Курс лекций по физике Расчет цепей переменного тока

Метод узлового напряжения http://agrofingroup.ru/

Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность Значение и направление индуцированной ЭДС. На рис. 9.12 показаны две катушки, расположенные близко друг от друга. Если по первой катушке проходит ток i1, то некоторая часть магнитных линий первой катушки пронизывает вторую катушку, образуя магнитный поток Ф12. При изменении тока U будет изменяться Ф12, а следовательно, во второй катушке возникает ЭДС. Явление, при котором ЭДС в одном контуре индуцируется при изменении силы тока в другом, называется взаимной индукцией.

Период и частота переменного тока При передаче и распределении электрической энергии возникает необходимость в применении различных напряжений: высокого — для передачи энергии на большие расстояния и низкого — для питания приемников энергии. Такое преобразование напряжений легко осуществляется лишь при переменном токе. Для этого используют электромагнитные аппараты — трансформаторы, имеющие простое устройство и высокий КПД. Современная энергетика построена на использовании переменного тока, который получают на электрических станциях с помощью синхронных генераторов.

Действующее и среднее значения переменного тока Действующее значение переменного тока. При расчетах и электрических измерениях широко применяется действующее значение переменного тока I. Для его определения можно исходить из теплового действия переменного тока в электрической цепи. Действующее значение переменного тока равно значению такого эквивалентного постоянного тока, который, проходя через то же сопротивление, что и переменный ток, выделяет в нем за период то же количество теплоты.

Векторная диаграмма Расчет цепей переменного тока облегчается, если изображать синусоидально изменяющиеся токи, напряжения, ЭДС вращающимися векторами.

Цепь с сопротивлением Уравнения и графики тока и напряжения. Векторная диаграмма. Электрическая цепь переменного тока характеризуется тремя параметрами: активным сопротивлением г, индуктивностью L и емкостью С. Они влияют на значение и начальную фазу переменного тока, возникающего в цепи при переменном напряжении. В элементах цепи, имеющих активное сопротивление, электрическая энергия преобразуется в теплоту. В элементах же цепи с индуктивностью и емкостью энергия в виде теплоты не выделяется, а периодически накапливается в магнитном и электрическом полях, а затем возвращается к источнику электроэнергии. Такие элементы цепи называют реактивными. Влияние этих элементов на переменный ток учитывается так называемыми реактивными сопротивлениями.

Поверхностный эффект и эффект близости Постоянный ток распределяется по поперечному сечению проводника равномерно, т. е. имеет одинаковую плотность во всех точках этого сечения. Сопротивление постоянному току вычисляют по формуле R =. Плотность переменного тока неодинакова. Она возрастает от минимального значения на оси провода до максимального на его поверхности.

Цепь с активным сопротивлением и индуктивностью Векторная диаграмма тока и напряжений. Реальная катушка любого электротехнического устройства имеет два параметра: активное сопротивление г и индуктивность L. Поэтому в схеме замещения реальную катушку можно представить активным г и реактивным L элементами, соединенными последовательно

Цепь с активным сопротивлением и емкостью Векторная диаграмма тока и напряжений. В § 11.4 рассмотрена цепь с емкостью (идеальный конденсатор). В действительности любой конденсатор обладает потерями, т. е. активной мощностью Р. Поэтому реальный конденсатор можно представить схемой последовательного соединения активного сопротивления г и емкостного сопротивления хс

Собственные колебания в контуре Колебательный контур. В цепи с последовательным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости можно получить резонанс напряжений. Для понимания этого явления очень важно иметь представление о процессах, происходящих в колебательном контуре. Колебательный контур (рис. 12.15) состоит из катушки индуктивности L и конденсатора С. В положении 1 переключателя П конденсатор С подключается к источнику с постоянным напряжением U и заряжается от него до амплитудного напряжения Um = U.

Цепь с двумя параллельно соединенными катушками индуктивности Векторная диаграмма напряжения и токов. Параллельное соединение приемников (двигателей, осветительных устройств, бытовых приборов) находит самое широкое применение. Все приемники при этом включаются в общую сеть переменного тока с определенным напряжением U. Рассмотрим цепь с параллельным соединением двух катушек индуктивности

Общий случай цепи с параллельными ветвями Резонанс токов . Векторная диаграмма напряжения и токов. Резонансная частота. Вернемся к параллельному соединению катушки индуктивности и конденсатора (см. рис. 13.3). В § 13.2 указывалось, что в цепи при равенстве составляющих токов Ip1 = Iр2 возникает резонанс токов.

Определение и расчет коэффициента мощности. При активной нагрузке, к которой можно отнести лампы накаливания, нагревательные приборы, ток и напряжение совпадают по фазе (ф=0). При этом активная мощность Р = UIcosф= UI = S, т. е. равна полной мощности. В цепях с активным сопротивлением и индуктивностью или с активным сопротивлением и емкостью угол сдвига фаз напряжения и тока ф≠0, а активная мощность меньше полной: Р = Ulcos ф<UI = S. Электрическая энергия, израсходованная в цепи переменного тока за время t, называется активной.

окраска дисков, сварка дисков.
Начертательная геометрия Машиностроительное черчение Моделирование Математика Физика