Билет № 4
1. Принцип получения переменного тока. Графическое изображение. Понятие об амплитуде, периоде, частоте.
Переменным током называется ток, периодически меняющийся по величине и направлению и характеризующийся амплитудой, периодом, частотой и фазой.
Амплитудой переменного тока называется наибольшее значение, положительное или отрицательное, принимаемое переменным током.
Периодом называется время, в течение которого происходит полное колебание тока в проводнике.
Частота - величина, обратная периоду.
Переменный ток имеет ряд преимуществ по сравнению с постоянным: генератор переменного тока значительно проще и дешевле генератора постоянного тока; переменный ток можно трансформировать; переменный ток легко преобразуется в постоянный; двигатели переменного тока значительно проще и дешевле, чем двигатели постоянного тока.
В
принципе переменным током можно назвать
всякий ток, который с течением времени
изменяет свою величину, но в технике
переменным током называют<
><такой
><ток,
><который
><периодически
><изменяет
><и
><величину
><и
><направление.
><Причем
><среднее
><>значение<
><силы
><такого
><тока
><за
><период
><Τ
><равно
><нулю.
><Пери><одическим
><переменный
><ток
><называется
><потому,
><что
><через
><промежутки
><времени,
><кратные
><Т,
><характеризу><ющие
><его
><физические
><величины
><принимают
><одина><ковые
><значения.
><Русское
><название
><"переменный"
><не
><вполне
><точно
><отражает
><это
><обстоятельство
><(более
><>точен<
><английский
><термин
><"alternating"
><-
><>чередующийся<).>
<В ><электротехнике ><наибольшее ><распространение ><получил ><синусоидальный ><переменный ><ток, ><т.е. ><ток, ><величина ><которого ><изменяется ><по ><закону ><синуса ><(или ><косинуса), ><обладающий ><рядом ><достоинств ><по ><срав><нению ><с ><другими ><периодическими ><токами.>
<Переменный ><ток ><промышленной ><частоты ><полу><чают ><на ><электростанциях ><с ><помощью ><генераторов ><пе><ременного ><тока ><(трехфазных ><синхронных ><генерато><ров).>
Принцип получение переменного тока.
<Пусть ><в ><однородном ><магнитном ><поле ><постоян><ного ><магнита ><равномерно ><вращается ><с ><угловой ><ско><ростью ><ω ><рамка ><площадью ><S ><(рис. ><2.1).>
<Магнитный ><поток ><через ><рамку ><будет ><равен:>
<Ф ><= ><BS соs α >< ><(2 . 1)>
<где >< ><α >< ><- ><угол ><между ><нормалью ><к ><рамке ><n ><и ><век><тором ><магнитной ><индукции ><В ><. ><Поскольку ><при>
<равно><><мерном ><вращении ><рамки ω=α/t><><><, ><то ><угол, ><α ><будет ><из><меняться ><по ><закону >< ><α><=ωt и ><><формула ><(2.1) ><примет ><вид:>
Ф< ><= ><BS соs ωt>< ><(2. . 2)>
<Поскольку ><при ><вращении ><рамки ><пересекающий ><ее ><магнитный ><поток ><все ><время ><меняется, ><то ><по ><закону ><электромагнитной ><индукции ><в ><ней ><будет ><наводиться ><ЭДС ><индукции ><Е:>
<
><E=
– dФ/dt = BS ω sin ωt = E0sin ωt (2.3)><><><><><><><><><><><>
<><><><><><><><><><><где ><E0><><><= ><BSω ><- ><амплитуда ><синусоидальной ><ЭДС. ><Та><ким ><образом, ><в ><рамке ><возникнет ><синусоидальная ><ЭДС, ><а ><если ><замкнуть ><рамку ><на ><нагрузку, ><то ><в ><цепи ><потечет ><синусоидальный ><ток.>
<><Величину ><ωt ><= ><(2π/T)t ><= ><2πƒt><, ><стоящую ><под ><знаком ><>синуса< ><или ><косинуса, ><называют ><фазой ><колебаний, ><>описываемых< ><этими ><функциями. ><Фаза ><определяет ><>значение< ><ЭДС ><в ><любой ><момент ><времени ><t><. ><Фаза ><>измеряется< ><в ><градусах ><или ><в ><радианах.>
<Время ><Τ ><одного ><полного ><изменения ><ЭДС ><(это ><>время< ><одного ><оборота ><рамки) ><называют ><периодом ><ЭДС. ><Изменение ><ЭДС ><со ><временем ><может ><быть ><изображено ><на ><временной ><диаграмме ><(рис. ><2.2).>
<Величину, ><обратную ><периоду, ><называют ><частотой>< ƒ=1/T><><. ><Если ><период ><измеряется ><в ><секундах, ><то ><частота> <измеряется ><в ><Герцах. ><В ><большинстве ><стран, ><включая ><Россию, ><промышленная ><частота ><переменного ><тока ><составляет ><50 ><Гц ><(в ><США ><и ><Японии ><— ><60 ><Гц).>