Особенности синусоидального тока

Cмотрите так же…Шпаргалки по электротехнике и электроникеЗакон Ома для замкнутой цепи и для участка цепиЗаконы Кирхгофа для цепи постоянного токаРасчет простых цепей при различных схемах соединения потребителейПонятие о сложной электрической цепиМощность, работа и потери КПД электрических цепейСинусоидальный ток и его основные параметрыСпособы представления синусоидального токаРезисторное сопротивление в цепи синусоидального токаКонденсатор в цепи синусоидального токаИндуктивность в электрической цепиЗакон электромагнитной индукцииИндуктивность в цепи синусоидального токаВзаимоиндуктивность в магнитосвязанных цепяхЗаконы Кирхгофа для цепей синусоидального токаЗакон Ома и сопротивления цепи синусоидального тока с последовательным соединением элементов R, L,CПонятие о резонансе напряженийРезонанс напряжений и его признакиЗакон Ома и проводимость цепи синусоидального тока с параллельным соединением ветвей R-L, L-CПонятие о резонанс токовМгновенная мощь цепи синусоидального токаАктивная, реактивная и полная мощность цепей синусоидального токаКоэффициент мощности и его экономическое значениеПолучение трехфазной системы ЭДС и способы представленияСоединения обмоток трехфазных генераторовСоединения приемников в трехфазных цепяхМощность трехфазных цепейТрансформаторыРабота трансформаторов в различных режимахПотери и КПД трансформаторовУстройство, схемы и группы соединения обмоток трехфазных трансформаторовНазначение, схема и работа автотрансформатораНазначение, схема и работа импульсного трансформатораМашины постоянного токаАсинхронные электродвигателиСинхронные электродвигателиПускорегулирующая аппаратураВыбор типа и мощности электродвигателяПровода и кабели, выбор сечения проводовЗащитное заземлениеЭлектронно-дырочный переходДиоды, тиристорыТранзисторыОсновные логические операции и их реализацияТриггерыОднофазные неуправляемые выпрямителиТрехфазные выпрямители: нулевой, мостовойФильтры(C, L, LC, RC), коэффициент пульсацийОднофазные и трехфазные управляемые выпрямителиAll Pages

Page 7 of 49

Синусоидальный ток и его основные параметры

Синусоидальный ток представляет собой функцию времени.

То есть в отличие от постоянного тока его значение меняется с течением времени. Основными характеристиками синусоидального тока являются. Амплитуда частота и начальная фаза.

Частота f это количество колебаний в единицу времени.

За единицу времени в системе СИ принимается одна секунда. Таким образом, количество колебаний за секунду это и есть частота синусоидального тока. И измеряется она в Герцах.

Величина обратная частоте называется периодом колебания T=1/f (с). Определение периода звучит так период это время полного колебания. Если представить себе маятник часов, то период это время за которое он совершит движение из одного крайнего положения в другое и обратно.

Амплитуда синусоидального тока – это максимальное значение тока, которое он достигает за период колебания. Опять же, если рассматривать на примере маятника, то амплитуда это расстояние от положения равновесия до одного из крайних положений.

Начальная фаза синусоидального тока – это то время, на которое отстает либо опережает синусоида начальный момент времени. Представим две синусоиды одна, из которых начинается условно в нуле а другая в 1.

То можно сказать, что вторая синусоида отстаёт по фазе от первой. Если обе синусоиды начинаются в одной точке то можно сказать что они синфазные, то есть имеют одну фазу. При этом они обе могут отставать от начального момента времени на одну и ту же величину, то есть иметь одинаковую начальную фазу.

Математически синусоидальный ток описывается уравнением:

i=Im*sin(wt+j) ,

где i- мгновенное значение тока это величина тока в определенный момент времени с учетом частоты и начальной фазы тока.

Im   – амплитуда тока.

j- начальная фаза.

w     – угловая частота выражается как угловая частота –

Синусоидальный ток характеризуется амплитудой Im и периодом T.

Энергетические характеристики синусоидальных сигналов обычно описываются действующими значениями тока I, равными среднеквадратичному за период значению:

Аналогично вводятся действующие значения напряжения U и напряжения ЭДС E.

Действующие значения наиболее часто используют для характеристики интенсивности синусоидальных сигналов: электроизмерительные приборы проградуированы так, что они показывают действующие значения синусоидальных токов и напряжений. Для синусоидальных величин вычисление интеграла в последнем выражении приводит к соотношениям:Переменный ток (англ. alternating current — AC) — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным.В быту для электроснабжения переменяется переменный, синусоидальныйток.Синусоидальный токпредставляет собой ток, изменяющийся во времени по синусоидальному закону (Рисунок 1):Рисунок 1

Максимальное значение функции называют амплитудой.

Её обозначают с помощью заглавной (большой) буквы и строчной буквы m — максимальное значение. К примеру:амплитуду тока обозначают lm;амплитуду напряжения Um.Период Т— это время, за которое совершается одно полное колебание.Частота fравна числу колебаний в 1 секунду (единица частоты f — герц (Гц) или с-1)f = 1/TУгловая частота ω(омега) (единица угловой частоты — рад/с или с-1)ω = 2πf = 2π/TАргумент синуса, т. е.

(ωt + Ψ), называют фазой. Фаза характеризует состояние колебания (числовое значение) в данный момент времени t.Любая синусоидально изменяющаяся функция определяется тремя величинами: амплитудой, угловой частотой (ω) и начальной фазой Ψ (пси)В странах СНГ и Западной Европе наибольшее распространение получили установки синусоидального тока частотой 50 Гц, принятой в энергетике за стандартную. В США стандартной является частота 60 Гц.

Диапазон частот практически применяемых синусоидальных токов очень широк: от долей герца, например в геологоразведке, до миллиардов герц в радиотехнике.Синусоидальные токи и ЭДС сравнительно низких частот (до нескольких килогерц) получают с помощью синхронных генераторов (их изучают в курсе электрических машин). Синусоидальные токи и ЭДС высоких частот получают с помощью ламповых или полупроводниковых генераторов (подробно рассматриваемых в курсе радиотехники и менее подробно — в курсе ТОЭ). Источник синусоидальной ЭДС и источник синусоидального тока обозначают на электрических схемах так же, как и источники постоянной ЭДС и тока, но обозначают их е и j (или e(t) и j(t)).Обратите внимание!При обозначении величин на схемах или в расчетах важен регистр букв, то есть заглавные буквы (E,I,U…) или строчные (e, i ,u…).

Так как строчными буквами принято обозначать мгновенное значение, а заглавными могут обозначаться действующее значение величины (подробнее о действующем значении в следующей статье).Переменный ток – это ток, который периодически изменяется как по модулю, так и по направлению.Появляется переменный ток благодаря электромагнитной индукции. Электромагнитная индукцияэто явление возникновения тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока проходящего через него. Чтобы понять, как именно возникает ток, представим себе рамку (кусочек проволоки прямоугольной формы), которая находится под воздействием магнитного поля B.

Пока рамка находится в покое, тока в ней нет.Но как только мы начнём её поворачивать, электроны, которые находятся в рамке, начнут перемещаться вместе с ней, то есть двигаться в магнитном поле.

Вследствие этого магнитное поле начинает действовать на электроны, заставляя их двигаться по рамке. Чем больше линий магнитного поля пронизывает рамку, тем сила действующая на электроны больше, следовательно, и электрический ток тоже.Получается, что ток достигает максимума в момент, когда рамка перпендикулярна магнитному полю (наибольшее количество линии пронизывает рамку) и равен нулю, когда параллельна (наименьшее количество линии пронизывает рамку). Соответственно и сила, которая действует на электроны, тоже изменяется.

После прохождения момента, когда рамка параллельна вектору магнитной индукции B, ток в ней начинает течь в обратную сторону.Ток, который получается при вращении рамки, изменяясь во времени, описывает синусоиду, то есть является синусоидальным. Переменный синусоидальный ток является частным случаем периодического переменного тока. Закон, описывающий изменение тока, имеет вид:Амплитуда Im– это наибольшая абсолютная величина, которую принимает периодически изменяющийся ток.Начальная фаза ψ- аргумент синусоидального тока (угол), отсчитываемый от точки перехода тока через нуль к положительному значению.Время, за которое ток в проводнике дважды изменяет своё направление, называют периодом T.

Период измеряется в секундах.Циклической частотой fназывается величина обратная периоду . Измеряется в Герцах, в домашней розетке циклическая частота тока равна 50 Гц, её также называют промышленной частотой. При такой частоте период тока равен , это значит, что за две сотых секунды ток в нашей розетке меняет свое направление два раза.Угловая частота ωпоказывает с какой скоростью изменяется фаза тока и определяется как Среднее значение Iсрсинусоидального тока за период Т определяют из геометрических представлений: площадь прямоугольника с основанием T/2 и высотой Iср приравнивают площади ограниченной кривой тока: После упрощения получаем формулу:

Действующее значениесинусоидального тока определяется из энергетических представлений: действующий ток равен по величине такому постоянному токуI, который в активном сопротивлении R за период Т выделяет такое количество энергии, как и данный ток i. То есть действующее значение, это своеобразная аналогия между переменным и постоянным током.Для синусоидального тока действующее значение определяется по формуле:

или

Это основное что нужно знать о переменном синусоидальном токе. Удачи!

Читайте также – Мгновенная мощность

Синусоидальныйток и основные характеризующие еговеличины.

Синусоидальныйток представляет собой ток, изменяющийсяво времени по синусоидальному закону(рис. 3.1):

Максимальноезначение функции называют амплитудой.Амплитуду тока обозначают .Период Т — это время, за котороесовершается одно полное колебание.

Частотаравна числу колебаний в 1 с (единицачастоты —герц (Гц) или

Угловаячастота (единица угловой частоты —рад/с или )

Аргументсинуса, т. е.

называютфазой. Фаза характеризует состояниеколебания (числовое значение) в данныймомент времениЛюбаясинусоидально изменяющаяся функцияопределяется тремя величинами: амплитудой,угловой частотой и начальной фазой.Встранах СНГ и Западной Европе наибольшеераспространение получили установкисинусоидального тока частотой 50 Гц,принятой в энергетике за стандартную.В США стандартной является частота 60Гц. Диапазон частот практическиприменяемых синусоидальных токов оченьширок: от долей герца, например вгеологоразведке, до миллиардов герц врадиотехнике.Синусоидальныетоки и ЭДС сравнительно низких частот(до нескольких килогерц) получают спомощью синхронных генераторов (ихизучают в курсе электрических машин).Синусоидальные токи и ЭДС высоких частотполучают с помощью ламповых илиполупроводниковых генераторов (подробнорассматриваемых в курсе радиотехникии менее подробно — в курсе ТОЭ).

Рис.3.1Источниксинусоидальной ЭДС и источниксинусоидального тока обозначают наэлектрических схемах так же, как иисточники постоянной ЭДС и тока, нообозначают их иСинусоидальныйтокСинусоидальныйток представляет собой функцию времени.То есть в отличие от постоянного токаего значение меняется с течением времени.Основными характеристиками синусоидальноготока являются. Амплитуда частота иначальная фаза.Частота f этоколичество колебаний в единицу времени.За единицу времени в системе СИ принимаетсяодна секунда. Таким образом, количествоколебаний за секунду это и есть частотасинусоидального тока.

И измеряется онав Герцах.Названа в честь ученого Герца.Величина обратная частоте называетсяпериодом колебания T=1/f.Период измеряется в секундах. Определениепериода звучит так период это времяполного колебания. Если представитьсебе маятник часов то период это времяза которое он совершит движение изодного крайнего положения в другое иобратно.Амплитудасинусоидального тока это максимальноезначение тока, которое он достигает запериод колебания.

Опять же еслирассматривать на примере маятника, тоамплитуда это расстояние от положенияравновесия до одного из крайних положений.Начальнаяфаза синусоидального тока это то время,на которое отстает либо опережаетсинусоида начальный момент времени.Представим две синусоиды одна, из которыхначинается условно в нуле а другая в 1.То можно сказать, что вторая синусоидаотстаёт по фазе от первой. Если обесинусоиды начинаются в одной точке томожно сказать что они синфазные, то естьимеют одну фазу. При этом они обе могутотставать от начального момента временина одну и ту же величину, то есть иметьодинаковую начальную фазу.Рисунок1  — Графическое представлениесинусоидального токаМатематическисинусоидальный ток описываетсяуравнением:i=Im*sin(wt+j)гдеi    мгновенное значение тока это величинатока в определенный момент времени сучетом частоты и начальной фазы тока.Im   амплитуда тока.j начальнаяфазаw    угловая частота выражается как

Источники:

• spargalki.ru
• electrikam.com
• electroandi.ru
• studfiles.net