49.Колебания могут происходить

в системе, которая называется

колебательным контуром, состоящим

из конденсатора емкостью С и

катушки индуктивностью L. Колебательный

контур называется идеальным, если в

нем нет потерь энергии на нагревание

соединительных проводов и проводов

катушки, т. е. пренебрегают сопротивлением R.

(Именно такой идеальный колебательный контур

вы видите на экранах. Это - динамическая

модель колебательного процесса, которая

поможет нам разобраться с основными понятиями

и законами электромагнитных колебательных

процессов. Здесь вы видите источник тока

схематичные изображения конденсатора

и катушки индуктивности). Давайте

сделаем в тетрадях чертеж схематичного

изображения колебательного контура.

Чтобы возникли электрические колебания

в этом контуре, ему необходимо сообщить

некоторый запас энергии, т.е. зарядить

конденсатор. Когда конденсатор

зарядится, то электрическое поле

будет сосредоточено между его пластинами.

50.Установить составные части

генератора незатухающих колебаний:

a.Колебательный контур – система,

создающая свободные колебания;

b.Источник тока – подключаем к

колебательному контуру (+ к К.К.) .

c.Клапан, который будет пропускать,

или не пропускать электрический

ток внутрь колебательного контура – 3-х

электродная электронная лампа. (Повторить

принцип её действия)

d.Обратная связь, которая будет

руководить процессом так, чтобы

в такт колебаниям открывать или

закрывать клапан (3-х электродную

электронную лампу) – её роль играет

катушка индуктивно связанная с катушкой

колебательного контура. Точно так же,

как в трансформаторе индуктивно связанные

две катушки, только для лучшей связи эти

катушки чаще всего «садят» на один сердечник.

Принцип действия генератора

рассматриваем по половинам периодов.

1.Половина периода: Когда лампа

пришла в рабочее состояние и может

пропускать ток, ключ замыкают.

Постоянный ток идёт по анодной цепи

и заряжает конденсатор (нижнюю обкладку

– положительно). Когда конденсатор

зарядится до максимального заряда, т

ок прекращается и колебательный контур

предоставлен самому себе. Конденсатор

начинает разряжаться, через катушку

L течёт переменный ток: растущий в

периода и убывающий во периода. Он

создаёт переменное магнитное поле,

направление которого определяем по

правилу буравчика. Такое же магнитное

поле возникает и в катушке L1, которая

индуктивно связана с катушкой

колебательного контура. В катушке L1

возникает индукционный ток, направленный

к сетке лампы. На сетке накапливается

положительный заряд, лампа открыта, ток

через неё идёт, в колебательном контуре

совпадает по направлению с током перезарядки

и восполняет все потери энергии в

колебательном контуре. Конденсатор

перезарядится до максимального заряда.

2-ая половина периода: К началу второй

половины периода, конденсатор перезарядился.

Теперь его верхняя обкладка заряжена

положительно и в колебательном контуре

ток разрядки течёт в противоположном

направлении. Магнитное поле в катушках

L и L1 направлено вниз, и индукционный

ток идёт от сетки. Сетка заряжается

отрицательно, лампа заперта, ток через

неё не идёт и колебательный контур

предоставлен самому себе. В нём идёт

2-ая половина периода, происходит

расход энергии на работу против

сопротивления. Эта утечка энергии

восстановится в течение 1-ой

половины следующего периода.

Вынужденными колебаниями

называются колебания в цепи под действием

внешней периодически изменяющейся

электродвижущей силы.Свободные

электромагнитные колебания

возникают при разрядке конденсатора

через катушку индуктивности.

Вынужденные колебания вызываются

периодической ЭДС.

51.Переме?нный ток,

AC (англ. alternating current

— переменный ток) — электрический

ток, который периодически

изменяется по модулю и направлению.

Под переменным током также

подразумевают ток в обычных

одно- и трёхфазных сетях. В

этом случае мгновенные значения

тока и напряжения изменяются

по гармоническому закону.

В устройствах-потребителях

постоянного тока переменный

ток часто преобразуется

выпрямителями для получения

постоянного тока.Генератор

служит для преобразования

меха­нической энергии в

электрическую, не­обходимую

для питания всех приборов

электрооборудования автомобиля

(кро­ме стартера) и для заряда

аккумуляторной батареи.

Он является основным источником

электри­ческой энергии на автомобиле.

В настоящее время на автомо­билях

получили широкое распространение

генераторы переменного тока,

что вызвано преимущества­ми их

конструкции перед генераторами

постоян­ного тока: меньшая масса

при той же мощности, большой срок

службы, меньший расход меди

(в 2—2,5 раза), возможность

повышения передаточного числа

от двигателя к генератору до

2,5— 3,0. В этом случае на

оборотах холостого хода двигателя

генератор отдает до 25—50%

своей мощности, что улучшает

условия заряда аккумуляторной

батареи на автомобиле, а,

следовательно, и ее срок службы.

52.Емкостное сопротивление в цепи

переменного тока

При включении конденсатора в

цепь постоянного напряже­ния сила

тока I=0, а при включении

конденсатора в цепь пере­менного

напряжения сила тока I ? 0.

Следовательно, конденса­тор в

цепи переменного напряжения

создает сопротивление меньше,

чем в цепи постоянного тока.

Мгновенное значение напряжения равно .

Мгновенное значение силы тока равно:

Таким образом, колебания

напряжения отстают от колебаний

тока по фазе на ?/2.

Т.к. согласно закону Ома

сила тока прямо пропорциональна

напряжению, то для максимальных значений тока и напряжения получим: ,

где - емкостное сопротивление.

Емкостное сопротивление

не является характеристикой

проводника, т.к. зависит от

параметров цепи (частоты).

Чем больше частота переменного

тока, тем лучше пропускает

конденсатор ток (тем меньше

сопротивление конденсатора

переменному току).

Т.к. разность фаз между

колебаниями тока и напряжения

равна p/2, то мощность в

цепи равна 0: энергия не

расходуется, а происходит

обмен энергией между источником

напряжения и емкостной

нагрузкой. Такая нагрузка

назыв. реактивно.

Индуктивное сопротивление

в цепи переменного тока

В катушке, включенной в

цепь переменного напряжения,

си­ла тока меньше силы тока в

цепи постоянного напряжения

для этой же катушки.

Следовательно, катушка в

цепи переменного напряжения

создает большее сопротивление,

чем в цепи посто­янного напряжения.

Мгновенное значение силы тока:

Мгновенное значение

напряжения можно установить,

учиты­вая, что u = - ei,

где u – мгновенное значение

напряжения, а ei – мгновенное

значение эдс самоиндукции, т. е.

при изменении тока в цепи возникает

ЭДС самоиндукции, которая в

соответствии с законом электромагнитной

индукции и правилом Ленца равна по

величине и противоположна по фазе

приложенному напряжению.

Следовательно

где амплитуда напряжения.

апряжение опережает ток по фазе на p/2.

Т.к. согласно закону Ома

сила тока прямо пропорциональна

напряжению и обратно пропорциональная

сопротивлению, то приняв величину

wL за сопротивление катушки

переменному току, получим: - закон

Ома для цепи с чисто индуктивной нагрузкой.

Величина - индуктивное сопротивление.

Т.о. в любое мгновение времени

изменению силы тока

противодействует ЭДС самоиндукции.

ЭДС самоиндукции — причина

индуктивного сопротивления.

В отличие от активного сопротивления,

индуктивное не является характеристикой

проводника, т.к. зависит от параметров

цепи (частоты): чем больше частота

переменного тока, тем больше

сопротивление, которое ему

оказывает катушка.

Т.к. разность фаз между колебаниями

тока и напряжения равна p/2, то

мощность в цепи равна 0: энергия

не расходуется, а происходит

обмен энергией между источником

напряжения и индуктивной нагрузкой.

Такая нагрузка наз. реактивной.

53.Закон Ома для цепи

переменного тока с включенными

в нее спиралями выражается следующей формулой:

I=U/Z.

Общее сопротивление

цепи переменного тока можно

графически изобразить как

гипотенузу прямоугольного треугольника,

у которого катетами являются активное

и индуктивное сопротивления.

Угол между общим и активным

сопротивлениями, обозначаемый

греческой буквой ? (фи), имеет

очень важное значение в цепях

переменного тока. Чем больше индуктивное

сопротивление цепи, тем больше угол ?.

54.Понятие потенциала или

разности потенциалов u позволяет

определить работу, совершаемую

электрическим полем при перемещении

элементарного электрического

заряда dq, как dA = udq. В то

же время, электрический ток равен

i = dq/dt. Отсюда dA = ui dt,

следовательно, скорость совершения

работы, т.е. мощность в данный

момент времени или мгновенная

мощность равна

где u и i - мгновенные

значения напряжения и тока.

55.Трансформатор тока — трансформатор,

первичная обмотка которого

подключена к источнику тока.

Измерительный трансформатор тока —

трансформатор, предназначенный

для преобразования тока до

значения, удобного для измерения.

Первичная обмотка трансформатора

тока включается последовательно

в цепь с измеряемым переменным

током, а во вторичную включаются

измерительные приборы. Ток,

протекающий по вторичной обмотке

трансформатора тока, пропорционален

току, протекающему в его первичной обмотке.

Трансформаторы тока широко

используются для измерения

электрического тока и в устройствах

релейной защиты электроэнергетических

систем, в связи с чем на них накладываются

высокие требования по точности.

Трансформаторы тока обеспечивают

безопасность измерений, изолируя

измерительные цепи от первичной цепи

с высоким напряжением, часто

составляющим сотни киловольт.

Электрической сетью называют совокупность

электроустановок для передачи и

распределения электроэнергии,

состоящих из подстанций, распредустройств,

токопроводов, воздушных и кабельных ЛЭП,

работающих на определенной территории.

Воздушной линией (ВЛ) электропередачи

называется устройство для передачи и

распределения электроэнергии по проводам,

расположенным на открытом воздухе и

прикрепленным с помощью изоляторов и

арматуры к различного рода опорам или

кронштейнам и стойкам на инженерных

сооружениях (мостах, путепроводах и т. п.).

За начало и конец ВЛ принимают линейные

порталы распределительных устройств.

Кабельной линией (КЛ) называют линию

для передачи электроэнергии, состоящую

из одного или нескольких кабелей с

соединительными, стопорными и

концевыми муфтами (заделками) и

крепежными деталями.

Независимым источником питания

потребителей электрической энергии

называют источник питания, на

котором сохраняется напряжение

в установленных пределах для после

аварийного режима, при исчезновении

его на других источниках питания

этих потребителей.

Электрические сети выполняют

воздушными или кабельными ЛЭП.

Главными элементами ВЛ являются:

неизолированные провода, опоры,

изоляторы, линейная арматура и

грозозащитные тросы. В настоящее

время применяют алюминиевые и

сталеалюминевые провода. По

конструкции провода могут быть

одно-проволочными, многопроволочными

из одного металла и многопроволочными

из двух металлов, например алюминия

и стали.Расположение проводов

на опорах может быть различным:

на одно-цепных линиях - треугольником

или горизонтально ; на двух цепных

линиях - обратной елкой или

шестиугольником в виде бочки.

Грозозащитные тросы устанавливают

на верхних точках опор.

При любом варианте провода располагают

несимметрично, что приводит к

неодинаковым значениям реактивных

сопротивлений и проводимостей.

Чтобы получить одинаковые емкости

и индуктивности всех трех фаз ЛЭП

на разных участках на протяженных

ЛЭП последовательно меняют на опорах

взаимное расположение проводов

по отношению друг к другу, т. е.

применяют так называемую транспозицию

проводов.Опоры выполняют из дерева,

стали и железобетона. Основные виды

опор: анкерные и промежуточные.

Первые устанавливают для жесткого

закрепления проводов на концах линии

или прямых ее участков, на пересечениях

особо важных инженерных сооружений

и больших водоемов. Анкерные опоры

должны выдерживать одностороннее стяжение

двух проводов. Промежуточные опоры служат

для поддержания провода на прямых

участках ЛЭП между соседними анкерными

опорами. У таких опор тяжение проводов

на эти опоры не передается. Деревянные

опоры, выполняемые из сосны, лиственницы,

просты в изготовлении, дешевы. Недостаток

деревянных опор - малый срок службы. Для

металлических опор используют сталь. Они

требуют больших затрат металла и нуждаются

в регулярной окраске для защиты от

коррозии. Железобетонные опоры изготавливают

из арматуры, ненапряженной, покрытой

вибро- или центрифугированным бетоном.

Такие опоры требуют меньше металла,

не подвержены коррозии, долговечнее

деревянных, а поэтому и получили

распространение при сооружении ЛЭП

напряжением до 750 кВ включительно.