристики величини, яка змінюється за синусоїдою: амплітуда, кутова швидкість, початкова фаза, період, частота і для будь-якого моменту часу миттєве значення.

Розглянемо ці характеристики:



  1. Миттєве значення е.р.с., — це е.р.с. в розглядуваний момент часу.

  2. Період — найменший інтервал часу, із закінченням якого миттєві значення періодичної е.р.с. повторюються.

  3. Частота — величина, обернена періоду

(236)

  1. Амплітуда — найбільше значення якого набуває е.р.с. протягом періоду.

  2. Фаза (фазовий кут ) — аргумент синусоїдної е.р.с., який відлічують від найближчої попередньої точки переходу е.р.с. через нуль до додатнього значення.

  3. Початкова фаза — фаза синусоїдної е.р.с. у початковий момент часу.

Дві синусоїдні величини, які мають різні початкові фази, називаються зсунутими по фазі.

  1. Кутова швидкість — швидкість зміни фази. За час одного періоду фазовий кут змінюється на , тому:

(237)


  1. Любу синусоїдну величину можна подати у вигляді вектора.

Наприклад, рівняння напруги має вигляд , в даному рівнянні і .

Вибираємо масштаб . У вибраному масштабі відкладемо вектор довжиною см, під кутом до горизонтальної осі проти годинникової стрілки, таким чином отримаємо вектор величини (мал.86).

Аналогічно можна подати у вигляді вектора струм. Наприклад, маємо:



=1; тоді см

Даний вектор подано на малюнку 86.



Малюнок 86. Векторна діаграма струму і напруги.


Сукупність векторів, які зображують на одному графіку кілька синусоїдних величин однакової частоти в початковий момент часу, називається векторною діаграмою.


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка