Меню

Чему равен промежуток времени между двумя ближайшими максимальными значениями переменного тока

§47. Основные параметры переменного тока

При подключении к источнику переменного тока с синусоидально изменяющейся э. д. с. электрических цепей с линейными сопротивлениями в них будут действовать синусоидально изменяющиеся напряжения и проходить синусоидально изменяющиеся токи. Переменные токи, э. д. с. и напряжения характеризуются четырьмя основными параметрами: периодом, частотой, амплитудой и действующим значением.

Период.

Промежуток времени Т, в течение которого э. д. с, напряжение и или ток i (рис. 169, а) совершают полный цикл изменений, называется периодом. Чем быстрее вращается виток или ротор генератора переменного тока, тем меньше период изменения э. д. с. или тока.

Частота.

Число полных периодов изменения э. д. с, напряжения или тока в 1 с называется частотой,

f = 1 / T

Она измеряется в герцах (Гц), т. е. числом периодов в секунду. Чем больше частота, тем меньше период изменения тока, напряжения или э. д. с. (рис. 169,б). В Советском Союзе все электрические станции переменного тока вырабатывают ток, изменяющийся с частотой 50 Гц, т. е. 50 периодов в секунду. В автоматике и радиотехнике применяют электрические токи и более высоких частот. Такие частоты измеряются в килогерцах (1 кГц=10 3 Гц) и мегагерцах (1 МГц=10 6 Гц).

Рис. 169. Кривые изменения синусоидального переменного тока при различной частоте

Из рис. 169,а следует, что в течение времени одного периода Т фаза ωt тока (э. д. с. или напряжения) изменяется на угол 360°, или 2π радиан. Поэтому

ω = 2π/T = 2πf

Эту величину называют угловой частотой переменного тока, она имеет размерность рад/с.

Амплитуда.

Наибольшее значение переменного тока (переменных э. д. с. и напряжения) называют амплитудным значением, или амплитудой. В рассмотренном нами простейшем генераторе переменного тока (см. рис. 168, а) э. д. с. е дважды достигает амплитудного значения: во время первого полуоборота +Ет (направлена от начала витка к его концу), а во время второго полуоборота — Ет (направлена от конца витка к его началу).

Точно так же за один период ток i 2 раза достигает амплитудного значения: Iт и — Iт. Амплитудное значение тока, напряжения и э. д. с. в формулах обозначают соответствующими буквами с индексами «т», т. е. Iт Uт, Ет и др.

Действующее значение.

Ток, напряжение и э. д. с, действующие в электрической цепи в каждый отдельный момент времени, определяются так называемыми мгновенными значениями. Эти значения принято обозначать строчными буквами i, и, е. Однако судить о переменных э. д. с, токе или напряжении по их мгновенным значениям неудобно, так как эти значения непрерывно меняются.

Поэтому оценивать способность переменного тока совершать механическую работу или создавать тепло принято по действующему его значению. Под действующим значением переменного тока понимают силу такого постоянного тока (прямая 2 на рис. 169,а), который, проходя по проводнику в течение некоторого времени (например, в течение одного периода или 1 с), выделит в нем такое же количество тепла (произведет такую же механическую работу), как и данный переменный ток (кривая 1).

Действующие значения тока, напряжения и э. д. с. обозначают соответственно I, U, Е.

При синусоидальном переменном токе:

I = Iт / √2 = 0,707 Iт

Если известно действующее значение тока I, то его амплитудное значение:

Iт = √2 I = 1,41 I

Аналогично для синусоидальных напряжений и э. д. с.:

U / Uт = Е1 / Ет = 1 / √2 = 0,707

На практике для характеристики параметров переменного тока используют, главным образом, действующие значения тока, напряжения и э. д. с. Например, когда говорят, что напряжение в осветительной сети переменного тока составляет 220 В или что по цепи проходит ток 100 А, то это значит, что в данной сети действующее значение напряжения равно 220 В или что действующее значение тока, проходящего по данной цепи, равно 100 А.

Электрическая энергия и механическая работа, создаваемые переменным током в различных электрических устройствах, пропорциональны действующим значениям тока и напряжения. Большая часть существующих приборов для измерения переменного тока измеряет действующие значения тока, напряжения и э. д. с.

Источник



Что такое переменный ток

Что такое переменный ток. Определение переменного тока

Переменный ток – это направленное движение заряженных частиц, направление движения которых меняется на противоположное через равные промежутки времени. Если постоянный ток течет в одном направлении и не меняется по величине, то переменный ток может быть в данный момент положительным, а через определенный промежуток времени отрицательным.

Получение переменного тока

Получение переменного тока

Вырабатывают переменный ток генераторы переменного напряжения, которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Форма переменного тока может быть различной и зависит от его назначения. Форма переменного тока промышленного назначения и для бытовых нужд населения носит синусоидальный характер.

Он имеет такие характеристики как амплитуда, частота и период. Периодом синусоидального тока является его полный цикл колебания и измеряется временем совершения одного цикла колебания. Такие циклы повторяются и поэтому переменный ток еще называют циклическим.

Период обозначается буквой Т и выражается в секундах. Другим параметром синусоидального тока является частота, которая обратно пропорциональна периоду т. е. F = 1/Т. Если период переменного тока равен 1 секунде, то частота его будет равна 1 Гц.

Читайте также:  Авббшв 4х300 длительно допустимый ток

Период, частота и амплитуда переменного тока

Период, частота и амплитуда переменного тока

Существует два стандарта переменного тока – это 50 Гц и 60 Гц. В России используется частота сети 50 Гц, а в Канаде и США 60 Гц. Такой параметр как амплитуда, определяется его наибольшей величиной в определенный промежуток времени, она может иметь отрицательное или положительное значение.

Что такое трехфазный переменный ток

Если два синусоидальных сигнала одновременно достигают наибольшей амплитуды и нуля, то можно говорить что эти сигналы имеют одинаковую фазу, т. е. совпадают по фазе. Если эти сигналы имеют разные значения максимума и нуля, то они сдвинуты по фазе.

Электрическая схема соединений треугольник

Электрическая схема соединений треугольник

В трехфазном переменном токе имеется три сигнала однофазного синусоидального тока сдвинутых относительно друг друга на 120°. Из многофазных электрических сетей в основном выбрана трехфазная сеть, как наиболее оптимальная. Трехфазная сеть состоит из 3-х однофазных сетей.

Такую однофазную сеть в трехфазной сети называют фазой. Возможны два вида соединения фаз в трехфазной сети – это соединение «треугольником» и «звездой». При соединении «звездой» одни концы генератора соединяются вместе и образуют нулевую точку, а другие провода обмоток идущие к нагрузкам называются линейными.

Напряжение между линейными проводами и нулевыми проводами называются фазным напряжением. А напряжение между линейными проводами называют линейным напряжением. Нулевой провод используется в случаях неравномерной нагрузки, позволяя выравнивать напряжение фаз.

Нейтральный провод применяется в схеме освещения, где создать равномерную нагрузку нелегко, так как не все лампы включаются одновременно и равномерно по фазам. Между фазными и линейными напряжениями имеется зависимость: Uл = √3*Uф ≈ 1,73*Uф. В трехфазных сетях по схеме «звезда» Uл – 380 В, а Uф = 220 В.

Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях схемы звезда

Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях схемы звезда

Если нагрузка в электрической цепи по схеме «звезда» в трех фазах одинакова, т. е. симметрична, то в нейтральном проводе тока нет, или он минимальной величины. А если ток нейтрали незначителен, то и сечение нулевого провода значительно меньше, чем сечение линейного провода. Когда нагрузка одинакова, ток в нейтрали будет равен нулю.

Нейтраль в этом случае не нужна. Тогда используют схему соединения трехфазной сети «треугольник», где все концы соединяются с началами обмоток генератора и образуют схему «треугольник» без нейтрали. В схеме «треугольник» фазные и линейные напряжения равны Uл = Uф, а токи определяются по формуле – IЛ = √3*IФ, где линейный ток в 1,73 раза больше фазного.

Соединение по схеме «треугольник» иногда используется в освещении, но в основном такую схему применяют в трехфазных сетях с небольшим перекосом фаз. Также тяжёлый запуск асинхронных электродвигателей осуществляется по схеме «звезда», чтобы снизить большой пусковой ток электродвигателя, а достигнув рабочего режима, переходят на схему «треугольник».

Источник

Тест «Электромонтажник по силовым сетям и электрооборудованию»

ТЕСТ «Электромонтажник по силовым сетям и электрооборудованию» разработан для студентов СПО. Состоит из 30 вопросов, где из четырех вариантов необходимо выбрать правильный ответ. В конце имеется перечень правильных ответов

Содержимое разработки

«Электромонтажник по силовым сетям и электрооборудованию»

Выберите определение периода переменного тока:

это промежуток времени между ближайшими минимальными значениями

это промежуток времени между ближайшими минимальным и максимальным значениями

это промежуток времени между двумя ближайшими максимальными значениями

это промежуток времени, за который ток совершает одно полное колебание

Трансформаторы предназначены:

для получения переменного тока

для преобразования переменного тока

для превращения постоянного тока в переменный

для превращения переменного тока в постоянный

Число витков в первичной обмотке трансформатора в 2 раза больше числа витков во вторичной обмотке. На первичную обмотку подали напряжение U. Чему равно напряжение на вторичной обмотке трансформатора?

Генератор постоянного тока смешанного возбуждения это генератор, имеющий:

Параллельную обмотку возбуждения

Последовательную обмотку возбуждения

Параллельную и последовательную обмотки возбуждения

Имеющий особые обмотки возбуждения

Синхронные машины не могут быть:

  1. Какими средствами индивидуальной защиты нужно пользоваться при проверке указателем напряжения отсутствия напряжения до 1000 В?
  1. Изолирующей подставкой
  2. Диэлектрическим ковром
  3. Диэлектрическими перчатками
  4. Средствами индивидуальной защиты допускается не пользоваться, т.к. достаточно наличия изолирующих частей у указателя
  1. Разрешается ли использовать люминесцентные лампы для переносного освещения?
  1. Разрешается в помещениях без повышенной опасности поражения электрическим током
  2. Разрешается, если они укреплены на жесткой опоре
  3. Разрешается
  4. Не разрешается
  1. К основным параметрам проводниковых материалов относятся:
  1. удельная электропроводность, температурный коэффициент удельного сопротивления, предел прочности при растяжении
  2. сила тока, напряжение, сопротивление, термо-ЭДС
  3. пластичность, магнитная проницаемость, свариваемость
  4. контактная разность потенциалов, предел прочности, твердость
  1. Какие материалы относятся к группе материалов высокой проводимости:
  1. тантал и рений
  2. медь и алюминий
  3. графит и пиролитический углерод
  4. цинк и хром
  1. Какое количество кабелей допускается прокладывать в одной траншее?
  1. До восьми кабелей
  2. До семи
  3. До шести
  4. До пяти

Чем отличается кабель от провода:

  1. кроме изоляции имеет герметичную оболочку
  2. кроме изоляции имеет защитную оболочку
  3. кроме изоляции имеет наружный покров из хлопчатобумажной пряжи
  4. кроме изоляции имеет герметичную и защитную оболочку
  1. Какую функцию выполняет заземление?
  1. защищает обмотки двигателя от большого тока в случаях короткого замыкания
  2. защищает обслуживающий персонал от поражения электрическим током в случаях короткого замыкания
  3. защищает электрические цепи от перегрева
  4. предохраняет оборудование от выхода из строя
  1. Каким должен быть наименьший диаметр заземляющего стального проводника круглого сечения, проложенного в земле:
  1. 10 мм
  2. 8 мм
  3. 16 мм
  4. 12 мм
  1. Глубина траншеи для прокладки кабеля в земле на улицах должна составлять (м):
  1. 0,6
  2. 0,8
  3. 1,0
  4. 1,2
  1. Можно ли соединять провода и кабели скруткой?
  1. Можно
  2. Нельзя
  3. Допускается на дачах и в частных домах
  4. Правилами не регламентируется
  1. Жилы проводов и кабеля в первичных цепях должны быть:
  1. многопроволочные, сечением не менее 10 мм², алюминиевые или медные
  2. многопроволочные, сечением не менее 16 мм², алюминиевые или медные
  3. многопроволочные, сечением не менее 10 мм², алюминиевые или алюмомедные
  4. многопроволочные, сечением не менее 16 мм², алюминиевые или алюмомедные
  1. Какое напряжение должно применяться для питания переносных электрических светильников при работах в особо неблагоприятных условиях?
  1. Не выше 12 В
  2. Не выше 24 В
  3. Не выше 42 В
  4. Не выше 50 В
  1. Каким измерительным инструментом производится фазировка электрического оборудования:
  1. Вольтметром
  2. Контрольной лампой
  3. Мегаометром
  4. Всеми перечисленными средствами
  1. Какие бывают электропроводки до 1 кВ:
  1. Открытая электропроводка
  2. Скрытая электропроводка
  3. Наружная электропроводка
  4. Все перечисленные
  1. В какой цвет окрашивают элементы оборудования принадлежащим фазам?
  1. Элементы оборудования, принадлежащие фазе А, окрашивают в красный цвет, фазы В – в зеленый и фазы С – в желтый
  2. Элементы оборудования, принадлежащие фазе А, окрашивают в зеленый цвет, фазы В – в желтый и фазы С – в красный
  3. Элементы оборудования, принадлежащие фазе А, окрашивают в желтый цвет, фазы В – в зеленый и фазы С – в красный
  4. Элементы оборудования, принадлежащие фазе А, окрашивают в красный цвет, фазы В – в зеленый и фазы С – в желтый
  1. На каких проводах ставится предохранители в осветительных установках:
  1. Фазном
  2. Нулевом
  3. Нейтральном
  4. Защитном
  1. Глубина заложения труб в полу для скрытой проводки должна быть не менее:
  1. 30 мм
  2. 20 мм
  3. 50 мм
  4. 40 мм
  1. Высота установки штепсельных розеток в помещениях должно быть:
  1. 0,4 м
  2. 0,5 м
  3. 0,6 м
  4. 0,8 м
Читайте также:  Авббшв 4х300 длительно допустимый ток

Какой кратности выбирают ток отсечки автоматического выключателя для защиты от токов выше допустимых:

Электрический аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток:

Аппараты коммутации выше 1 кВ:

Силовой трансформатор, выключатель, генератор

Переключатель, рубильник, предохранитель,

Разъединитель, короткозамыкатель, отделитель, выключатель нагрузки, предохранитель

Автоматический выключатель, контактор

Коммутационный аппарат, предназначенный для дистанционного пуска, останова и защиты электродвигателя:

Электрический аппарат, предназначенный для отделения поврежденной подстанции, если головной выключатель сработал при к.з. и находится в безтоковой паузе (АПВ):

Распределительное устройство, состоящее из закрытых шкафов со встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами:

Электроустановка, предназначенная для приема и распределения электроэнергии, содержащая электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства:

Источник

Чему равен промежуток времени между двумя ближайшими максимальными значениями переменного тока

§ 50. Основные величины, характеризующие переменный ток

Переменная э. д. с., переменное напряжение, а также переменный ток характеризуются периодом, частотой, мгновенным, максимальным и действующим значениями.
Период. Время, в течение которого переменная э. д. с. (напряжение или ток) совершает одно полное изменение по величине и направлению (один цикл), называется периодом. Период обозначается буквой Т и измеряется в секундах.
Если одно полное изменение переменной э. д. с. совершается за 1/50 сек, то период этой э. д. с. равен 1/50 сек.
Частота. Число полных изменений переменной э. д. с. (напряжения или тока), совершаемых за одну секунду, называется частотой. Частота обозначается буквой f и измеряется в герцах (гц). При измерении больших частот пользуются единицами килогерц (кгц) и мегагерц (Мгц); 1 кгц = 1000 гц, 1 Мгц = 1000 кгц, 1 Мгц = 1 000 000 гц = 10 6 гц. Чем больше частота переменного тока, тем короче период. Таким образом, частота — величина, обратная периоду.

Пример. Длительность одного периода переменного тока равна 1/500 сек. Определить частоту тока.
Решение . Одно полное изменение переменного тока происходит за 1/500 сек. Следовательно, за одну секунду совершится 500 таких изменений. На основании этого частота

Чем больше период переменного тока, тем меньше его частота. Таким образом, период является величиной, обратной частоте, т. е.

Пример. Частота тока равна 2000 гц (2 кгц). Определить период этого переменного тока.
Решение . За 1 сек происходит 2000 полных изменений переменного тока. Следовательно, одно полное изменение тока — один период совершается за 1/2000 долю секунды. Но основании этого период

Угловая частота. При вращении витка в магнитном поле один его оборот соответствует 360°, или 2π радиан. (1 рад = 57° 17′ 44″; π = 3,14.) Если, например, виток за время Т = 3 сек совершает один оборот, то угловая скорость его вращения за одну секунду

Читайте также:  Маленький вольтметр переменного тока

Соответственно угловая скорость вращения этого витка выражается в рад/сек и определяется отношением Эта величина называется угловой частотой и обозначается буквой ω.
Таким образом,

Так как частота переменного тока то, подставляя это значение f в выражение угловой частоты, получим:

Угловая частота ω, выраженная в рад/сек, больше частоты тока f, выраженной в герцах, в 2π раз.
Если частота переменного тока f = 50 гц, то угловая частота

ω = 2πf = 2 · 3,14 · 50 = 314 рад/сек

В различных областях техники применяют переменные токи самых разных частот. На электростанциях СССР установлены генераторы, вырабатывающие переменную электродвижущую силу, частота которой f = 50 гц. В радиотехнике и электронике используют переменные токи частотой от десятков до многих миллионов герц.
Мгновенное и максимальное значения. Величину переменной электродвижущей силы, силы тока, напряжения и мощности в любой момент времени называют мгновенными значениями этих величин и обозначают соответственно строчными буквами (e, i, u, p).
Максимальным значением (амплитудой) переменной э. д. с. (или напряжения или тока) называется та наибольшая величина, которой она достигает за один период. Максимальное значение электродвижущей силы обозначается Еm, напряжения — Um, тока — Im.
На рис. 51 видно, что переменная э. д. с. достигает своего значения два раза за один период.

Действующая величина. Электрический ток, протекающий по проводам, нагревает их независимо от своего направления. В связи с этим тепло выделяется не только в цепях постоянного тока, но и в электрических цепях, по которым протекает переменный ток.
Если по проводнику сопротивлением r ом протекает переменный электрический ток, то в каждую секунду выделяется определенное количество тепла. Это количество тепла прямо пропорционально максимальному значению переменного тока.
Можно подобрать такой постоянный ток, который, протекая по такому же сопротивлению, что и переменный ток, выделял бы равное количество тепла. В этом случае можно сказать, что в среднем действие (эффективность) переменного тока по количеству выделенного тепла равно действию постоянного тока.
Действующим (или эффективным) значением переменного тока называется такая сила постоянного тока, которая, протекая через равное сопротивление и за одно и то же время, что и переменный ток, выделяет одинаковое количество тепла.
Электроизмерительные приборы (амперметр, вольтметр), включенные в цепь переменного тока, измеряют соответственно действующее значение тока и напряжения.
Для синусоидального переменного тока действующее значение меньше максимального в 1,41 раз, т. е. в раз.

Аналогично действующие значения переменной электродвижущей силы и напряжения меньше их максимальных значений тоже в 1,41 раза.

По величине измеренных действующих значений силы переменного тока, напряжения или электродвижущей силы можно вычислить их максимальные значения:

Em = E · 1,41; Um = U · 1,41; Im = I · 1,41; (55)

Пример. Вольтметр, подключенный к зажимам цепи, показывает действующее напряжение U = 127 в. Вычислить максимальное значение (амплитуду) этого переменного напряжения.
Решение . Максимальное значение напряжения больше действующего в раз, поэтому

Um = U · = 127 · 1,41 = 179,07 в

Для характеристики каждой переменной электродвижущей силы, переменного напряжения или переменного тока недостаточно знать период, частоту и максимальное значение.

Фаза. Сдвиг фаз. При сопоставлении двух и более переменных синусоидальных величин (э. д. с., напряжения или тока) необходимо также учитывать, что они могут изменяться во времени неодинаково и достигать своего максимального значения в разные моменты времени. Если в электрической цепи ток изменяется во времени так же, как меняется э. д. с., т. е. когда электродвижущая сила равна нулю и ток в цепи равен нулю, а при увеличении э. д. с. до положительного максимального значения одновременно увеличивается и достигает положительной максимальной величины и сила тока в цепи, и далее, когда э. д. с. уменьшается до нуля и сила тока одновременно станет равна нулю и т. д., то в такой цепи переменная электродвижущая сила и переменный ток совпадают по фазе.
На рис. 52 показаны моменты вращения двух проводников в магнитном поле и графики изменения э. д. с. в проводах. Провод 1 и провод 2 смещены на угол φ = 90°. При пересечении магнитного потока в каждом из проводов возникает переменная э. д. с. Когда в проводе 2 электродвижущая сила равна нулю, в проводе 1 она будет максимальной. В проводе 2 э. д. с. постепенно увеличивается и достигает максимального значения в момент t1, а в проводе 1 индуктируемая э. д. с. постепенно убывает и в этот же момент времени равна нулю. Таким образом, индуктируемые в проводах э. д. с. не совпадают по фазе, а сдвинуты одна относительно другой по фазе на 1/4 периода или на угол φ = 90°. Кроме того, э. д. с. в проводе 1 раньше достигает максимума, чем э. д. с. в проводе 2, и поэтому считают, что электродвижущая сила е1 опережает по фазе э. д. с. е2 или э. д. с. е2 отстает по фазе от э. д. с. е1. При расчетах цепей переменного тока важное практическое значение имеет сдвиг фаз между переменными напряжением и током.

Источник