Curent alternativ pentru o lungă perioadă de timp nu a găsit aplicare practică. Acest lucru se datorează faptului că primele generatoarele de energie electrică este generată de curent continuu, care satisface complet procesele tehnologice electrochimie si motoare de curent continuu au caracteristici bune de reglare. Cu toate acestea, ca o constantă de dezvoltare actuală de producție a devenit din ce în ce satisface cererea tot mai mare putere economică. Un curent alternativ permis eficientă a energiei electrice zdrobirea și modificați valoarea de tensiune, folosind transformatoare. A existat o posibilitate de producere a energiei electrice în centrale electrice mari, urmată de distribuția sa economică a consumatorilor, a crescut gama de putere.
În prezent, producția și distribuția de energie electrică centrale se realizează în principal pe curentul alternativ. Lanț variabilă - variabilă - în raport curent la circuitele de curent continuu au un număr de caracteristici. Alternante curenți și tensiuni cauzează alternante câmpuri electrice și magnetice. Ca urmare a modificărilor din aceste domenii în lanțuri apar fenomenul de auto-inductanță și inductanța mutuală, care au cea mai mare influență asupra proceselor care au loc în circuitele, complicând analiza.
Un curent alternativ (tensiune EMF, etc.), se numește un curent (tensiune, EDS, etc.), variabile în timp. Valorile curenților se repetă la intervale regulate, în aceeași secvență, numită periodic, iar cel mai mic interval prin care recurența observate - perioada T. Pentru curent periodice au
Inversul perioadei este frecvența, măsurată în hertzi (Hz):
Gama de frecvențe utilizate în domeniu, de frecvență foarte joasă (0.01 ¸ 10 Hz - în sisteme automate de control, analog de calcul) - la superhigh (3000 ¸ 300.000 MHz - unde milimetrice: radar, astronomie radio). Frecventa VRumyniyapromyshlennaya f = 50 Hz.
Valoarea instantanee a unei variabile este o funcție de timp. Acesta este, de obicei, notate cu litere mici:
i - valoarea instantanee a curentului;
u - tensiune instantanee;
e - valoarea instantanee a CEM;
p - valoarea puterii instantanee.
Cea mai mare valoare instantanee a unei variabile numită amplitudinea în perioada (de obicei este notată cu litere majuscule cu indexul m).
- amplitudinea curentului;
- amplitudinea tensiunii;
- amplitudinea EMF.
Valoarea curentă a curentului alternativ
Valoarea curentului periodic la o valoare constantă a curentului, care pe parcursul unei perioade va produce același efect termic sau electrodinamic ca curentul periodic, numit valoarea curentă a curentului periodic:
În mod similar definim valorile efective ale EMF și de tensiune.
Sinusoidal curent variabil
Dintre toate formele posibile de curenți periodice cele mai larg curent sinusoidal. Comparativ cu alte tipuri de curent sinusoidal curent are avantajul că permite, în general, cel mai economic pentru a efectua producția, transportul, distribuția și utilizarea energiei electrice. Numai atunci când se utilizează un curent sinusoidal posibil pentru a menține formele de undă ale tensiunilor și curenților neschimbate în toate domeniile de catenă liniară complexe. Teoria curentului armonic este cheia pentru înțelegerea teoria celorlalte circuite.
Fotografie tensiuni sinusoidale EMF
și curenții în planul coordonatelor carteziene
curenți sinusoidali și tensiuni pot fi reprezentate grafic înregistrate folosind ecuațiile cu funcții trigonometrice, reprezentate ca vectori în planul cartezian sau numere complexe.
Se arată în Fig. 1, 2 grafice de două și e1 e2 forță electromotoare sinusoidale corespunde ecuației:
.
Valorile argumentaționale ale funcțiilor sinusoidale și sunt numite faze de sinusoide și valoarea fazei la momentul inițial (t = 0): și - faza inițială ().
Cantitatea ce caracterizează viteza de schimbare a unghiului de fază menționată frecvența colț. Deoarece unghiul de fază al undei sinusoidale pentru o perioada T este schimbat la rad., Frecvența unghiulară este, în cazul în care F- frecvență.
Luate împreună diferență două mărimi sinusoidale audio frecvență de unghiuri de fază, egală cu diferența dintre fazele inițiale, numit unghi de defazaj.
.
imagine vectorială a unui sinusoidal
Pe un plan cartezian de origine se realizează vectori egali în valori absolute de amplitudine ale valorilor sinusoidale, iar acești vectori sunt rotite invers acelor de ceasornic (în TBE această direcție este considerată pozitivă), cu o frecvență unghiulară egală cu w. Unghiul de fază în timpul rotației este măsurată de la axa x pozitiv. Proiecțiile vectorilor de rotație pe axa ordonatelor sunt valori instantanee egale ale e1 electromotoare forță și e2 (Fig. 3). Set de vectori reprezentând diferite tensiuni CEM sinuos și curenți, numită diagrama vector. La construirea diagramelor vectoriale ale vectorilor este convenabil poziționat pentru timpul de pornire (t = 0), care derivă din egalitatea frecvenței unghiulare valorile sinus și este echivalentă cu carteziene sistemului în sine este rotit invers acelor de ceasornic cu o viteză w coordonate. vectori Astfel, în acest sistem de coordonate sunt fixe (Fig. 4). Diagrame vectoriale sunt utilizate pe scară largă în curent sinusoidal de circuit de analiză. Utilizarea lor face un design de circuit mai intuitiv și simplu. Această simplificare este că adunarea și scăderea valorilor valorilor instantanee pot fi înlocuite cu adunarea și scăderea vectorilor corespunzători.
Să presupunem, de exemplu, la punctul de ramificare (Figura 5.) Curentul totală este suma curenților și două ramuri:
.
Fiecare dintre acești curenți sinusoidali și poate fi reprezentată prin ecuația
și.
Curentul rezultat este, de asemenea, sinusoidală:
.
Determinarea amplitudinii curente și faza inițială de transformare trigonometrice corespunzătoare devine destul de voluminos și puțin vizual, în special în cazul în care un număr mare de valori sinus însumate. Este mult mai ușor prin utilizarea unei diagrame vector.
Deoarece suma algebrică a proiecțiilor, pe axa ordonatelor este valoarea instantanee a curentului total, curentul totală este suma vectorială a vectorilor geometrici curenților:
.
Construirea diagramei vectorului în scară și permite determinarea valorilor diagramei, după care soluția poate fi scrisă de valoarea instantanee a contabilității formale de frecvență unghiulară :.
Introducere tensiuni sinusoidale EMF
și curenți numere complexe
operații geometrice cu vectori pot fi înlocuite prin operații algebrice cu numere complexe, care îmbunătățește semnificativ acuratețea rezultatelor.
exponențială
trigonometrice sau
Algebrice - formulare.
De exemplu, CEM, prezentat în Fig. 7 vector rotativ corespunde unui număr complex
.
Unghiul de fază este determinată de proiecțiile vectorului pe axa „+1“ și „+ j“ sistem de coordonate ca
.
În conformitate cu forma trigonometrică înregistrare componenta imaginară a numărului complex determină valoarea instantanee a EMF variază sinusoidal:
Un număr complex poate fi în mod convenabil reprezentat ca produsul a două numere complexe: