Curentul, care variază periodic în magnitudine și direcție, se numește curent alternativ. Ideea curentului alternativ poate fi obținută prin rotirea lentă a mânerului modelului curent al generatorului conectat la galvanometru. Abaterea acului galvanometrului, apoi spre dreapta, apoi spre stânga, indică o schimbare periodică a mărimii și direcției curentului în circuit, adică a curentului alternativ.
Curentul alternativ utilizat în producție și viața cotidiană se modifică în conformitate cu legea sinusoidală:
unde i este valoarea curentului alternativ în orice moment, numită valoarea instantanee a curentului alternativ. Cantitatea Im. în fața semnalului sinusului, se numește amplitudinea curentului alternativ.
Valoarea efectivă a unui curent alternativ este un curent direct care, într-o singură perioadă, exercită o astfel de acțiune termică (mecanică, etc.), precum și un curent alternativ dat. Valoarea efectivă pentru un curent alternativ dat este o valoare constantă și egală cu valoarea amplitudinii împărțită la √2. care este,
Toate definițiile și relațiile valorii efective a curentului alternativ sunt valabile și pentru o tensiune alternativă.
Un ampermetru și un voltmetru, a căror funcționare se bazează pe acțiunea termică sau mecanică, la măsurarea curentului alternativ și a tensiunii, indică valorile lor efective.
1. Valoare instantanee - valoarea curentă care corespunde momentului dat
2. Amplitudinea este cea mai mare valoare pozitivă sau negativă a AC. Valoarea ω. stând sub semnul sinusului, este viteza unghiulară. Produsul vitezei unghiulare în funcție de timp (ωt) este un unghi ce crește cu timpul.
Graficul AC este un sinusoid (vezi Fig.).
Graficul curentului alternativ
Amplitudinea este valoarea maximă instantanee (cea mai mare valoare pe care o obține curentul alternativ).
faceți clic pe imagine pentru a mări
Într-o perioadă, are loc o oscilație a curentului alternativ, adică perioada este timpul unei vibrații. O oscilație constă în două mișcări curente.
Frecvența (f) este o cantitate exprimată ca numărul de oscilații curente totale pe secundă. Frecvența este măsurată în hertz (Hz). La o frecvență de 1 Hz, o oscilație completă a curentului are loc într-o secundă.
Frecvența standard a curentului alternativ în URSS este de 50 Hz, ceea ce corespunde la 50 de oscilații curente totale pe secundă.
Frecventa este inversa perioadei. Prin urmare,
Curentul alternativ, ca și cel constant, are efecte termice, mecanice, magnetice și chimice. În formulele de calcul al acțiunilor termice, mecanice, magnetice și chimice ale unui curent alternativ, se înlocuiește valoarea efectivă a curentului alternativ.
5. Faza - este starea curentului alternativ pentru o anumită perioadă de timp
faceți clic pe imagine pentru a mări
Variabilele pot coincide în fază. Aceasta înseamnă că aceștia ating simultan valorile zero și ating simultan valorile maxime ale acelorași direcții.
Aici curenții I1 și I2 coincid în fază
faceți clic pe imagine pentru a mări
Aici, tensiunile U1 și U2 sunt în antifază.
Aceasta înseamnă că aceștia ating simultan valorile zero și maxime ale direcțiilor opuse.
Dacă variabilele nu coincid în fază, atunci ei spun că sunt trecute în fază. Schimbarea de fază este exprimată în grade sau în fracții ale perioadei. Întreaga perioadă este 360 0. Deoarece perioada este obținută pentru o singură rotație completă a conductorului de-a lungul unui cerc într-un câmp magnetic.
faceți clic pe imagine pentru a mări
Aici, tensiunea lagunează curentul cu 90 °, adică curentul și tensiunea sunt deplasate în fază cu 90 °.
Într-adevăr, la început curentul a atins deja un maxim, iar tensiunea este la zero. Tensiunea va atinge un maxim la 90 0.
Schimbarea de fază este indicată de litera greacă φ, de exemplu, φ = 90 0.
Să presupunem că înainte ca circuitul să fie deconectat în Fig. 4.5, a a fost curentul la starea de echilibru I = U / r și energia câmpului magnetic al bobinei a fost
Se pare că după deschiderea întrerupătorului, curentul trebuie să se oprească instantaneu. Cu toate acestea, pe baza primei legi de comutare la t = 0+, curentul își păstrează valoarea anterioară.
Fig. 4.5. Deconectarea circuitului r. L (a) din rețeaua DC; fără rezistor de descărcare (a), cu rezistență de descărcare (b); dependențele i (t) (c) și uL (t) (d) atunci când circuitul r este deconectat. L cu rezistor de descărcare
Există ca și cum o nepotrivire: circuitul este deschis, curentul este. De fapt, atunci când întrerupătoarele sunt deschise, apar următoarele. Curentul este redus, iar în bobină este indus un EMF semnificativ. În acest caz, tensiunea dintre contactele de comutare este egală cu suma tensiunii de rețea și EMF cu auto-inductanță frânează spațiul dintre contacte - apare un arc electric și circuitul electric este închis. Deoarece distanța dintre contacte crește, rezistența arcului crește, curentul și EMF scad și circuitul se dovedește a fi deschis. În timpul procesului tranzitoriu, energia câmpului magnetic al bobinei este eliberată sub formă de căldură în arcul electric și în rezistența bobinei.
Procesul tranzitoriu în acest caz se dovedește a fi destul de complicat datorită faptului că rezistența la arc este neliniară și variază în timp.
Deconectarea circuitului cu inductanță determină arderea contactelor dispozitivului de deconectare și apariția de EMF și tensiune semnificative pe bornele bobinelor depășind de mai multe ori tensiunea rețelei (aceasta poate duce la defectarea izolației bobinei).
Pentru a evita acest lucru, în circuitele de putere cu o inductanță semnificativă (excitația înfășurării generatoarelor și a motoarelor de curent continuu, motoare sincrone, plăci magnetice etc.), paralele cu înfășurările includ rezistențe de descărcare (fig.4.5, b).
În acest caz, după oprirea întrerupătorului, inductorul (r. L) se dovedește a fi închis la rezistența de descărcare rp. Curentul din circuit va scădea mult mai încet. Din acest motiv, valoarea EMF în curs de dezvoltare va fi semnificativ mai mică decât fără un rezistor de descărcare de gestiune, iar arcul slab rezultat va dispărea aproape instantaneu. În argumentele și concluziile ulterioare se presupune că arcul dintre contacte nu apare și circuitul se deschide instantaneu.
Ecuația lanțului, compusă conform celei de-a doua lege a lui Kirchhoff, are forma
Înlocuind e în (4.29), obținem
Trimiteți-le prietenilor: