Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) icon

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий)





Скачать 48.62 Kb.
НазваниеЭлектрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий)
Дата конвертации27.04.2013
Размер48.62 Kb.
ТипДокументы
Переменный электрический ток

Электрический ток -§, сила тока - §, переменный ток - § - (пульсирующий)

1. Гармонический характер колебаний e, u, i

Ф = BScos (φ) = BScos (ωt); Ф изменяется → появляется индукционный ток ei = - ΔФ/Δt, ei = - Ф' = - (BScos (ωt))' = BSω sin (ωt) = Em sin (ωt) = Em sin (2πt/T) u = Um sin (ωt) или u = Um cos (ωt); i = ei/R → i = Im sin (ωt + φ), где φ – возможный сдвиг фаз между i и u. Индукционный генератор - § электро­магнит, (постоянный магнит в генераторах малой мощности), вращающиеся обмотки, контактные кольца. Ротор – вращается, статор – неподвижен. Пульсирующее напряжение → коммутаторы – изолированные полукольца, якорь, коллектор.

Промышленная частота 50 Гц, скорость вращения ротора можно уменьшить, если использовать в качестве ротора электро­магнит, имеющий 4, 6, 8,...пар полюсов. 48 пар полюсов → 62,5 об/мин.

2. Действующее значение I и U, активное сопротивление.

I и U – изменяются. Что же показывают измерительные приборы? Действующее (эффективное) значение силы тока – IдQ- = I2Rt Q~ = i2срRt → I2 = i2ср; i = Im cos (ωt) → i2 = Im2 cos2 (ωt) (cos2α = 0,5 (1 + cos 2α)) → i2 = I2m/2 +I2mcos(2ωt)/2 среднее за период значение cos(2ωt) равно нулю → iд = Im/√2 = 0,707Im аналогично uд = Um/√2 = 0,707Um

активное сопротивление - § u = Um cos (ωt); i = u/R = Um cos (ωt)/R = Im cos (ωt); колебания силы тока по фазе совпадают с колебаниями напряжения

3. Реактивное сопротивление, емкостное сопротивление - §

- ток I = 0, ~ ток I ≠ 0, периодическая зарядка и разрядка

u = Um cos (ωt); q/C = Um cos (ωt); q = CUm cos (ωt); i = q' = (CUm cos (ωt))' = - UmCω sin (ωt) = Im cos (ωt + π/2); i опережает u по фазе на π/2, т.к. по мере увеличения I заряжается С и U↑ Im = UmCω → XC = 1/Cω; I = U/XC

[Xc] = [с/ф = сВ/Кл =сВ/Ас = В/А = Ом]

4. Индуктивное сопротивление - §

постоянный ток: накал большой, ~ ток: накал маленький, т.к. eci = -LΔI/Δt = - Li'; i = Im cos (ωt); eci = - LΔI/Δt = - Li' = LωIm sin (ωt); если R = 0, то u = -ei = - LωIm sin (ωt) = LωIm cos (ωt + π/2) = Um cos (ωt + π/2); i отстаёт от u по фазе на π/2, т.к. при замыкании цепи на концах катушки возникает Uисточника, а I в силу с/и ↑ постепенно.Um = LωIm → XL = Lω; I = U/XL

[XL] = [Гн/с = Вс/Ас = В/А = Ом]

5. Закон Ома для цепи переменного тока.

U = √(UA2 + (UL – UC)2); Z – общее сопро­тивление. Z = √(R2 + X2); I = U/Z = √(UA2 + (UL – UC)2)/√(R2A + (ωL – 1/ωC)2)

6. Мощность в цепи переменного тока. – ток: P =IU [P] = [АВ] = [Вт]; ~ ток: u = Um cos (ωt); i = Im cos (ωt + φ); P = ui = Um cos (ωt)* Im cos (ωt + φ) = UmIm cos(φ)/2 + UmIm (cos(φ)*cos(2ωt) - sin(φ)*sin(2ωt))/2; {cosα cosβ = 0,5(cos (α + β) + cos (α – β)); cos (α + β) = cosα cosβ + sinα sinβ}Pср = 0,5ImUmcos (φ) = IдUдcos (φ);

cos (φ) – коэффициент мощности.

7. Электрический резонансPсз = IдUдcos (φ); P = max, если φ = 0 → UL = UC; XL = XC; ωL = 1/ωC; ω2 = 1/LC; T = 2π√(LC).

(последовательный резонанс- максимум тока, UX > U;), (R1 < R2 < R3)

8. Трёхфазный электрический ток.

Алгебраическая сум­ма трёх напряжений (токов) в каждый момент времени равна 0

U12 = U13 = U23 = фазное (звездой) U12 = U13 = U23 = √3Uфазное I1 = Iф

I1 = I2 = I3 = √3*Iфазный (треугольником) В осветительной сети фазное - 220 В, линейное – 380 В

Трансформатор - §

Преобразует переменный ток: U↑I↓, U↓I↑, P,ν = const. 1878 г. – П.Н. Яблочков. 1882 г. – И.Ф. Усагин усовершенствовал.

1. Замкнутый сердечник (магнитопровод): набор пластин из трансфор­маторной стали. 2.Две обмотки: первичная и вторичная.

Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции.

Принцип действия на холостом ходу, т.е. без Rн

Ф = Ф0 cos (ωt); e = E0 sin (ωt); E0 = ωФ0; Ф и e сдвинуты по фазе на π/2; e – мгновенное значение ЭДС; E – амплитудное значение ЭДС; e1 = N1ΔФ/Δt; e2 = N2ΔФ/Δt; → e1/e2 = N1/N2 = E1/E2; → k – коэффициент трансформации - § N1/N2 = E1/E2 = k = U1/U2; k > 1 – понижает U; k < 1 –повышает U; Wпотр затрачивается на перемагничение сердечника.

Рабочий режим (трансформатор нагружен RН) i2 ≠ 0; ~ i2 → ~ Ф2, препятствует ΔФ1 (Ленц) и ΔФ/Δt↓ → E1↓ → i1↑; всякое ↓RН → ↑P1 η = P2/P1 = P2/(P2 + PN + PC) ≈ 0,97 – 0,99, где P2 – мощность на RН, PN – потери в медной обмотке, PC – потери в стальном сердечнике.

P1 = P2; U1I1 = U2I2 → U1/U2 = I2/I1 (потери: джоулево тепло, гистерезис, токи Фуко, магнито­стрикция, рассеивание магнитного потока.)

Электростанции: тепловые ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС (уголь, газ, мазут, сланцы), АЭС (энергия атомного ядра), гидроэлектрические ГЭС, ГАЭС, ПЭС (потенциальная энергия воды)

1 – генератор переменного то­ка, 2 – повышающие трансфор­маторы, 3 – линия электропере­дачи (ЛЭП), 4 – 7 – понижаю­щие трансформаторы.

Большое Q на проводах:

Q = I2*R*t = I2*ρ*l*t/S рационально для ↓Q →↓I для этого U↑
Переменный электрический ток

Электрический ток -§, сила тока - §, переменный ток - § - (пульсирующий)

1. Гармонический характер колебаний e, u, i

Ф = BScos (φ) = BScos (ωt); Ф изменяется → появляется индукционный ток ei = - ΔФ/Δt, ei = - Ф' = - (BScos (ωt))' = BSω sin (ωt) = Em sin (ωt) = Em sin (2πt/T) u = Um sin (ωt) или u = Um cos (ωt); i = ei/R → i = Im sin (ωt + φ), где φ – возможный сдвиг фаз между i и u. Индукционный генератор - § электро­магнит, (постоянный магнит в генераторах малой мощности), вращающиеся обмотки, контактные кольца. Ротор – вращается, статор – неподвижен. Пульсирующее напряжение → коммутаторы – изолированные полукольца, якорь, коллектор.

Промышленная частота 50 Гц, скорость вращения ротора можно уменьшить, если использовать в качестве ротора электро­магнит, имеющий 4, 6, 8,...пар полюсов. 48 пар полюсов → 62,5 об/мин.

2. Действующее значение I и U, активное сопротивление.

I и U – изменяются. Что же показывают измерительные приборы? Действующее (эффективное) значение силы тока – IдQ- = I2Rt Q~ = i2срRt → I2 = i2ср; i = Im cos (ωt) → i2 = Im2 cos2 (ωt) (cos2α = 0,5 (1 + cos 2α)) → i2 = I2m/2 +I2mcos(2ωt)/2 среднее за период значение cos(2ωt) равно нулю → iд = Im/√2 = 0,707Im аналогично uд = Um/√2 = 0,707Um

активное сопротивление - § u = Um cos (ωt); i = u/R = Um cos (ωt)/R = Im cos (ωt); колебания силы тока по фазе совпадают с колебаниями напряжения

3. Реактивное сопротивление, емкостное сопротивление - §

- ток I = 0, ~ ток I ≠ 0, периодическая зарядка и разрядка

u = Um cos (ωt); q/C = Um cos (ωt); q = CUm cos (ωt); i = q' = (CUm cos (ωt))' = - UmCω sin (ωt) = Im cos (ωt + π/2); i опережает u по фазе на π/2, т.к. по мере увеличения I заряжается С и U↑ Im = UmCω → XC = 1/Cω; I = U/XC

[Xc] = [с/ф = сВ/Кл =сВ/Ас = В/А = Ом]

4. Индуктивное сопротивление - §

постоянный ток: накал большой, ~ ток: накал маленький, т.к. eci = -LΔI/Δt = - Li'; i = Im cos (ωt); eci = - LΔI/Δt = - Li' = LωIm sin (ωt); если R = 0, то u = -ei = - LωIm sin (ωt) = LωIm cos (ωt + π/2) = Um cos (ωt + π/2); i отстаёт от u по фазе на π/2, т.к. при замыкании цепи на концах катушки возникает Uисточника, а I в силу с/и ↑ постепенно.Um = LωIm → XL = Lω; I = U/XL

[XL] = [Гн/с = Вс/Ас = В/А = Ом]

5. Закон Ома для цепи переменного тока.

U = √(UA2 + (UL – UC)2); Z – общее сопро­тивление. Z = √(R2 + X2); I = U/Z = √(UA2 + (UL – UC)2)/√(R2A + (ωL – 1/ωC)2)

6. Мощность в цепи переменного тока. – ток: P =IU [P] = [АВ] = [Вт]; ~ ток: u = Um cos (ωt); i = Im cos (ωt + φ); P = ui = Um cos (ωt)* Im cos (ωt + φ) = UmIm cos(φ)/2 + UmIm (cos(φ)*cos(2ωt) - sin(φ)*sin(2ωt))/2; {cosα cosβ = 0,5(cos (α + β) + cos (α – β)); cos (α + β) = cosα cosβ + sinα sinβ}Pср = 0,5ImUmcos (φ) = IдUдcos (φ);

cos (φ) – коэффициент мощности.

7. Электрический резонансPсз = IдUдcos (φ); P = max, если φ = 0 → UL = UC; XL = XC; ωL = 1/ωC; ω2 = 1/LC; T = 2π√(LC).

(последовательный резонанс- максимум тока, UX > U;), (R1 < R2 < R3)

8. Трёхфазный электрический ток.

Алгебраическая сум­ма трёх напряжений (токов) в каждый момент времени равна 0

U12 = U13 = U23 = фазное (звездой) U12 = U13 = U23 = √3Uфазное I1 = Iф

I1 = I2 = I3 = √3*Iфазный (треугольником) В осветительной сети фазное - 220 В, линейное – 380 В

Трансформатор - §

Преобразует переменный ток: U↑I↓, U↓I↑, P,ν = const. 1878 г. – П.Н. Яблочков. 1882 г. – И.Ф. Усагин усовершенствовал.

1. Замкнутый сердечник (магнитопровод): набор пластин из трансфор­маторной стали. 2.Две обмотки: первичная и вторичная.

Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции.

Принцип действия на холостом ходу, т.е. без Rн

Ф = Ф0 cos (ωt); e = E0 sin (ωt); E0 = ωФ0; Ф и e сдвинуты по фазе на π/2; e – мгновенное значение ЭДС; E – амплитудное значение ЭДС; e1 = N1ΔФ/Δt; e2 = N2ΔФ/Δt; → e1/e2 = N1/N2 = E1/E2; → k – коэффициент трансформации - § N1/N2 = E1/E2 = k = U1/U2; k > 1 – понижает U; k < 1 –повышает U; Wпотр затрачивается на перемагничение сердечника.

Рабочий режим (трансформатор нагружен RН) i2 ≠ 0; ~ i2 → ~ Ф2, препятствует ΔФ1 (Ленц) и ΔФ/Δt↓ → E1↓ → i1↑; всякое ↓RН → ↑P1 η = P2/P1 = P2/(P2 + PN + PC) ≈ 0,97 – 0,99, где P2 – мощность на RН, PN – потери в медной обмотке, PC – потери в стальном сердечнике.

P1 = P2; U1I1 = U2I2 → U1/U2 = I2/I1 (потери: джоулево тепло, гистерезис, токи Фуко, магнито­стрикция, рассеивание магнитного потока.)

Электростанции: тепловые ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС (уголь, газ, мазут, сланцы), АЭС (энергия атомного ядра), гидроэлектрические ГЭС, ГАЭС, ПЭС (потенциальная энергия воды)

1 – генератор переменного то­ка, 2 – повышающие трансфор­маторы, 3 – линия электропере­дачи (ЛЭП), 4 – 7 – понижаю­щие трансформаторы.

Большое Q на проводах:

Q = I2*R*t = I2*ρ*l*t/S рационально для ↓Q →↓I для этого U↑

Добавить документ в свой блог или на сайт
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) iconЭлектрический ток. Сила тока

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) iconЭлектрический ток. Сила тока. Закон Ома

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) iconСамостоятельная работа №14 электрический ток. Сила тока начальный уровень Какое действие электрического тока наблюдается при поднимании деталей с помощью электромагнита? Выберите правильное утверждение. А. Механическое. Б. Магнитное. В. Тепловое

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) iconПреимущества сетей переменного тока
Переме́нный ток, ac (англ alternating current — переменный ток) — электрический ток, который периодически изменяется по величине...

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) iconЭлектрический ток и его характеристики. Основные определения Сила тока

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) iconКонспект урока по физике «Электрический ток. Сила тока»

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) iconПри действии в замкнутом контуре переменной эдс внём возникает переменный ток. Сила такого переменного тока может быть не постоянной в разных сечениях неразветв

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) iconБилет №14 Постоянный электрический ток, условия его существования. Сила тока и напряжение

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) iconконспект урока №1 в 8 «А» классе. «Сила и направление электрического тока»
Образовательная: сформировать понятие «сила тока» как количественной характери­стики тока в проводнике, сформировать умение объяснять...

Электрический ток -§, сила тока §, переменный ток § (пульсирующий) iconТест по теме «Электрический ток» и«Сила тока» Прочитайте вопросы, выберите правильные ответы


Разместите кнопку на своём сайте:
Учеба


База данных защищена авторским правом ©ucheba 2000-2013
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Рефераты