1. Режим короткого замыкания

- режим, при котором R2=0(режим приёмника или нагрузка). Сопротивление всей цепи равно сопротивлению источника и ток достигает максимального значения, что может вызвать перегрев источника и его повреждение. Для защиты источников электроэнергии и питающих цепей в маломощных цепях устанавливаются предохранители, а в более мощных – отключающие автоматические выключатели, в высоковольтных цепях – специальные высоковольтные выключатели.

Рис 11

2. Режим холостого хода

Сопротивление приёмника = бесконечности.

Рис 12

6. Электрические цепи однофазного синусоидального тока

   1. Переменный ток (напряжение) и характеризующие его величины

Переменным называют ток i(t) (напряжение u(t)), периодически изменяющийся во времени. В электроэнергетике понятие «переменный» употребляют в более узком смысле, а именно, переменны называют ток (напряжение), изменяющееся во времени по синусоидальному закону.

Рис 13

Период (Т) – время, за которое происходит одно полное колебание [с].

Циклическая частота (f) – число полных колебаний (периодов в единицу времени) f = 1/T (Гц).

Из математики известно, что синусоидальная функция времени мб описана вращающимся вектором со скоростью вращения В технике эта величина получила название угловой частоты.

u(t), i(t), u, i – мгновенное значение функции, то есть их значение в произвольно выбранный момент времени (обозначается строчными буквами).

U_m и I_m – амплитудные значения функции.

– фаза, определяющая момент времени

– начальная фаза функции, определяющая её значение в момент времени t=0, зависит от времени начала отчёта времени.

- угол сдвига фаз (разность начальных фаз) между напряжением и токов, не зависит от выбора начала отсчёта времени.

Синусоидальная форма для функции токов и напряжений в энергетике - стандарт . И является одним из показателей качества электроэнергии как товара.

При протекании синусоидального тока I=Im sin wt через любой элемент, сопротивление которого R=const (электрической цепи), напряжение на его зажимах также будет синусоидальным. И, наоборот, при синусоидальном напряжении, ток также синусоидален. В цепи переменного тока напряжение и токи на всех участках цепи будут изменяться по синусоидальному закону при условии, что источник энергии обеспечивает синусоидальную форму напряжений на его выводах.

Диапазон частот, токов и напряжений очень велик, от 10^-1 Гц до 10⁹ Гц. В качестве стандарта в большинстве стран Европы принята частота 50 Гц. В Англии – 40 Гц, в США, Канаде и Японии – 60Гц.

2. Средние и действующие значения переменного тока и напряжения

Среднее значение F ср произвольной функции времени f(t) за интервал T определяется по формуле:

Численно, среднее значение высоте прямоугольника равновеликого по площади фигуре, ограниченной кривой f(t), осью Т и пределами интегрирования от 0 до Т.

Рис 14

Для синусоидальной функции среднее значение за полный период равно 0. Так как площади положительной и отрицательной полуволн равны. Поэтому для переменного синусоидального тока (напряжения) среднее значение определяютза половину периода Т/2.

Определим связь Iср и Imax.

Действующее значение переменного тока (напряжения) определяется, как среднеквадратичное значение функции за период, обозначается прописными буквами без индексов (I,U,E).

Рис 15

Действующее значение синусоидального тока I численно равно значению такого постоянного тока, которое за время, равное периоду синусоидального тока, в одном и том же резисторе с сопротивлением R выделяет столько же теплоты, что и синусоидальный ток.

В электротехнике принято все расчёт и измерения выполнять для действующих значений токов и напряжений. Большинство измерительных приборов показывает действующее значение.

Синусоидальная функция времени характеризуется следующими коэффициентами:

Коэффициент амплитуды

Коэффициент формы