4.2 Параметры переменного тока

Для количественной характеристики переменного тока служат следующие параметры.

Мгновенные значения тока i, напряжен и я и, ЭДС е — их значения в любой момент времени: , , .
Амплитудные значения т о к а , напряжения , ЭДС —максимальные значения мгновенных величин i, u и е (рис. 4.3).
Период Т — промежуток времени, в течение которого току совершает полное колебание и принимает прежнее по величине и знаку мгновенное значение. Период выражают в секундах (с), миллисекундах (мс) и микросекундах (мкс).
Угловая скорость ω характеризует скорость вращения катушки генератора в магнитном поле. На практике для получения нужной частоты при относительно малой угловой скорости генераторы имеют несколько пар полюсов р

Р исунок 4.3 К определению параметров переменного тока

На рис. 4.4 показан генератор с двумя парами полюсов, в котором за один оборот катушки ЭДС изменяет направление 4 раза или 2р раз. Следовательно, одному обороту катушки соответствует р периодов переменного тока. Введем понятие электрического угла . Тогда скорость ω определяет электрическую угловую скорость катушки:

(4.2)

г де — электрический угол, соответствующий одному обороту катушки в пространстве; — время, соответствующее р периодам тока.

Рисунок 4.4 Схема генератора с двумя парами полюсов

Таким образом, формула (4.2) определяет электрическую частоту вращения.

Циклическая частота f — величина, обратная периоду T.т. е

(4.3)

и характеризующая число полных колебаний тока за 1 с.

Единицей циклической частоты является герц (Гц):

[f]=1/с=1 Гц/

Промышленной частотой в СССР считается частота 50 Гц. Распространены также производные единицы циклической частоты килогерц (кГц), мегагерц (МГц) и гигагерц (ГГц): 1 кГц=Ю³ Гц: 1 МГц=10⁶ Гц; 1 ГГц= 10⁹ Гц.

Сопоставив формулы (4.2) и (4.3), получим

(4.4)

Действующие значения тока I, напряжения U и ЭДС Е. Для измерения переменного тока, напряжения и ЭДС вводят понятие действующего значения. Переменный ток сравнивают с постоянным по тепловому действию (рис. 4.5). Если положение реостатов подобрано так, что количество теплоты, выделяемой в схемах рис. 4.5 а, б на резисторе R, оказывается одинаковым, то можно считать, ч то и токи в схемах одинаковы.

Рисунок 4.5 К определению понятия действующего значения переменного тока

Таким образом, действующее значение переменного тока равно такому постоянному току, который за время, равное одному периоду, выделяет на данном резисторе одинаковое количество теплоты с переменным током.

Найдем соотношение между действующим и амплитудным значениями тока. Согласно определению, ( —количество теплоты, выделяемое постоянным и переменным токами):