§ 31 CURENTE ELECTRICE VARIABILE
Oscilațiile electromagnetice libere în circuit se diminuează rapid și, prin urmare, practic nu sunt utilizate. Dimpotrivă, oscilațiile forțate neîntrerupte au o mare importanță practică.
Curentul alternativ din rețeaua de iluminat a unui apartament folosit în fabrici și fabrici etc. nu este altceva decât oscilații forțate electromagnetice. Curentul și tensiunea variază în funcție de timp în conformitate cu legea armonică.
fluctuație de tensiune detectată cu ușurință cu un osciloscop. Atunci când plăcile de deflexie verticale ale osciloscopului se aplică o tensiune de la rețea, matura timp de pe ecran va fi o undă sinusoidală (Fig. 4.8). Cunoscând viteza fasciculului pe ecran în direcție orizontală (este determinată de frecvența tensiunii sawtooth) se poate calcula frecvența de oscilație. frecvență AC - acesta este numărul de vibrații de 1 s.
Frecvența standard a AC industrial este de 50 Hz. Aceasta înseamnă că timp de 1 secunde curentul merge de 50 de ori într-o direcție și de 50 de ori în direcția opusă. Frecvența de 50 Hz este acceptată pentru curentul industrial în multe țări ale lumii. În SUA, frecvența este de 60 Hz.
Dacă tensiunea de la capetele lanțului se modifică în conformitate cu legea armonică, atunci intensitatea câmpului electric din interiorul conductorilor va varia, de asemenea, armonic. Aceste modificări armonice ale intensității câmpului, la rândul său, produc fluctuații armonice în viteza mișcării ordonate a particulelor încărcate și, în consecință, oscilațiilor armonice ale curentului.
Dar când tensiunea la capetele circuitului se schimbă, câmpul electric nu se schimbă instantaneu pe întreg circuitul. Schimbările de câmp se propagă, deși cu o viteză foarte mare, dar nu infinit de mare.
Cu toate acestea, dacă timpul de propagare al câmpului se schimbă în circuit este mult mai mic decât perioada oscilațiilor de tensiune, putem presupune că câmpul electric din întreg circuitul se schimbă imediat cu o schimbare a tensiunii la capetele circuitului. În acest caz, puterea curentă într-o anumită clipă de timp va avea practic aceeași valoare în toate secțiunile circuitului neramificat.
Tensiunea alternativă în prizele de ieșire din rețeaua de iluminat este generată de generatoare la centrale electrice. Un cadru de sârmă care se rotește într-un câmp magnetic uniform constant poate fi considerat cel mai simplu model al unui alternator. Fluxul de inducție magnetică Φ penetrând un cadru de sârmă cu suprafața S este proporțional cu cosinusul unghiului a între cadrului normal și cadrului și vectorul inducției magnetice (Figura 4.9):
Cu o rotație uniformă a cadrului, unghiul a crește proporțional cu timpul:
unde este viteza unghiulară de rotație a cadrului. Fluxul de inducție magnetică variază în funcție de legea armonică:
Aici, valoarea joacă deja rolul unei frecvențe ciclice.
Conform legii inducției electromagnetice de inducție CEM într-un cadru este luat cu semnul „-“ rata de schimbare a fluxului magnetic, adică derivata a fluxului magnetic al timpului de inducție: ..
În cazul în care cadrul pentru a conecta circuitul de oscilație, viteza unghiulară a cadrului de rotație determină EMF frecvență de oscilație, pazlichnyx tensiune pe părți ale lanțului și amperaj.
Vom studia în continuare oscilațiile electrice forțate care apar în lanțuri sub acțiunea unei tensiuni care variază în funcție de frecvența ciclică w în conformitate cu legea sinusului sau cosinusului:
u = Um sin t
sau
u = Um cos t, (4.14)
unde Um este amplitudinea tensiunii, adică valoarea maximă a tensiunii pe modul.
Dacă tensiunea se modifică cu o frecvență ciclică. atunci curentul din circuit se va schimba cu aceeași frecvență. Dar fluctuațiile puterii actuale nu trebuie să coincidă neapărat în fază cu fluctuațiile de tensiune. Prin urmare, în cazul general, forța curentă i în orice moment de timp (valoarea instantanee a puterii curente) este determinată de formula
Aici Im este amplitudinea curentului. adică valoarea maximă a intensității curente și c este diferența de fază (trecerea) între oscilațiile de curent și tensiune.
În circuitele industriale de curent alternativ, curentul și tensiunea variază armonic cu frecvența v = 50 Hz. Tensiunea alternativă la capetele circuitului este generată de generatoare la centralele electrice.
1. În ce condiții în circuitul electric există oscilații electromagnetice forțate!
2. Valoarea instantanee a curentului de curent alternativ este egală la un anumit moment în toate părțile circuitului neramificat?
Colecție de note de lecții în fizică descărcare. planificare tematică calendaristică, manuale în toate disciplinele online
Dacă aveți corecții sau sugestii pentru această lecție, scrieți-ne.
Dacă doriți să vedeți alte ajustări și dorințe pentru lecții, consultați aici - Forumul educațional.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: