14. Основные параметры, характер-щие синусоидальный ток, напряжение, эдс.

Синусоид.Ток- переменный ток, изменяющийся во времени по синусоид закону. синусоид ток позволяет наиболее экономично осуществлять производство, передачу, распределение и использование электрической энергии. при использовании синусоидального тока удается сохранить неизменными формы кривых напряжений и токов на всех участках сложной линейной цепи. Синусоидальные э.д.с., ток и напряжение являются периодическими функциями времени. В энергетике применяют синусоидальные токи, которые называют переменными. Переменные эдс, напряжения и токи могут быть весьма разнообразны, среди них наиболее часто применяют периодические.

Периодическими называются такеи ЭДС, напряжения и токи, мгновенные значения которых повторяются в одинаковой последователньости через равные промежутки времени.

Мгновенными значениями i-тока, u-напряжения, e-ЭДС называются их

значения в данный момент времени. Поскольку время постоянно течет, меняется,

то меняются и мгновенные значения этих величин. Они являются функциями

времени: i = Im sin(ωt + ψi ), u =Um sin(ωt + ψu ), e = Em sin(ωt + ψe ).

Мгновенные значения обозначают маленькими, строчными буквами: i, u, e.

Простейшим генератором синусоидальной ЭДС может служить прямоугольная катушка, равномерно вращающаяся в однородном магнитном поле с угловой скоростиw (см рис),. Пронизывающий катушку магнитный поток во время вращения катушки abcd индуцирует в ней на основании закона элкетромагнитной индукции эдс е. Нагрузку подключают к генератору с помощью щеток 1, прижимающихся к двум контактным кольцам 2, которые соединены с катушкой. Значение индуцированной в катушке абсд эдс в каждый момент времени пропорционально магнитной индукции И, размеру активной части катушки l=ab+dc и нормальной составляющей скорости перемещения ее относительно поля v_н: e=Blv_н

где B и l – постоянные величины, а v_{н –} переменная, зависящая от угла а(альфа,. Выразив скорость vн через линейную скорость катушки v, получим

e=Blv sin a

Выражение Blv = cоnst , следовательно эдс индуцируемая в катушке, вращающейся в магнитном поле, является синусоидальной функцией угла альфа.

Если угол альфа = п/2, то произведение Blv – максимальное ,амплитудное значение введенной эдс Е_м= Blv. Поэтому формулу записать как e=Е_м sin a

Т.к. есть угол поворота альфа за время т, то выразив его через угловую скорость w, можно записать альфа=wt, и тоесть

е = Em sin wt,

Где е – мгновенное значение эдс в катушке, альфа = wt – фаза, характеризующая значение эдс в данный момент времени.

Амплитуды синусоидальных величин обозначаются заглавными буквами с индексом m: Im, Um, Em.

Если переменное напряжение сети действует так же, как постоянное напряжение то это действующее значение этого переменного напряжения. Вычисляется оно как среднее квадратичное за период и равно:

Обозначаются действующие значения синусоидальных величин заглавными буквами I, U, E.

59. Генератор параллельного возбуждения и его характеристики

Любая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать в режиме генератора или двигателя. Если к зажимам приведенного во вращение якоря генератора присоединить сопротивление нагрузки, то под действием ЭДС якорной обмотки в цепи возникает ток , где  U - напряжение на зажимах генератора; R_я - сопротивление обмотки якоря.                  

 Уравнение называется основным уравнением генератора. С появлением тока в проводниках обмотки возникнут электромагнитные силы. У таких генераторов цепь обмотки возбуждения соединяется параллельно цепи якоря и часть тока потребляемого двигателем (примерно 1%) используется для питания обмотки возбуждения. Обмотка возбуждения выполнена тонким проводом и содержит значительное количество витков

Многие генераторы сами создают магнитное поле возбуждения (работают в режиме самовозбуждения). В генераторе с параллельным возбуждением, схема которого представлена на рис. 4, цепь возбуждения присоединена к зажимам якоря, причем предусмотрен последовательный реостат для изменения тока и, следовательно, напряжения генератора. Обмотка возбуждения состоит из большого числа витков сравнительно тонкой проволоки, так что ее сопротивление велико и ток возбуждения обычно не превышает 0,5–3% номинального выходного тока генератора. Генератор развивает свое напряжение от нуля за счет небольшого остаточного магнетизма в железной магнитной цепи. Якорь пересекает это слабое поле, и в обмотке возбуждения появляется слабый ток. Его направление таково, что создаваемое им слабое поле возбуждения добавляется к остаточному полю. В результате начинает увеличиваться наводимая ЭДС, снова увеличивается ток возбуждения, а с ним и магнитное поле. ЭДС начинает быстро нарастать, и ее рост ограничивается только реостатом в цепи возбуждения и магнитным насыщением железа.

Рис. 4. ГЕНЕРАТОР С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ (схема включения). Поле возбуждения создает обмотка, питаемая током, который вырабатывает сам якорь.