Ток, периодически меняющийся по величине и направлению, называется переменным током. Представление о переменном токе можно получить, если медленно вращать ручку действующей модели генератора,

Ток, периодически меняющийся по величине и направлению, называется переменным током. Представление о переменном токе можно получить, если медленно вращать ручку действующей модели генератора, подключенного к гальванометру. Отклонение стрелки гальванометра то вправо, то влево говорит о периодическом изменении величины и направления тока в цепи, т. е. о переменном токе.

Переменный ток, используемый в производстве и быту, изменяется по синусоидальному закону:

i = I_m sinω t,

где i - значение переменного тока в любой момент времени, называемое мгновенным значением переменного тока. Величина I_m, стоящая перед знаком синуса, называется амплитудой переменного тока.

Амплитуда - это наибольшее положительное или отрицательное значение переменного тока. Величина ω, стоящая под знаком синуса, является угловой скоростью. Произведение угловой скорости на время (ωt) представляет собой угол, возрастающий со временем.

Графиком переменного тока является синусоида (см. рис.).

График переменного тока

Для демонстрации синусоидального изменения переменного тока сети нужно реостат включить в сеть как потенциометр. Снимаемое с реостата напряжение подать на горизонтальные пластины включенного в сеть электронного осциллографа. На экране осциллографа получим синусоиду, которая свидетельствует о синусоидальном изменении напряжения на горизонтальных обкладках конденсатора осциллографа, а также о синусоидальном изменении тока в реостате и напряжения в сети.Кроме амплитуды, переменный ток характеризуется такими величинами, как период, частота, действующее значение.

Периодом (T) называется время, в течение которого происходит полное изменение (колебание) тока в проводнике.

Частотой (f) называется величина, выражающаяся числом полных колебаний тока за одну секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). При частоте в 1 Гц происходит одно полное колебание тока за одну секунду.

Стандартной частотой переменного тока в СССР является частота 50 Гц, что соответствует 50 полным колебаниям тока за одну секунду.

Частота - величина, обратная периоду. Следовательно,

f = 1/T или T = 1/f

Переменный ток, как и постоянный, оказывает тепловое, механическое, магнитное и химическое действия. В формулы расчета теплового, механического, магнитного и химического действий переменного тока подставляется действующее значение переменного тока.

Действующим значением переменного тока называется постоянный ток, который за время одного периода оказывает такое тепловое (механическое и др.) действие, как и данный переменный ток. Действующее значение для данного переменного тока есть величина постоянная и равная амплитудному значению, деленному на √2, т. е.

IД =	Im
√2

Все определения и соотношения действующего значения переменного тока справедливы и для переменного напряжения.Амперметр и вольтметр, работа которых основана на тепловом или механическом действии, при измерении переменного тока и напряжения показывают их действующие значения.

На практике приходится иметь дело не с мгновенными значениями синусоидальных величин, а с действующими. Все расчёты проводят для действующих значений, в паспортных данных различных электротехнических устройств указаны действующие значения (тока, напряжения), большинство электроизмерительных приборов показывают действующие значени
Рис 3.1 – График мгновенных значений

Действующий ток является эквивалентом постоянного тока, который за одно и то же время выделяет в резисторе такое же количество тепла, как и переменный ток. Действующее значение связано с амплитудным простым соотношением

Векторная форма представления синусоидальной электрической величины – это вращающийся в декартовой системе координат вектор с началом в точке 0, длина которого равна амплитуде синусоидальной величины, угол относительно оси х – её начальной фазе, а частота вращения – ω = 2πf. Проекция данного вектора на ось у в любой момент времени определяет мгновенное значение рассматриваемой величины.

При переходе проводника через точку А ток индуктироваться не будет, так как в точке А проводник силовых линий не пересекает.

При прохождении проводника через точку Б индуктируемый ток будет максимален, так как проводник в точке Б пересекает силовые линии перпендикулярно.

При переходе через точку В индуктируемый ток равен 0, так как проводник силовых линий не пересекает.

При переходе через точку Г индуктируемый ток будет максимален, так как в точке Г проводник силовые линии пересекает под прямым углом.

Построим график полученного тока за время одного оборота.

За первую четверть оборота (от А до Б) индуктируемый ток возрастает от 0 до максимума.

За II часть оборота ток от максимума убывает до нуля.

В III части оборота ток изменяет свое направление на противоположное и от 0 возрастает до максимума.

В IV части оборота ток от максимума убывает до 0.

Ток изменяет свое направление потому, что за первые полуоборота проводник движется в одном направлении, а за вторые полуоборота в другом.

Полученный таким образом ток называется переменным синусоидальным током. Он изменяется и по величине и по направлению.

Синусоидальным он называется потому, что он изменяется по закону синуса

Дата добавления: 2015-11-04