Komunikacija veljavne in amplitude napetosti. Trenutne vrednosti toka in napetosti

En moč (napetost) je mogoče opisati z uporabo amplitude. Vendar pa je amplituda vrednost toka ni lahko izmeriti eksperimentalno. AC sila je prikladno povezana z vsemi ukrepi, ki jih proizvaja trenutni, ki ni odvisen od njegove smeri. Takšen je na primer termični učinek toka. Rotacija puščice ameterskega merjenja izmeničnega toka je posledica raztezka niti, ki se segreje, ko je tok opravljen.

Igratiali učinkovitovrednost izmeničnega toka (napetost) se imenuje direct tokV katerem je dejanska odpornost dodeljena za obdobje enake količine toplote kot med izmeničnim tokom.

Učinkovito vrednost toka priključujemo z njeno amplitudo. Če želite to narediti, izračunati količino toplote, ki se sprosti na aktivni odpornosti na izmenični tok v obdobju, ki je enak obdobju nihanja. Spomnimo se, da je v skladu z zakonom Joule-Lenz, količina toplote, ki se sprošča na oddelku verige suspenzije konstantatoke. med , določen s formulo

. Izmenični tok se lahko šteje za trajno le za zelo majhne časovne intervale.

. Razdelimo obdobje nihanja na zelo velikem številu majhnih časovnih intervalov

. Količina toplote

Upirajte se med

:

. Skupna količina toplote, dodeljene za obdobje, povzema toploto, dodeljeno za nekatere majhne intervale, ali z drugimi besedami, integracija:


.

Trenutna moč v verigi se razlikuje glede na sinusni zakon


,


.

Posodobljeni izračuni, povezani z integracijo, zapišite končni rezultat


.

Če je prišlo do trajnega toka , potem v času Ali bi bilo toplo

. Po definiciji stalnega toka zagotavljanje istega toplotnega učinka kot spremenljivke, bo enaka efektivni vrednosti izmeničnega toka

. Ugotavljamo učinkovito vrednost trenutne trdnosti, ki izenačijo toploto, dodeljeno za obdobje v primeru neprekinjenih in izmeničnih tokov






(4.28)

Očitno je, da enako razmerje povezuje učinkovite in amplitudne vrednosti napetosti v verigi z sinusoidnim izmenični tok:


(4.29)

Na primer, standardna napetost v omrežju 220 V je učinkovita napetost. Po formuli (4.29) je enostavno izračunati, da bo vrednost amplitude napetosti v tem primeru enaka 311 V.

4.4.5. Moč v izmeničnem vezju

Naj na nekaterih razdelkih verige z izmeničnimi tokovnimi fazami premika med tokom in napetostjo je enaka . Moč toka in napetosti se razlikuje glede na zakone:


,

.

Potem trenutna vrednost moči, dodeljene na verižni odsek,

Moč se spreminja s časom. Zato lahko govorite samo o njeni povprečni vrednosti. Opredelimo povprečno moč, dodeljeno za dovolj dolgo časa (večkrat presega obdobje nihanja):

Z dobro znano trigonometrično formulo


.

Velikost.

to ni treba v povprečju, saj ni odvisna od časa, zato:


.

Kosinska vrednost ima že dolgo časa, da se večkrat spremeni, odvzemajo negativne in pozitivne vrednosti, od (1) do 1. Jasno je, da je povprečje kosinske vrednosti nič


, SO.

(4.30)

Izražanje trenutnih in napetostnih amplitudov z njihovimi učinkovitimi vrednostmi po formulah (4.28) in (4.29), dobimo


. (4.31)

Moč, dodeljena na verižni verigi spremenljivke, je odvisna od učinkovitih tokovnih in napetosti vrednosti in premik faze med tokom in napetostjo. Na primer, če je verižni del sestavljen iz samo aktivnega upora, potem

in

. Če parcela verige vsebuje samo induktivnost ali samo posodo, potem

in

.

Pojasnite povprečno ničelno vrednost moči, dodeljene na induktivnosti in posodah, je naslednje. Induktivnost in zmogljivost si izposodita energijo iz generatorja, nato pa ga vrne nazaj. Kondenzator se polni in nato izprazni. Moč sedanja v tuljavi se poveča, nato pa pade na nič, itd Prav zaradi razloga, da je v induktivni in kapacitivni odpor, povprečna energija, ki jo porabi generator, nič, so se imenovali reaktivni. Na aktivnem uporu se povprečna moč razlikuje od nič. Z drugimi besedami, žica z odpornostjo ko teče, se toka segreje. In energija, ki je označena v obliki toplote, nazaj na generator, se ne vrne več.

Če razdelek vezje vsebuje več elementov, nato fazni premik lahko je drugačen. Na primer, v primeru odseka verige, prikazane na sl. 4.5, fazni premik med tokom in napetostjo se določi s formulo (4.27).

Primer 4.7.Upor z odpornostjo je priključen na variabilni sinusni sedanji generator . Medtem ko je, kolikokrat se povprečna moč spreminja, porabi generator, če upor povezuje tuljavo z induktivno odpornostjo

a) zaporedno, b) vzporedno (sl. 4.10)? Aktivna odpornost na zanemarjeno tuljavo.

Sklep.Ko je eden samo priključen na generator aktivno upor, Porabljeno moč


(glej formulo (4.30)).

Upoštevajte verigo na sl. 4.10, a. V primeru 4.6 je bila določena amplituda vrednost agregatorja trenutne sile:

. Iz vektorskega diagrama na sl. 4.11, vendar določite fazni premik med tokom in napetostjo generatorja






.

Posledično je povprečna moč, ki jo porabi generator


.

Odgovor: Z doslednim vklopom kroga induktivnosti se bo povprečna moč, ki jo porabi generator, zmanjša za 2-krat.

Upoštevajte verigo na sl. 4.10, b. V primeru 4.6 je vrednost amplitude generatorja toka

. Iz vektorskega diagrama na sl. 4.11, B Določanje premika faz med tokom in napetostjo generatorja






.

Potem povprečna moč, ki jo porabi generator

Odgovor: Z vzporedno vključevanjem induktivnosti se povprečna moč, ki jo porabi generator, ne spremeni.

Kot veste, spremenljivka ED.S. Indukcija povzroča izmenični tok v verigi. Z največjo vrednostjo EDS. Tok bo največja in obratno. Ta pojav se imenuje fazno naključje. Čeprav lahko vrednosti sedanje trdnosti segajo od nič do določene maksimalne vrednosti, obstajajo naprave, s katerimi se izmeri napajanje izmeničnega omrežja.

Značilnosti AC je lahko dejanja, ki niso odvisne od trenutne smeri in so lahko enake kot pri stalnem toku. Ti ukrepi vključujejo toplotno. Na primer, izmenični tok teče skozi vodnika z vnaprej določeno odpornostjo. Po določenem času v tem dirigentu, bo nekakšna toplota ločena. To vrednost moči DC lahko izberete tako, da je na istem dirigentu v istem času ta tok razlikuje kot enaka količina toplote kot med izmeničnim tokom. Takšna vrednost DC se imenuje trenutna vrednost izmeničnega toka.

V tem času je v svetovnem industrijski praksi zelo razširjena trifazni izmenični tokki ima veliko prednosti pred enofaznim tokom. Trifazni klic takega sistema, ki ima tri električne tokokroge s spremenljivkami EDS. Z istimi amplitudami in frekvencami, vendar se je premaknila s fazo med seboj za 120 ° ali na obdobje 1/3. Vsaka taka veriga se imenuje faza.

Da bi dobili trifazni sistem, morate vzeti tri enake alternatorja izmenično enofazni tok, priključite rotorje drug drugemu, tako da ne spreminjajo svojega položaja med rotacijo. Statorna navitja teh generatorjev je treba obrniti glede na medsebojno 120 ° do rotacije rotorja. Primer takega sistema je prikazan na sl. 3.4.B.

V skladu z zgornjimi pogoji se izkaže, da ED, ki se pojavi v drugem generatorju, ne bo imel časa za spremembo, v primerjavi z ED.S. Prvi generator, i.e. To bo pozno za 120 °. ED.S. Tretji generator bo tudi pozno v zvezi z drugim za 120 °.

Vendar pa je ta metoda pridobivanja spremenljivega trifaznega toka zelo okorna in ekonomsko nedonosna. Če želite poenostaviti nalogo, morate v enem primeru združiti vse naviska generatorja statorja. Tak generator je bil imenovan trifazni tekoči generator (Sl. 3.4.a). Ko se rotor začne vrteti, se pojavi vsako navijanje


a) b)

Sl. 3.4. Primer trifaznega sistema AC

a) trifazni tekoči generator; b) s tremi generatorji;

spreminjanje EDS. Indukcija. Zaradi dejstva, da je preusmeritev navitja v prostoru, se faze nihanja v njih premakne tudi med seboj za 120 °.

Da bi priključili trifazni generator AC v verigo, morate imeti 6 žic. Da bi zmanjšali količino žic, je treba generator navijanje in sprejemnike združiti med seboj z oblikovanjem trifaznega sistema. Te povezave so dva: zvezda in trikotnik. Ko uporabljate tako drugo metodo, lahko shranite električno napeljavo.



Zvezda povezava

Značilno je, da je trifazni tekoči generator upodobljen v obliki 3 statorskih navitjev, ki se nahajajo drug na drugega pod kotom 120 °. Navijatve so začele označiti pisma A, b, zin konci - X, Y, Z. V primeru, ko so konci navitij statorjev priključeni na eno skupno točko (ničelna točka generatorja), se metoda povezave imenuje "zvezda". V tem primeru so odprtine združene z žicami, imenovanimi linearna (sl. 3.5 levo).



Podobno je mogoče priključiti sprejemnike (sl. 3.5., Desno). V tem primeru se žica, ki povezuje ničelno točko generatorja in sprejemnikov, imenuje nič. Ta trifazni trenutni sistem ima dve različni napetosti: med linearnimi in ničelnimi žicami ali, kar je enako, med začetkom in koncem vsakega statorja navijanja. Takšna vrednost se imenuje fazna napetost ( Ul). Ker je veriga trifazni, bo linearna napetost v v3. več faza, t.e.: Uporabljeno \u003d v3uf.

Povezava Delta.

Slika 3.6. Primer povezave trikotnika

Pri uporabi te metode povezovanja konca X. Prvo navitje generatorja je povezano z začetkom V drugo navitje, konec Y.drugo navitje - na vrh Od Tretje navijanje, konec Z. Tretje navitje - na vrh Zvezekprvo navitje. Primer spojine je prikazana na sl. 3.6. S to metodo, ki povezuje fazno navitja in priključite trifazni generator na tri žične linije, se linearna napetost v njeni vrednosti primerja s fazo: UF \u003d UL

Nadzorna vprašanja.

1. Navedite osnovne parametre, ki označujejo izmenični tok.

2. Navedite opredelitev frekvenc in enot njegovega merjenja.

3. Dajte opredelitev amplitude in enot njegovega merjenja.

4. Navedite opredelitev obdobja in enote njene merjenja.

5. Razlike Najpreprostejši trifazni tekoči generator iz enofaznega tokovnega generatorja.

6. Kakšna je faza?

7. Kaj je trifazni tekoči generator rotor?

8. Zakaj se premakni trifazni tekoči generator faza, ki se premakne?

9. Značilnost simetričnega sistema treh faz.

10. Načelo povezovanja faznih navitjev trifaznih generatorjev in transformatorjev v skladu s shemo "Star".

11. Načelo povezovanja faznih navitij trifaznih generatorjev in transformatorjev v skladu s shemo "Triangle".

3.2. Vrste upornosti v izmeničnih tokokrogih

V verigah izmeničnega toka je upor ločen v aktivno in reaktivno.

V aktivne upori Vključeno v tokokrog izmeničnega toka se električna energija pretvori v toplotno. Aktivno upor R. Imajo na primer žice električnih vodov, navijanje električnih strojev itd.

V jetski upori Električna energija, ki jo ustvari vir, se ne porabi. Ko je reaktivna odpornost vklopljena v verigo AC, se pojavi samo izmenjava energije med njim in virom. električna energija. Reaktivna odpornost je ustvarjena z induktivnostjo in posodami.

Če ne upoštevate medsebojnega vpliva posameznih elementov električna verigaNa splošno lahko električni sinusni tokokrog lahko zastopajo s tremi pasivnimi elementi: aktivna upornost R, induktivnost L in kapaciteta C.

Aktivna upornost pri izmeničnem toku.

Ko je aktivna odpornost tokokroga AC vklopljena, se tok in napetost sovpada v fazi (Sl. 3.7) in sprememba preko istega cirnega prava: u \u003d u m sinωt. Istočasno dosežejo svoje najvišje vrednosti in hkrati prehajajo skozi ničlo (sl. 3.7.b).

Za izmenični tokokrog, ki vsebuje samo aktivno odpornost, ima Ohm zakon enako obliko kot za DC vezje: I \u003d u / r.

Električna moč r. V vezju z aktivno odpornostjo kadar koli je enaka delu trenutnih vrednosti jAZ.in napetost u.: p \u003d ui..

Slika 3.7. Vključno z vezjem v AC verigi aktivne upornosti R (A), trenutne krivulje jAZ., Napetost u. in moč str. (b) in vektorski diagram.

Iz grafa je razvidno, da se sprememba moči pojavi z dvojno frekvenco glede na spremembo toka in napetosti, tj. Eno obdobje spremembe moči ustreza polovici trenutnega in napetostnega obdobja. Vse vrednosti moči so pozitivne, to pomeni, da se energija prenese iz vira potrošniku.

Srednja moč Rcp.aktivna odpornost, P \u003d ui \u003d i 2 r To je tisto, kar je aktivna moč.

Pod induktivnostjo L.razumeli bomo element električnega tokokroga (induktor induktivnosti, katerih izgube se lahko zanemarjajo), ki je sposobna nabojati energijo v svojem magnetnem polju, ki nima aktivnega upora in rezervoarja Od (sl.3.8).

Ko je vezje induktivnosti vklopljeno, spreminjajoči se tok neprestano inducira E.D.S. samo-indukcijo e l \u003d lδi / Δt,kje ΔI / Δt. - Spreminjanje hitrosti.

Pri kotu ωt.enako 90 ° in 270 ° trenutna stopnja spremembe ΔI / Δt. \u003d 0, tako e.d.s. e L.=0.

Hitrost trenutne spremembe bo najvišja kota ωt.enaka 0 °, 180 ° in 360 °. V teh trenutkih časa, E.D.S. Ima največjo vrednost.

Power Curve je sinusoid, ki se spreminja z dvojno frekvenco v primerjavi s frekvenco trenutne spremembe in napetosti. Power ima pozitivne in negativne vrednosti, t.j. Obstaja stalen oscilacijski proces izmenjave energije med virom in induktivnostjo.

Slika 3.8. Shema vključevanja v tokokrog induktivnosti (A), trenutne krivulje jAZ., Napetost u., E.D.S. e L. (b) in vektorski diagram (B)

ED.S. Self-indukcija po vladarju Lenz je namenjena preprečevanju spremembe sedanjega. V prvem četrtletju obdobja, ko se trenutno povečuje, E.D.S. Ima negativno vrednost (usmerjena proti sedanji).

V drugem četrtletju obdobja, ko sedanji zmanjšuje, E.D.S. Ima pozitivno vrednost (sovpada v smeri sedanjega).

Tretje četrt obdobja sedanja spremeni njegovo smer in povečanje, zato e.d.s. Proti tekočem in ima pozitivno vrednost.

V četrtem četrtletju sedanjega obdobja se zmanjšuje in ED.S. Self-indukcija običajno ohranja prejšnje mesto toka in ima negativno vrednost. Kot rezultat, trenutni zaostanki za fazno napetostjo do kota 90 O.

Odpornost na tuljavo ali prevodnik na spremenljivko tok, ki ga povzroča učinek EDS samo-indukcija, imenovana induktivni upor X L. [OM]. Induktivna odpornost ni odvisna od tuljave in od prečnega prereza dirigenta.

V tokokrogi izmeničnih tokov, je tuljava induktivnost priključena zaporedno in vzporedno.

Za zaporedna povezava Tuljave enakovredna induktivnost Le. in enakovredna induktivna odpornost X L E. bo enaka:

LE \u003d L 1 + L + ... X L E \u003d X L 1 + X L 2 + ...

Za vzporedna spojina Tuljave:

1 / L \u003d 1 / L1 + 1 / L + ... 1 / x L e \u003d 1 / x L 1 + 1 / x L 2 + ...

Nadzorna vprašanja.

1. Katere vrste odpornosti v izmeničnih vezij veste?

2. Kaj pomeni aktivna odpornost?

3. Kaj je reaktivna odpornost?

4. Kateri elementi verige ustvarjajo reaktivno odpornost?

5. Kaj je aktivna moč?

1. Navedite opredelitev induktivnosti.

2. Kaj se zgodi v prvem četrtletju obdobja procesa izmenjave oscilacijske energije med virom in induktivnostjo?

3. Kaj se zgodi v drugem četrtletju obdobja izmenjave oscilacijske energije med virom in induktivnostjo?

4. Navedite opredelitev induktivnega upora.

3.3. Kondenzatorji. Zmogljivost pri izmeničnem toku

Kondenzator - Naprava, ki lahko kopiči električne stroške.

Najenostavnejši kondenzator je dva kovinska plošča (elektrode), ločena z dielektričnim.

Za vsak kondenzator je značilna nominalna zmogljivost in dovoljena napetost. Napetost kondenzatorja označuje ohišje in je nemogoče preseči. Stenterji se razlikujejo v obliki elektrod (stanovanje), dielektrični tip in zmogljivost (konstantna in spremenljiva).

Stran 2.


Trenutna vrednost trenutne vrednosti I se imenuje moč DC, ki je v dirigentu v istem času enaka količina toplote kot izmenični tok.

Kot je razvidno iz slike, v vsakem trenutku, ko je obseg napetosti in toka trenutnega, ima različne vrednosti. Zato, da bi ocenili vrednost trenutne trdnosti in napetosti izmeničnega toka, uporabite trenutno vrednost toka in napetosti. Za določitev aktivne vrednosti napajanja izmeničnega izmena je enaka moči DC, ki bi v prevodnem toku namenila enako količino toplote kot izmenični tok.

Transformator, ki vsebuje primarno navitje 300 zavojev, je vključen v omrežje AC s trenutno napetostjo 220 V. Sekundarno transformatorsko vezje hrani obremenitev z aktivnim uporom 50 ohmov. Poiščite trenutno trenutno vrednost v sekundarni verigi, če je padec napetosti v sekundarnem navijanju transformatorja, ki vsebuje 165 zavojev, je 50 V.

Tako, ko se postopek ekstrakcije korenin nadomesti s primerjavo časa, za katerega bo integrirani signal iz gline enak integralu s kvadrata izmerjenega selesa, sorazmerno s trenutno trenutno vrednostjo. Pred tem je bil K2 odprt s časom T in prenesel na SI impulze iz GTI Clock Pulse Generator. Število impulzov TV / je prikazano v SC, sorazmerno s trenutno trenutno vrednostjo. Ta številka je shranjena v / 77, na koncu merjenega cikla se prikaže na Qi.

Kot pri mehanskih nihanjih, v primeru električnih nihanj, nas običajno ne zanimajo vrednosti toka, napetosti in drugih vrednosti na vsakem trenutku. Pomembno splošne značilnosti Oscilacije, kot so amplituda, obdobje, frekvenca, trenutne vrednosti toka in napetosti in napetosti in povprečne moči. To je aktivne vrednosti tokovnih in napetostnih sil, ki registrirajo ammetri in voltmetri izmeničnega toka.

Px o jjfr v primeru T-H - suhe svetilke uporabljajo metodo termometra, ki je suspenzana v bližini generatorja, in pričajo njeno pričanje. Nato zlomimo oscilacijsko vezje generatorja, ima pozitiven potencial na omrežju generatorja svetilke, dokler termometer ne. V slednjem primeru 1A in EA kot začetno določi PS iz razmerja PX1A EA. Power v anteni je določena z F-le RX - / /, kjer je moč EW, RA je aktivna impedanca antene v Q in 1A - aktivna vrednost toka za tok v anteni v A. Reševanje sedanjih mednarodnih standardov pod močjo oddajnika je običajno razumevanje moči. V anteni zgoraj omenjeni F-LA hkrati določi moč oddajnika.

Termalni merilniki imajo najrazlečnejše praktične. Učinek termalnih metrov je podaljšati fino žico, ko se ogreva z izmeničnim tokom visoke frekvence. Učinek sama omejuje uporabnost takšnih tekočih metrov od več do 1 - 3 A, odvisno od materiala fine žice, ki se uporablja v merilu. Srebne zlitine se uporabljajo s platino, platino z iridijem itd. Če se zlitina nanese v obliki žice, potem ima premer stotinc mm. Debelina traku je 0 01 mm, širina 3 mm in dolžina 25 - 30 mm. Podaljšanje nit Ogrevan tok je sorazmeren s kvadratom trenutne toka. Premikanje na lestvici puščice, povezano z isto žico s posebnim mobilnim sistemom, je običajno sorazmerno s kvadratnim korenom iz trenutnega toka. Zaradi tega imajo merilne lestvice toplote neenakomerne intervale med oddelki.

V tem primeru so trenutna nihanja harmonična (rok nihanja - sinusno) in prisilna, saj parametre nihanja (frekvenca, amplituda) določijo zunanji vir - generator. Nekatere električne naprave (npr. Oscilacijsko vezje) lahko ustvarijo brezplačne harmonske oscilacije električni tok. Na levi veji okvirja - od nas in, ker v tem primeru, skozi terminal, se trenutne tokove v smeri nasproti na sl. 12.1, njegova polarnost je minus. Ker je s tem položajem okvirja, je trenutna sila največja vrednost, je lahko oscilacijska faza je G / 2 ali 3/2IR, odvisno od smer toka v okvirju, ki ga vzamemo za pozitivno. Če primerjamo formulo (12.1) in dano odvisnost, je enostavno videti, da 1t 10 A in W 4tgrad / s. Poleg tega z uporabo formule (12,2) določamo pogostost nihanja (OT. Uporaba zakona JOULE - LENZA (Q I2RT), določamo trenutno vrednost trenutne sile (OT.