Лекция 22

Переменный ток

План:

1.Получение переменной ЭДС

Известно достаточно большое количество способов получения электрической энергии. Однако наибольшее распространение получил способ, основанный на явлении электромагнитной индукции.

Получаем в цепи ЭДС, изменяющуюся по гармоническому закону с амплитудой, равной NBSω. В дальнейшем будем рассматривать цепи с сосредоточенными параметрами, будем рассматривать цепи небольших размеров, будем рассматривать только процессы, происходящие по закону sin или cos, т.к. практически любую функцию можно разложить в ряд Фурье по гармоническим функциям.

2.Резистор в цепи переменного тока

Здесь закон Ома выполняется для самих токов и напряжений. Ток и напряжение изменяются в фазе.

При изучении переменных токов используется метод векторных диаграмм. Его суть: скалярным величинам приписывают направления в соответствии с их фазами.

Мощность в данной цепи вычисляется как

Так как обычно имеют дело с переменным током достаточно высокой частоты, поэтому говорят о средней мощности.

где

Они называются действующими, эффективными или «по уровню 0,7» значениями переменного тока (напряжения).

Определение:Действующим значением переменного тока называется такое значение постоянного тока, которое дает такой же тепловой эффект, как и протекающий переменный ток.

Существующие приборы, как правило, реагируют на действующее значение.

3.Индуктивность в цепи переменного тока

                      

 – индуктивное сопротивление цепи переменному току.

Для данной цепи закон Ома не выполняется, т.к. ток и напряжение сдвинуты по фазе на
. Говорят, что выполняется закон Ома для амплитудных значений.

            

    
     

Общее сопротивление цепи обозначают z и называют импедансом.

Реактивная мощность в течение полупериода выделяется, а за другой полупериод поглощается.

4.Конденсатор в цепи переменного тока

    

 – емкостное сопротивление.



Длямощности все аналогично.

5.Полная цепь переменного тока




Величину cosφ называется коэффициентом мощности. Существует приборы, которые его измеряют. Чем он выше, тем лучше эффективность системы. Повышение cosφ является одной из важных задач в народном хозяйстве.

6.Резонанс напряжений

Если

,

то

.

Таким образом, при малом входном напряжении можно получить большое напряжение на отдельном элементе.

Это резонанс в колебательном контуре с вынуждающей силой. Используется во входных устройствах радиоприемников.

7.Резонанс токов

8.Элементы теории трансформатора

– коэффициент трансформации.