10. Работа и мощность электрического тока.
Работа электрического тока определяется формулой: A=U*I*t (1.11)
Работу, совершаемую в единицу времени называют мощностью:
P=A/t=U*I (1.12)
Если напряжение U измеряется в вольтах, сила тока I - в амперах, то мощность будет измеряться в ваттах.
1Вт=1В*1А;
Используя закон Ома, вместо уравнения (1.12) для определения мощности можно получить и другие формулы.
P=U*I=U^2/R (1.13)
P=I^2*R (1.14)
Эти формулы используются для определения мощности на участке цепи с заданным сопротивлением R, если на этом участке известно напряжение или протекающий ток.
11. Переменный электрический ток и его основные параметры: период, частота, амплитуда, мгновенное и среднее (действующее) значения.
Переменным называют такой ток, сила и направление которого изменяются периодически. Характерным примером переменного тока является ток синусоидальной формы. Естественно, что в цепях переменного тока напряжения на ее участках также являются переменными.
Основными параметрами, определяющими характер изменения переменного тока, являются период, частота и амплитуда.
Под периодом (Т) понимают время, в течение
которого происходит полный цикл изменений
переменного тока или одно полное его
колебание. Число полных изменений за 1
секунду называют частотой (
)
переменного тока или частотой колебаний.
Период и частота связаны между собой
такой зависимостью:
T=1/
(1.15)
Период измеряется в секундах или их долях миллисекундах (мс)
1с=10^3мс=10^6мкс=10^9нс=10^12пс;
Частота измеряется в герцах (Гц)
Частота в 1 Гц соответствует одному
полному колебанию в секунду. Если за
одну секунду происходит 10 полных
колебаний , частота такого тока
(напряжения) равна 10 Гц, а период Т=0,1с.
Переменный ток, применяемый в
промышленности, имеет частоту
=50Гц,
что соответствует периоду Т=0,02с=20мс, и
называется током промышленной частоты.
Кроме того по частоте колебаний различают
переменные токи (напряжения) низкой
(звуковой), средней, высокой и сверхвысокой
частоты.
Амплитудами переменного тока (Im) и напряжения (Um) называют наибольшие их отношения от нулевого значения. За один период переменные ток и напряжения дважды достигают своего наибольшего значения (рис 1) в течение отрицательного и положительного полупериодов.
Кроме амплитудного переменные токи и напряжения характеризуются мгновенными и действующими значениями.
Мгновенными значениями называют значения тока и напряжения в любой момент времени. Их обозначают строчными буквами i и u. Мгновенные значения синусоидальных тока и напряжения можно выразить через их амплитуду и угловую скорость :
i=Imsin
t;
u=Umsin
t;
Угловая скорость связана с частотой
и
периодом T зависимостью:
=2
=2
/T;
Коэффициент
соответствует
180^о , т.е. половине длины окружности.
Под действующим (эффективным) значением
переменного тока понимают величину,
равную силе постоянного тока, при
протекании которого через проводник в
нем выделяется такое же количество
тепла, которое выделяет переменный ток
за то же самое время. Оно связано с
амплитудным значением зависимостью:
Im=
I=1,41*I
Рис. 1
