Ланцюги змінного струму
Отримані співвідношення між амплітудами струмів і напруг, а також визначають зсув фаз між ними, дозволяють розрахувати характеристики будь-якого ланцюга змінного струму. Принципово методика розрахунку характеристик ланцюгів змінного струму не відрізняється від методики розрахунку ланцюгів постійного струму – фізичні закони, виражені в правилах Кірхгофа, справедливі для миттєвих значень струмів і напруг на будь-якій ділянці ланцюга. Однак у випадку змінних струмів ситуація ускладнюється чисто математичними проблемами – як від рівнянь для миттєвих значень струмів і напруг перейти до їх амплітудним (або діючим) величинам, до різницямвихідного фаз, визначальним, енергетичні характеристики розглянутих ланцюгів? Саме для подолання цих математичних труднощів розроблені різні математичні методи розрахунку, одним з яких є метод векторних діаграм.
Цікаво якісно пояснити таку поведінку розглянутих залежностей. Так при малих частотах джерела, нескінченно зростає опір конденсатора (постійний струм через конденсатор не протікає!), А при великих частотах різко зростає опір котушки індуктивності (через різке зростання ЕРС самоіндукції). Якщо ж частота джерела збігається з частотою ω0, то сила струму в ланцюзі повністю визначається її активним опором. Погляньте на векторну діаграму – при цій частоті амплітуди напруг на конденсаторі і котушці рівні, а так як вони змінюються в протифазі, то в будь-який момент цілком компенсують один одного. Іншими словами, при цій частоті ці елементи як би “випадають” з ланцюга. Механізм цього ефекту полягає в тому, що в моменти зарядки конденсатора максимальна ЕРС самоіндукції, і, навпаки, коли ЕРС самоіндукції максимально перешкоджає ЕРС джерела, розряджається конденсатор, підтримуючи струм в ланцюзі. У цьому режимі здійснюється перекачування енергії між конденсатором і котушкою – енергія електричного поля конденсатора переходить в енергію магнітного поля котушки і назад, причому ця “перекачування” не впливає на роботу джерела. Розглянуте явище різкого зростання амплітуди сили струму в колі з послідовно з’єднаними конденсатором і котушкою індуктивності отримало назву резонансу напруг, а частота, яка визначається формулою (8) називається резонансною.
Розглянута залежність амплітуди сили струму від частоти є багато параметричної (так як залежить від ЕРС джерела, активного опору, ємності й індуктивності ланцюга). Має сенс перейти до деяких безрозмірних змінних, щоб уніфікувати побудовані залежності. Найбільш природно, як аргумент цієї функції вибрати відносну частоту – відношення частоти джерела до резонансної частоти ланцюга
(2 votes, average: 2.50 out of 5)Related posts:
- Перехідні процеси в ланцюгах змінного струму Сталі режими роботи електричних ланцюгів – режими, в яких в ланцюзі незмінні параметри: напруга, струм, опору і т. д. Якщо після настання встановленого режиму зміниться напруга, то зміниться і струм. Перехід від одного сталого режиму до іншого відбувається не миттєво, а протягом деякого часу (рисунок 1). Процеси, що виникають в ланцюгах при переході від одного […]...
- Конденсатор в колі змінного струму Постійний струм через конденсатор НЕ тече – для постійного струму конденсатор є розривом ланцюга. Однак змінному струму конденсатор не перешкода! Протікання змінного струму через конденсатор забезпечується періодичною зміною заряду на його пластинах. Ємкісне опір обернено пропорційно циклічної частоті коливань напруги (струму) і ємності конденсатора. Спробуємо зрозуміти фізичну причину такої залежності. 1. Чим більше частота коливань […]...
- Конденсатор в ланцюзі змінного струму При вивченні постійного струму ми дізналися, що він не може проходити в ланцюзі, в якій є конденсатор. Так як конденсатор – це дві пластини, розділені шаром діелектрика. Для кола постійного струму конденсатор буде, як розрив в ланцюзі. Якщо конденсатор пропускає постійний струм, значить, він несправний. Конденсатор в ланцюзі змінного струму У відмінності від постійного змінний […]...
- Котушка індуктивності в ланцюзі змінного струму Індуктивність в ланцюзі змінного струму буде впливати на силу змінного струму. Перевіримо це на наступному досвіді. Візьмемо два джерела живлення. Один з них нехай буде джерелом постійної напруги, а другий – змінного. Причому підберемо джерела так, щоб постійне значення напруги дорівнювало чинному значенням змінної напруги. Підключимо до них за допомогою перемикача ланцюг, що складається з […]...
- Характеристики струму Для порівняльної оцінки всіляких змінних струмів застосовують критерії, іменовані параметрами змінного струму, серед яких: Період; Амплітуда; Частота; Кругова частота. Період – відрізок часів, коли проводиться закінчений цикл зміни струму. Амплітудою називають максимальне значення. Частотою змінного струму назвали кількість закінчених періодів за 1 сек. Перераховані вище параметри дають можливість відрізняти різні види змінних струмів, напруг і […]...
- Закон Ома для повного кола струму Закон Ома є формулою, яка наочно демонструє залежність головних характеристик електричного кола: Електричного струму (потоку заряджених частинок); Напруги (електрорушійної сили); Опору (протидія потоку електронів). Що б кращого усвідомити закону Ома, для початку слід визначитися з таким поняттям як електричний ланцюг. Говорячи спрощено, будь-який електричний ланцюг – це шлях в електричній схемі, по якому проходять електричні […]...
- Випрямлення змінного струму Выйну струмів американський винахідник Томас Алва Едісон програв американо-сербському інженеру Ніколя Тесла, оскільки змінний струм, який підтримував останній як стандарт, було можливо передавати на великі відстані з прийнятними втратами. І в наші дні більшість генеруючих потужностей виробляють саме змінний струм, а розраховані на промислову вироблення постійного (сонячні батареї) перетворять його в змінний за допомогою інверторів. […]...
- Устрій системи змінного струму Окрім електричних струмів, які течуть весь час в одному і тому ж напрямку, в різної електричної техніці дуже широко використовується також і змінні струми. Напрямок змінного електричного струму в ланцюзі змінюється багаторазово за певний проміжок часу (секунду). Давайте в загальних рисах розглянемо пристрій системи змінного струму, його специфіку та отримання. Отже, генератор постійного електричного струму […]...
- Еквівалентний генератор струму Любий генератор завжди характеризується електрорушійної силою Е і внутрішнім опором Ri. Він створює певну ЕРС, яка не залежить від опору навантаження. Тому такий генератор і називають генератором ЕРС. Іноді його подають як деякого ідеального генератора ЕРС, що не має внутрішнього опору, і включають в ланцюг послідовно з резистором, опір якого дорівнює Ri. У деяких випадках […]...
- Внутрішні і зовнішні електричні ланцюги Для створення упорядкованого руху електронів, потрібно наявність різниці потенціалів між будь-яким ділянкою ланцюга. Це забезпечується при підключенні напруги у вигляді джерела живлення. Він називається внутрішньої електричним колом. Інші компоненти ланцюга утворюють зовнішню ланцюг. Для завдання руху зарядів в джерелі живлення проти напрямку поля потрібно докласти сторонні сили. Такими силами можуть виступати: Вихід вторинної обмотки трансформатора. […]...
- Сила струму. Одиниці сили струму Дії електричного струму, які були описані в § 35, можуть виявлятися в різному ступені – сильнішим чи слабшим. Досліди показують, що інтенсивність (ступінь дії) електричного струму залежить від заряду, що проходить по ланцюгу в 1 с. Коли вільна заряджена частинка – електрон в металі або іон в розчині кислот, солей або лугів – рухається по […]...
- Отримання змінного струму Змінним називають струм, який періодично змінює свою величину і напрям. Змінний струм виникає, якщо до провідника прикласти змінну напругу. Напруга буде змінним, якщо різниця потенціалів на полюсах генератора буде змінюватися за величиною і за напрямком. Спробуємо змайструвати простенький генератор змінного струму. Візьмемо товстий мідний дріт і зігнемо його в прямокутну рамку. Кінці дроту підключимо до […]...
- Рівняння змінного струму Виникає питання, як сила струму в рамці зростає від нуля до максимуму, а потім знову падає до нуля? Величина струму, очевидно, залежить від сили Лоренца. Значить, сила Лоренца змінюється за час обороту рамки. Зауважимо, при повороті рамки змінюється кут, під яким заряди всередині рамки перетинають лінії поля магніту. Підказку дає формула Фарадея (38.2). З неї […]...
- Змішане з’єднання і складні електричні ланцюги В електричних ланцюгах досить часто зустрічається змішане з’єднання, що представляє собою комбінацію послідовного і паралельного з’єднань. Якщо взяти, наприклад, три приладу, то можливі два варіанти змішаного з’єднання. В одному випадку з’єднуються два прилади паралельно, а до них послідовно підключається третій (рис. 1, а). Така ланцюг має два послідовно включених ділянки, один з яких представляє собою […]...
- Змішані електричні ланцюги Змішаним з’єднанням елементів називають всілякі поєднання послідовної і паралельної різновидів з’єднань. В такому колі можливо різна кількість вузлів і гілок. Електричне коло зі змішаним з’єднанням елементів Змішаним вважають таке з’єднання, при якому в ланцюзі існують групи опорів, включених паралельно і послідовно. Якщо все опору в цій схемі приймаються за однакові, тобто це виглядає таким чином: […]...
- Графічні способи зображення змінного струму Графічні способи зображення змінного токаІзученіе змінного струму досить важко, якщо вивчає не засвоїв основних відомостей з тригонометрії. Тому основні положення тригонометрії, які можуть знадобитися в подальшому, ми наводимо на початку цієї статті. Відомо, що в геометрії прийнято, розглядаючи прямокутний трикутник, називати сторону, що навпроти прямого кута, гипотенузой. Сторони, що примикають до прямого кута, називаються катетами. […]...
- Амперметр. Вимірювання сили струму Силу струму в ланцюзі вимірюють приладом, званим амперметром. Амперметр – це той же гальванометр, тільки пристосований для вимірювання сили струму, його шкала градується в амперах (дивись малюнок внизу). На шкалі амперметра зазвичай ставлять букву А. На схемах його зображують кружком з буквою А. При включенні в ланцюг амперметр, як всякий вимірювальний прилад, не повинен впливати […]...
- RC-ланцюга Раніше були розглянуті електричні ланцюги, в яких використовувалися резистори (радіоелемент, що володіє опором руху електричного струму) або конденсатори (радіоелемент, здатний зберігати електричний заряд). На практиці ці обидва радіоелементу дуже часто використовуються спільно. Електричні ланцюги, в яких присутні і резистори, і конденсатори, називаються RC-ланцюгами. В найпростішого електричного RC-ланцюга, що складається з одного конденсатора і одного резистора, […]...
- Сила струму вимірюється в Дії електричного струму може виявлятися в різних ступенях – в сильних або слабких. Досліди показують, що інтенсивність (ступінь дії електричного струму) залежить від заряду, що проходить по ланцюгу за 1 с. Сила струму вимірюється в Амперах. Коли вільна заряджена частинка – електрон в металі або іон у розчині кислот, солей або лугів – рухається по […]...
- Закон Ома – закон пропорційності Формулювання Закону Ома для повного кола і для ділянки кола – це твердження пропорційності. Встановлюється достатня проста алгебраїчна зв’язок між величинами сили струму, суми опорів (r + R) і ЕРС джерела струму. Сила струму в електричному ланцюзі, прямо пропорційна ЕРС джерела і обернено пропорційна сумі внутрішнього опору цього джерела і загального опору кола. Найбільш зрозуміле […]...
- Напруга електричного струму і вольтметр Електричний струм – це електрони, які проходять через провідник і несуть в собі негативний заряд. Обсяг цього заряду або, іншими словами, кількість електрики характеризує силу струму. Ми знаємо, що сила струму однакова у всіх місцях ланцюга. Електрони не можуть зникати або “зістрибувати” з проводів і навантаження. Тому, силу струму ми можемо виміряти в будь-якому місці […]...
- Залежність сили струму від напруги Різні дії струму, такі як нагрівання провідника, магнітні та хімічні дії, залежать від сили струму. Змінюючи силу струму в ланцюзі, можна регулювати ці дії. Але щоб управляти струмом в ланцюзі, треба знати, від чого залежить сила струму в ній. Ми знаємо, що електричний струм у ланцюзі – це впорядкований рух заряджених частинок в електричному полі. […]...
- Робота електричного струму Як обчислити роботу електричного струму? Ми вже знаємо, що напруга на кінцях ділянки кола чисельно дорівнює роботі, яка здійснюється при проходженні по цій ділянці електричного заряду в 1 Кл. При проходженні за цією ж ділянкою електричного заряду, рівних не 1 Кл, а, наприклад, 5 Кл, вчинена робота буде в 5 разів більше. Таким чином, щоб […]...
- Режим роботи електричного кола постійного струму Для електричного кола найбільш характерними є режими навантажувальний, холостого ходу і короткого замикання. Навантажувальний режим. Розглянемо роботу електричного кола при підключенні до джерела будь-якого приймача з опором R (резистора, електричної лампи і т. П.). На підставі закону Ома е. д. з. джерела дорівнює сумі напруг IR на зовнішній ділянці ланцюга і IR0 на внутрішньому опорі […]...
- Електричні ланцюги Для того щоб використовувати енергію електричного струму, потрібно насамперед мати джерело струму, його енергію використовують у споживачах. Електродвигуни, лампи, плитки, всілякі прилади називають приймачами або споживачами електричної енергії. Електричну енергію потрібно доставити до приймача. Для цього приймач з’єднують з джерелом електричної енергії проводами. Щоб вмикати і вимикати в потрібний час приймачі електричної енергії, застосовують ключі, […]...
- Трофічні ланцюги і мережі Кожна з екосистем характеризується наявністю трофічних ланцюгів і мереж: Ланцюгом харчування називається послідовно пов’язана харчовими відносинами група видів. Кожне з попередніх ланок ланцюга є їжею для наступного. Так, прикладом ланцюга харчування може служити послідовність: Рослини – комахи – пуголовок – форель – донні сапрофіти. При кожному переході речовини від однієї ланки до іншого відбувається втрата […]...
- Опір в електричному ланцюзі Електричний опір є визначальною величиною для сили струму, поточного при заданій напрузі по ланцюгу. Під електричним опором R розуміється відношення напруги, що виникла на кінцях провідника, до сили струму, який тече по провіднику. R = U/I, Де R – електричний опір провідника; U – напруга; I – сила струму. При розрахунках напружень і струмів через […]...
- “Швидкість електричного струму” і швидкість руху носіїв заряду Уявімо собі дуже довгий ланцюг струму, наприклад телеграфну лінію між двома містами, віддаленими один від іншого, скажімо, на 1000 км. Ретельні досліди показують, що дії струму в другому місті почнуть проявлятися, т. Е. Електрони в що знаходяться там провідниках почнуть рухатися, приблизно через секунди після того, як почалося їх рух по проводах в першому місті. […]...
- Умови існування електричного струму До цього ми розглядали, що таке струм, і з’ясували, що всі заряди для освіти струму повинні рухатися направлено. Але тепер постає питання, а яким чином має взагалі виникати рух струму? Що пересуває заряди? Щоб заряди переміщалися, необхідно прикласти силу в деякому заданому напрямку. Щоб заряд переміщався по провіднику, в ньому має бути поле, що має […]...
- Вибір джерела струму по потужності навантаження Правильне розуміння Закону Ома для повного кола дозволяє правильно розрахувати і вибрати джерело струму по навантаженню, а також дозволяє своєчасно виявити дефекти джерел струму. Той джерело струму, який не придатний для низкоомной навантаження, тому як його внутрішній опір в більше або дорівнює опору навантаження, буде цілком придатний в експлуатації для харчування електричного кола з навантаженням […]...
- Сила струму в ланцюзі і амперметр Напевно, кожен хоча б раз у житті відчував на собі дію струму. Звичайна батарейка ледь відчутно пощипує, якщо прикласти її до мови. Струм у квартирній розетці досить сильно б’є, якщо торкнутися оголених проводів. А ось електричний стілець і лінії електропередач можуть позбавити життя. У всіх випадках ми говоримо про дію електричного струму. Чим же так […]...
- Пасивні елементи електричного кола Резистор, індуктивність і ємність є пасивними елементами електричного кола. Резистор r або активний опір ланцюга – це елемент, в якому відбувається розсіювання енергії у вигляді тепла або перетворення електричної енергії в інший вид енергії: світлову, хімічну або механічну. Індуктивність L і ємність C називаються реактивними елементами ланцюга, в них відбуваються накопичення енергії у вигляді магнітного […]...
- Дія електричного струму Ми не можемо бачити рухомі в металевому провіднику електрони. Про наявність електричного струму в ланцюзі ми можемо судити лише по різним явищам, які викликає електричний струм. Такі явища називають діями струму. Деякі з цих дій легко спостерігати на досвіді. Теплова дія струму можна спостерігати, наприклад, приєднавши до полюсів джерела струму залізну або нікелінову дріт (рис. […]...
- Характеристика електричного струму Обов’язковою умовою існування струму в електричному ланцюзі є замкнутий контур. Якщо контур ланцюга розривається, то струм припиняється. За таким принципом діють всі захисту і вимикачі в електротехніці. Вони розривають електричний ланцюг рухливими механічними контактами, і цим припиняють протягом струму, вимикаючи пристрій. В енергетичній промисловості електричний струм виникає всередині провідників струму, які виконані у вигляді шин, […]...
- Формула потужності струму Потужність – це фізична величина, яка виражає відношення роботи до проміжку часу, за який вона була здійснена. Якщо потужність позначити буквою P, то P = A/t Чому ж дорівнює потужність електричного струму на ділянці кола? Як відомо, робота на ділянці кола дорівнює добутку напруги, сили струму і часу їх дії: A = UIt Підставимо в […]...
- Закон Ома в комплексній формі Закон Ома в комплексній формі зручно застосовувати для розрахунків і дослідження (аналізу) електричних ланцюгів синусоїдального струму. Висловлюючись точніше – це лінійні ланцюги з усталеними режимом роботи, коли після закінчення в них перехідних процесів, падіння напруги на ділянках, струми в гілках і ЕРС джерел, є синусоїдальними функціями часу. У тих випадках, коли усталений режим в електричному […]...
- Робота і потужність струму: як ми платимо за електроенергію? У кожного з нас вдома є лічильник, за показаннями якого ми щомісяця платимо за електрику. Ми оплачуємо якусь кількість кіловат-годин. Що ж таке ці кіловат-години? За що конкретно ми платимо? Розберемося:) Ми використовуємо електрику з певними цілями. Електричний струм виконує якусь роботу, внаслідок цього і функціонують наші електроприлади. Що ж таке – робота електричного струму? […]...
- Вимірювальні трансформатори струму Призначення вимірювальних струмових трансформаторів полягає, перш за все, в трансформації (пропорційному зниженні) вимірюваної сили електричного струму до величин, які найбільш безпечних і допустимі для його безпосереднього вимірювання. Іншими словами кажучи, вимірювальні трансформатори струму в значній мірі розширюють робочі межі вимірювання електровимірювальних приладів (лічильників). Найбільш відповідний приклад необхідності застосування вимірювальних трансформаторів струму – випадок, коли в […]...
- Види потужності електричного струму Потужність електричного струму також може бути обчислена за формулою: P = A / t, Вона характеризує інтенсивність передачі електроенергії, тобто робота, що здійснюються струмом по переміщенню зарядів за певний період часу. Тут A – це робота, T – час, за яке робота була виконана. Потужність може бути двох видів: реактивної і активної. При активної потужності […]...
- Потужність електричного струму Ми знаємо, що потужність чисельно дорівнює роботі, вчиненої в одиницю часу. Отже, щоб знайти середню потужність електричного струму, треба його роботу розділити на час: P = A / t. Де Р – потужність струму (механічну потужність ми позначали буквою N). Робота електричного струму дорівнює добутку напруги на силу струму і на час: А = UIt, […]...