Conceptul de curent alternativ electric este dat în manualul de fizica instituțiilor de învățămînt general - școli. Curentului electric alternativ este sub forma unui semnal armonic de undă sinusoidală, principalele caracteristici ale care sunt tensiunea și frecvența de funcționare.
Frecvența - numărul de inversare polaritate completă a curentului electric alternativ într-o secundă. Acest lucru înseamnă că un curent într-o frecvență convențională de ieșire de uz casnic de 50 hertzi pe secundă își schimbă direcția de la valori pozitive la negativ și înapoi din nou exact cincizeci de ori. O schimbare completă a direcției (polaritate) a curentului electric de la valori pozitive la negativ și înapoi la apel pozitiv - perioada de oscilație a curentului electric. Pe parcursul perioadei T curent alternativ electric își modifică direcția de două ori.
Pentru observarea vizuală sinusoidal de curent alternativ utilizate în mod obișnuit osciloscop. Pentru a exclude șoc electric și de protecție a osciloscopului de la rețea de tensiune de intrare, folosind transformatoare de izolare. Pentru perioada de măsurare este nici o diferență, pentru unele echivalente (AMPLITUDE EQUAL) se indică măsura. Este posibil ca nodurile maxime pozitive sau negative, și poate fi și o valoare zero. Acest lucru este ilustrat în figură.
Știm din manual de fizica care curentului electric alternativ este generat de aparatul electric - generator de. Cel mai simplu model al generatorului este un cadru magnetic care se rotește într-un câmp magnetic al unui magnet permanent.
Imaginati-va un cadru de sârmă dreptunghiular cu câteva spire de uniform prin rotație într-un câmp magnetic uniform. Apare în acel cadru emf inducție variază sinusoidal. Perioada de oscilație T a unui curent electric alternativ - este o rotație completă a cadrului magnetic în jurul axei sale.
Una dintre cele mai importante caracteristici ale curentului electric sunt două valori ale unui curent electric alternativ - valoarea maximă și valoarea medie.
Valoarea maximă a tensiunii electrice Umax - este valoarea de tensiune corespunzătoare valorii maxime a undei sinusoidale. Valoarea medie a tensiunii electrice USR - o valoare de tensiune egală cu 0,636 din valoarea maximă. Matematic, se pare ca acest lucru:
Sinus val de tensiune de vârf pot fi monitorizate pe ecranul osciloscopului. Pentru a înțelege ce valoarea medie a tensiunii de curent alternativ poate fi efectuat un experiment pe desen și descrierea de mai jos.
Cu ajutorul osciloscopului, conectați la intrare de tensiune de undă sinusoidală. Mâner offset vertical matura, mutați „zero“ scanare pe linia cea mai joasă a scalei ecranului osciloscop. Întinde și mutați scanarea orizontală, astfel încât o jumătate de undă sinusoidală formă de undă în zece (cinci) a celulelor de ecran osciloscop. Manipulați de scanare verticală (îmbunătățită) întinde desfășurarea, astfel încât amplitudinea maximă a jumătate-se potrivesc exact zece (cinci) a celulelor ecranul osciloscopului. Se determină amplitudinea undei sinusoidale la zece site-uri. Rezumați toate cele zece valori și se împarte la zece - Găsește-l „scor mediu“. Ca rezultat, veți obține o valoare de tensiune de aproximativ 6,36 din valoarea sa maximă - 10.
Instrumente de măsurare - voltmetre, tseshki, multimetre pentru a măsura tensiunea de curent alternativ au în schema lor de un redresor și un condensator de netezire. Acest lanț de factor „runde“ și diferența maximă a tensiunii măsurate la numărul de 0,7. Prin urmare, dacă vedeți pe ecranul osciloscopului de amplitudine a tensiunii de undă sinusoidală de 10 volți, contorul de tensiune (tseshka, multimetru) nu va 10, dar aproximativ 7 volți. Credeți că priza de acasă - 220 volți? Este, dar nu destul! 220 volți - medie tensiunea de ieșire de uz casnic, în medie metru - voltmetru. Tensiunea maximă rezultă de asemenea din formula:
De aceea, atunci când „byot“ curent de la priza electrică, 220 de volți, știi că aceasta este iluzia ta. De fapt, sunt agitare o tensiune de aproximativ 315 de volți.
Alături simplu curent alternativ sinusoidal în domeniu, este utilizat pe scară largă așa-numitul curent trifazat. Mai mult decât atât, curentul electric trifazat - este principala formă de energie utilizată la nivel mondial. Trei faze de curent alternativ este câștigat popularitate datorită puterii de transmisie mai puțin costisitoare pe distanțe lungi. Dacă aveți nevoie de două fire pentru curentul trifazat, în care energia este de trei ori mai mare, este nevoie de doar trei fire pentru normale (o singură fază) ale curentului electric. Sensul fizic vei învăța mai târziu în acest articol.
Imaginați-vă dacă o axă comună nu se rotește una și trei cadre identice, dintre care avioanele sunt rotite una față de cealaltă cu 120 de grade. Apoi apar în aceste electromotoare sinusoidală Acesta va fi, de asemenea, mutat în fază de 120 de grade (vezi. Figura).
Astfel concertate trei variabile numite trei faze de curent alternativ. aspect simplificat de înfășurări sârmă în generator de curent alternativ trifazat este ilustrat în figură.
Conectarea înfășurărilor generatorului în trei linii independente prezentate mai jos.
Această conexiune cu șase fire destul de greoaie. Deoarece fenomenele sunt importante în circuitele electrice, numai diferența de potențial pe care un conductor poate fi folosit simultan pentru cele două faze, fără a reduce capacitatea de încărcare a fiecărei faze. Cu alte cuvinte, în cazul conectării bobinele generatorului într-o „stea“ cu ajutorul „zero“, transferul de energie din cele trei surse se face pe patru fire (.. A se vedea Figura), în care unul este comun - conductorul neutru.
Prin trei fire pot fi transmise direct de energia celor trei (de fapt independente) sursele de curent conectate în „delta“.
În generatoare industriale și transformatoare convertesc „triunghi“ este conectat în mod tipic de tensiune interfaza de 220 de volți. În acest „zero“ este efectuată offline. „Star“ este utilizat pentru transmisia de tensiune de rețea folosind „zero“. Astfel, în fază cu privire la tensiunea de „zero“ de 220 de volți este valid. Tensiunea interfacială, astfel, egală cu 380 de volți.
Frecvente în timpul „democrației nerușinare voruyuschey“ a fost arderea echipamentelor de uz casnic în casele cetățenilor respectabili, atunci când, din cauza necorespunzătoare a cablajului ars de ansamblu „zero“, apoi în funcție de cât de multe aparate de uz casnic sunt incluse în apartamente, televizoare și frigidere în plus aprinse care acestea sunt cel mai puțin implicați. Aceasta este cauzată de fenomenul de „dezechilibru de fază“, care a apărut la sol pauză. Ieșirea cetățeni care respectă în loc de 220 s-au grabit tensiune interfaza de 380 de volți. Până în prezent, în multe structuri comunale și de locuințe asemănătoare cu orașele și satele noastre românești, acest fenomen nu este complet eradicată.
PRIMII AC
Industria se aplică în principal, un curent alternativ sinusoidal, care se schimbă valoarea și direcția sa periodic, spre deosebire de DC fiecare moment. Pentru utilizarea unui astfel de sursă de curent de energie electrică, crearea variabilă e. . D cu variația periodică în mărime și direcție; Aceste surse sunt numite alternatoare. Principiul curent alternativ. Cel mai simplu Alternatorul poate fi rotund, prin rotație într-un câmp magnetic uniform (fig. 168, de asemenea). Folosind regula din dreapta, este ușor să se determine că, în timpul direcția de rotație a bobinei e. DS e indusă în zonele de lucru 1 și 2 se transformă continuu schimbări (indicate prin săgeți) și, prin urmare, își schimbă direcția de curgere a curentului prin circuitul închis i. Conform legii electromagnetice de inducție e. d. s, indusă în bobina în timpul rotației sale cu o viteză circumferențială. într-un câmp magnetic de inducție cu B,
2l - lungimea a două părți de lucru ale bobinei într-un câmp magnetic;
- unghiul dintre direcția liniilor de forță magnetice și direcția mișcării bobinei în punctul de timp relevant (direcția vectorului de viteză?).
Când se rotește bobina cu viteza unghiulară. unghi. =? T, prin urmare,
cu unghi variabil. t e numită fază. d. a. Valoarea 2lb. Aceasta reprezintă valoarea maximă a e. d. a. e, pe care le primește de la t = 90 ° (când planul buclei este perpendicular pe liniile magnetice de forță). Desemnând-l Eth obține:
Dependența rezultată e. d. a. adică unghiul t și timpul t sinusoida reprezentat grafic (fig. 168, b). E. g. Cu curenți și tensiuni care modifică valorile și direcția legii sinusoida lor numit sinusoidal. Axa pe care unghiurile laici. t, poate fi considerată ca axă de timp t. Să luăm în considerare unele prevederi specifice ale bobinei. La momentul respectiv, care corespunde unghiului t1 (a se vedea figura 168, și ..) Atunci când bobina este în poziția orizontală, zonele sale de lucru ca în cazul în care alunecarea de-a lungul liniilor magnetice de forță, fără a trece-le ?; astfel încât în acest moment e. d. a. ele nu sunt induse (punctul 1 din Fig. 168, b). La rotirea în continuare a bobinei se va intersecta liniile laterale de forță magnetică. Pe măsură ce rotația unghiului crește și numărul liniilor electrice încrucișate laturile bobinelor pe unitatea de timp, și crește în mod corespunzător E indusă în bobina. d. la e. La momentul respectiv, corespunzător unghiului? t2. bobina intersectează cel mai mare număr de linii magnetice de forță, deoarece porțiunile de lucru 1 și 2 muta perpendicular pe liniile de câmp magnetic; în acest moment e. d. a. e atinge valoarea sa maximă Em (punctul 2 din figură). La rotirea suplimentară a bobinei traversate de numărul de linii electrice este redusă și în mod corespunzător scade induse în bobina e. d. a. Timpul care corespunde porțiunilor de colț ale bobinei de lucru din nou, deoarece alunecă de-a lungul liniilor de câmp magnetic, care rezultă în e. d. a. e este zero (punctul 3). Apoi lucrează porțiunile 1 și 2 încep să se întoarcă din nou să traverseze liniile de câmp magnetic, dar în cealaltă direcție, astfel încât bobina apare e. d. a. direcție opusă. La acea vreme, care corespunde unghiului? T4. cu un aranjament vertical al bobinei e. d. a. atinge o valoare maximă - Em (punctul 4), apoi scade, și un timp care corespunde t5, din nou, devine zero (punctul 5) ?. La deplasarea în continuare a bobinei cu fiecare
Fig. 168. inducție sine e. d. a. (A) și curba schimbării (b)
cifra de afaceri de inducere nou proces e de mai sus. d. a. Se va repeta.
În magneți alternator moderne sau electromagneți care creează un câmp magnetic, de obicei situat pe partea rotativă a mașinii - rotorul. și bobine, care este indusă de variabila e. d e. - pe partea staționară a generatorului - stator. Cu toate acestea, din punct de vedere al principiului alternator acțiune indiferentă la orice parte a mașinii de - rotor și stator - bobine sunt aranjate, care este indusă de variabila e. d. a.
De lucru receptoare de energie electrică pentru AC. Când este conectat la generatorul de curent alternativ lampa electrică (vezi. Fig. 168), atunci firul se va încălzi și se răcească periodic. Cu toate acestea, în cazul în care frecvența alternante modificările actuale sunt suficient de mari, filamentul lămpii nu va avea timp să se răcească, iar ochiul uman nu va detecta schimbari in intensitate. Aceleași condiții apar, de asemenea, în cazul în care motoarele de curent alternativ; un astfel de motor în timpul funcționării primește impulsuri de curent alternativ următoarele unul pe altul la o frecvență ridicată, iar rotorul acestuia este rotit la o frecvență constantă.