Вопрос 3
Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.
Если из одной точки в другую, имеющие разность потенциалов u, перемещать бесконечно малый заряд dq, то затрачивается работа, равная энергии:
.
Производная энергии по времени является мгновенной мощностью:
Мгновенной мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи. Она положительна при одинаковых знаках u и i и отрицательна при разных. Положительное значение мощности означает, что мощность поступает в приемник, отрицательное – возвращается в источник питания.
Энергию, потребляемую приемником за промежуток времени от t1 до t2, можно определить как
.
Измеряется мощность в ваттах
(Вт), [Вт]=[В
А],
энергия – в джоулях (Дж), [Дж]=[В
А
с].
Вопрос 4
З
апишем
обобщенный закон Ома для участка цепи
содержащий источник ЭДС:
Обобщенный закон Ома выражает закон сохранения энергии применительно к участку цепи постоянного тока.
Он в равной мере справедлив как для пассивных участков (не содержащих ЭДС),так и для активных.
В
электротехнике часто используют термин
падение напряжения
– изменение напряжения вследствие
переноса заряда через сопротивление
В
замкнутой цепи: ;
или где ; r – внутреннее сопротивление активного участка цепи
Т
огда
закон Ома для замкнутого участка цепи,
содержащего источник ЭДС запишется в
виде
З акон Ома для замкнутого участка цепи, содержащего источник ЭДС
В частном случае в контур может входить только одна ветвь цепи, так что он замыкается вне ветвей цепи (рис. 1.6)
, (1.7)
1
2
3
Рис. 1.6. к выводу обобщенного закона Ома.
В этом случае, согласно последней формулы (1.7) Uab=IR1+IR2=E1-E2 (1.8) Uab=IR1+IR2-E1+E2 откуда Это уравнение выражает обобщенный закон Ома для любой ветви с источником ЭДС (но без источника тока) с суммарным сопротивлением R и ЭДС или отдельного участка этой ветви с параметрами R и E
Вопрос 5
Под переменным током подразумевается электрический ток, изменяющийся в течение времени по значению и направлению за равные промежутки времени.
Ведя речь о переменном токе, обычно имеют в виду синусоидальный ток, т.е. ток, изменяющийся по синусоидальному закону и проходящий в замкнутой цепи под действием синусоидальной ЭДС.
К преимуществам переменного тока следует отнести следующие:
Проще (с помощью трансформатора) изменять рабочее напряжение.
Возможность получения источников электрической энергии большой мощности.
Возможность повышения КПД при передаче электроэнергии на большие расстояния за счёт повышения напряжения ЛЭП.
Двигатели переменного тока (в частности, асинхронные двигатели, в которых отсутствуют движущиеся электрические контакты) проще и дешевле двигателей постоянного тока.
Амплитуда – максимальное значение периодически изменяющейся величины Еm, Um, Im.
2. Наименьший интервал времени, по истечении которого мгновенные значения периодического электрического тока повторяются, называется периодом или циклом. Период обозначается буквой Т.
Рис. 2.1 Кривая синусоидального переменного тока.
3. Частота – число циклов в единицу времени (в секунду). Единицей частоты служит Герц, равный одному периоду в одну секунду.
4. Угловая частота (угловая скорость) – характеризуется углом поворота в единицу времени.
За время одного цикла рамка повернётся на угол 360о=2. Следовательно, угловую частоту можно выразить следующим образом:
.
Для частоты f = 50Гц, =314 с-1=314 рад/с
5. Мгновенное значение – это значение переменной величины в любой конкретный момент времени t1 и обозначается малыми буквами e, i, u т.е.
т.е. синусоидальная величина характеризуется амплитудой, угловой частотой и начальной фазой .
6. Среднее значение переменного тока и напряжения и ЭДС.
За среднее значение синусоидального тока можно принять такое значение постоянного тока, при котором за полпериода (Т/2) поставляется такое же количество электричества, что и при синусоидальном токе.
Среднее значение переменного тока за период равно нулю.
Средние значения электрических величин важны при рассмотрении пульсирующих токов.