Váltóáramú elektromos meghatározás. Változó áram

Egy változó olyan áram, amelynek nagysága és iránya változása rendszeres időközönként megismétlődik.

A villamosenergia-termelés, -átvitel és -elosztás területén a váltakozó áram az állandóhoz képest két fő előnye van:

1) a transzformátorok segítségével egyszerű és gazdaságos a feszültség növelése és csökkentése, ami döntő fontosságú a nagy távolságok közötti energiaátvitel szempontjából.

2) az elektromos motorok nagyszerű egyszerűsége, és ennek következtében alacsonyabb költségük.

A változó mennyiség (áram, feszültség, EMF) értéke bármikor t pillanatnyi érték és kis betűjelekkel (i áram, feszültség u, emf - e) jelölik.

Időszakosan változó áramok, feszültségek vagy EMF pillanatnyi értékeit hívják a maximális vagy amplitúdó értékeket, és az "m" indextel (I m, U m) rendelkező nagybetűkkel jelennek meg.

Az a legkisebb időintervallum, amely után a változó mennyiség (áram, feszültség, EMF) pillanatnyi értékeit ugyanabban a sorrendben ismételjük meg, időszak T, és az időszak alatt bekövetkezett változások összessége - ciklust.

Az időszak inverzét frekvencianak nevezik, és az f betű jelöli.

Ie frekvencia - a periódusok száma 1 másodpercen belül.

A frekvenciaegység 1 / sec - hívják hertz (Hz). A nagyobb frekvencia egységek kilohertz (kHz) és megahertz (MHz).

Váltakozó szinuszos áram beszerzése.

A mérnöki váltakozó áramokat és feszültségeket a legegyszerűbb időszakos törvények - a szinuszos törvények - kapják. Mivel a szinuszos az egyetlen időszakos funkció, amelynek önmagához hasonló származéka van, aminek következtében a feszültség és az áram görbék alakja az elektromos áramkör minden részében megvan, ami jelentősen leegyszerűsíti a számításokat.

Ipari frekvenciaáramok beszerzése váltóáramú generátorok az elektromágneses indukció törvényén alapulva, amely szerint ha egy zárt hurkot egy mágneses mezőben mozog, egy áram jelenik meg benne.

A legegyszerűbb generátor rendszere

Nagy teljesítményű, 3 - 15 kV feszültségre tervezett nagyfeszültségű generátorokat a gép állórésze és forgó elektromágnes rotorja rögzített tekercseléssel hajtanak végre. Ezzel a kialakítással könnyebben biztosítható a rögzített tekercs vezetékeinek szigetelése, és könnyebb az áramot külső áramkörbe húzni.

A kétpólusú generátor forgórészének egy forradalma megfelel az EMF változó egyik szakaszának, amelyet a tekercselés indukál.

Ha a rotor percenkénti fordulatszámot eredményez, akkor az indukált EMF frekvenciáját

mert a generátor szögsebességét

, akkor van egy összefüggés és az emf által indukált frekvencia között

.

Fázisban. Fáziseltolódás.

Tegyük fel, hogy a generátor egyidejűleg két azonos fordulattal rendelkezik, a térben eltolva. Amikor az armatúra forog, az ugyanazon frekvenciájú és ugyanazon amplitúdójú EMF-ek a fordulatokban indukálódnak. A fordulatok ugyanolyan sebességgel forognak ugyanazon mágneses mezőben. De a térfordulatok eltolódása miatt az emf el nem éri az amplitúdójeleket.

Ha az idő kezdetének időpontjában számlál (t = 0), az 1 tekercs a semleges síkhoz képest szögben helyezkedik el

, és fordítsa el a 2-es szöget

. Ez indukált az EMF első tekercsében:

de a másodikban:

A számlálás időpontjában:

Elektromos szögek és meghatározzuk az emf értékét a kezdeti időpontban kezdeti fázisok.

Az azonos frekvenciájú két szinuszos mennyiség kezdeti fázisai közötti különbséget nevezik fázisszög .

Az a érték, amelynél a nullás értékeket (amelyek után pozitív értékeket vesz fel), vagy a pozitív amplitúdó értékeket korábban érte el, mint a másik a szakasz előtt, és az, amikor ugyanazok az értékek később érkeznek - elmaradt a fázisban.

Ha két szinuszos érték egyidejűleg elérte amplitúdóját és nulla értékét, akkor azt mondják, hogy a mennyiségek egybeesnek a fázisban . Ha a szinuszos mennyiségek fáziseltolásának szöge 180 0

, akkor azt mondják, hogy megváltoztak ellenzék.

Az állandó (változatlan időben) áram mellett van egy váltakozó áram, amely idővel változik nagyságrendje és iránya.

A villamosenergia-termelők, beleértve az autógyártást is, váltakozó áramot termelnek, amelyet állandó jelleggel átalakítanak.

Általános szabályként a váltakozó áram időben változik a szinuszos törvénynek megfelelően. A leíráshoz további paraméterek - frekvencia és amplitúdó.

10. ábra: Aktuális áramlás

A frekvencia egy olyan mennyiség, amely jelzi, hogy hány teljes oszcilláció másodpercenként áramot (vagy feszültséget) eredményez. A Hertz frekvenciáját méri (egy Hertz másodpercenként egy oszcilláció).

Ennek meghatározásához egy speciális eszközt - frekvencia-mérőt használhat, de a gyakorlatban általában olyan oszcilloszkópot használ, amely nemcsak a frekvenciát, hanem a hullámformát is megjeleníti.

Egy másik paraméter, az úgynevezett periódus, társul a frekvenciához. Egy idő egy teljes lendület ideje. Megmértük a másodpercek közötti időszakot.

Az amplitúdó a sinusoid magassága, azaz a nulla értéktől mért maximális áramérték. Az amplitúdót ugyanazon egységekben mérik, mint az alapmennyiséget, vagyis a váltakozó áram amplitúdója amperben van mérve, a váltakozó feszültség amplitúdója in volt.

A háztartási villamosenergia-hálózatban általában 50 Hz frekvenciát használnak. A hálózati feszültség nagyságát nem az amplitúdó, hanem az effektív érték alapján becsülik meg, amellyel egyszerűen kiszámíthatja a hálózati feszültséget. A tényleges érték kiszámítható a feszültség és áram amplitúdóból a 11e = 0,707 Urn arány alkalmazásával.

Mi a feszültség amplitúdója a háztartási villamosenergia-hálózatban? 220 volt? Nem! 311 volt, és a feszültség tényleges értéke 220 volt.

A "hatásos" kifejezést gyakran elhagyják. Valamennyi eszköz AC-áramkörben mérve hatékony értékeket mutat.

A frekvencia értékétől függően az oszcillációk különböző neveket kapnak, amelyeket alább sorolunk fel.

Megjegyezzük, hogy csak a 100 kHz frekvenciától függően az oszcilláció szabadon kibocsátható a levegőben. Azonban ugyanezek az oszcillációk tökéletesen átvitelre kerülnek a vezetékeken keresztül, ami biztosítja azok szélesebb körű használatát az autóipari immobilizátorokban.

Röviden, a gyújtáskapcsolóba behelyezett transzponderkulcs jelét a levegőbe továbbítják a zárakra szerelt vevőantennának. Másrészről, ha rendszeres indításgátló bypass modulját használják, a transzponderkulcs jelzése, amely a motortérben el van rejtve, ugyanazt az antennát követi a vezetékek mentén.

8. táblázat A különböző oszcillációk frekvenciatartománya

A rezgés neve	Frekvencia tartomány, Hz
hang
ultrahang	20 000- 1 00 000
Rádióhullámok
Infravörös sugarak
Látható fény	4 h10 "4 -7,5 h10" 4
Ultraibolya sugarak
Röntgensugarak
Gamma sugarak

A rádiófrekvenciák alkalmazásának megismeréséhez még egy tábla segít Önnek.

Átlagos hullámok (SW)	300 - 3000 kHz	műsorszórás
Rövid hullámok (KB)		műsorszórás; Amatőr rádiókommunikáció (27 MHz).
Ultra-rövid hullámok (VHF)
A) mérő		műsorszórás; Televízió.
B) deciméter	300 - 3000 MHz	műsorszórás; Celluláris kommunikáció (900 MHz, 1800 MHz); GPS navigáció; Az autóriasztó jelzõfények frekvenciája 433, 92 MHz és 867,8 MHz
В) centiméter		Radar; Bluetooth (2,4 - 2,48 GTz); Térfogatérzékelők; Indításgátlók,.
D) milliméter		radar

11. ábra: Az "ohm törvény"

Az elektromos áramkör fő elemei

A villamosenergia-elmélet már majdnem befejeződött, ezért továbbra is figyelembe kell venni az elektromos áramkör fő elemeit, amelyekre szükség lehet a biztonsági berendezések telepítésekor.

A frekvencia a váltakozó áram polaritásának teljes változásainak száma egy másodpercen belül. Ez azt jelenti, hogy a jelenlegi, egy 50 Hertz frekvenciájú konvencionális háztartási csatlakozóban az iránya pozitívból negatívra változik, és egy másodperc alatt pontosan ötven alkalommal változik. Az elektromos áram irányának (polaritás) teljes megváltoztatása a pozitívból a negatívig és ismét pozitívra az elektromos áram oszcillációjának nevezik. Az időszak alatt T egy váltakozó elektromos áram kétszer változtatja az irányát.

A váltakozó áram szinuszos alakjának vizuális megfigyeléséhez általában oszcilloszkópot használnak. Az áramütés kizárása és az oszcilloszkóp védelme a tápfeszültségről a bemeneten, használjon izolációs transzformátorokat. Az időtartam méréséhez nincs különbség az egyenértékű (egyenlő amplitúdójú) pontokban. Lehetséges a maximális pozitív vagy negatív csúcsokon, lehetséges és nulla érték. Ezt az ábra mutatja.

Képzeljen el egy négyszögletes drótkeretet több fordulattal, egyenletesen forgatva homogén mágneses mezőben. Felmerül ebben a keretben emf. Az indukció a szinuszos törvények szerint változik. Az ingadozás időtartama T A váltakozó áramú áram a tengelye körül lévő mágneses keret teljes fordulatszáma.

Az elektromos áram egyik fontos jellemzője a váltakozó elektromos áram két értéke - a maximális érték és a középérték.

Az Umax elektromos áramfeszültség maximális értéke a szinuszos érték maximális értékének megfelelő feszültségérték.

Az áramerősség átlagos értéke usr a feszültség értéke a maximális érték 0,636-ának felel meg. Matematikailag így néz ki: U s = 2 * U max / π = 0,636 U max

A maximális feszültség szinuszos értéke megfigyelhető az oszcilloszkóp képernyőn. Annak érdekében, hogy megértsük, mi a váltakozó elektromos feszültség átlagos értéke, elvégezhet egy kísérletet az alábbi rajzokon és leírásokon.

Mérőműszerek - voltmérők, védőkészülékek, multiméterek a váltakozó áramú feszültség méréséhez, egyenirányítóval és kiegyenlítő kondenzátorral rendelkeznek. Ez a lánc "kerekíti" a maximális és a mért feszültség közötti különbség szorzót a 0,7-es számhoz. Ezért, ha a képernyőn lát az oszcilloszkóp amplitúdójú szinuszos feszültség 10 V, a feszültség mérő (tseshka, multiméter) nem 10, hanem 7 voltot. Gondolod, hogy a házban - 220 volt? Így van, de nem pontosan! 220 volt a háztartási csatlakozó feszültsége átlagértéke, amelyet egy mérőeszköz - egy voltmérő - átlagol. A maximális stressz a következő képletből következik: U max = U rev / 0,7 = 220 / 0,7 = 314,3 volt

Ezért, amikor "áramlik" az áramot egy 220 V-os elektromos aljzatról, tudjátok, hogy ez az illúzió. Tény, hogy a feszültséget rázza 315 volt körül.

Háromfázisú áram

Képzeld el, ha nem egy, hanem három azonos keretek forognak a közös tengely körül, amelyek síkjait egymáshoz viszonyítva 120 fokkal elforgatják. Ezután a szinuszos emfek keletkeznek. szintén 120 fokos fázisban eltolódik (lásd az ábrát).

Ezeket a három kiegyenlített aktuális változót háromfázisú áramnak nevezik. A háromfázisú áramgenerátorban a vezetékes tekercsek egyszerűsített elrendezését az ábrán mutatjuk be.

A generátor tekercselése három független vonal mentén az alábbi ábrán látható.

Ez a kapcsolat hat vezetékkel meglehetősen nehézkes. Mivel a potenciálkülönbségek csak az elektromos áramkörök jelenségei szempontjából fontosak, az egyik vezeték közvetlenül két fázisra használható, anélkül, hogy csökkentené az egyes fázisok terhelhetőségét. Más szóval, abban az esetben a csatlakozó generátor tekercsek egy „csillag” a „nulla”, az átviteli energiát a három forrásból készül négy vezetékek (.. ábra), amelyben egy közös - a nullavezető.

Három vezetéket közvetlenül három (gyakorlatilag független) villamos áramforrásból továbbítanak, melyet egy "háromszög" kapcsol össze.

Az ipari generátorokban és transzformáló transzformátorokban a "háromszög" általában 220 V fázis-fázisú feszültséget kapcsol össze. Ebben az esetben a "nulla" vezeték hiányzik.

A "csillag" a hálózati feszültség "nullára" történő átvitelére szolgál. Ebben az esetben 220 volt kapcsolódik a fázishoz nullához képest. A hálózati feszültség 380 volt.

Gyakori az időben „pimaszul voruyuschey demokrácia” volt az égés háztartási berendezések a lakások tekintélyes polgárok, mikor, mert a rossz kábelezés égett teljes „nulla”, akkor attól függően, hogy hány háztartási készülékek szerepelnek a lakások, megvilágított TV és hűtőszekrény mellett , akik közül a legkevésbé tartozott. Ezt a "fázishoztozás" jelensége okozza, amely akkor következett be, amikor a nullát levágták. A tiszteletre méltó állampolgárok kiáramlásakor 220 volt helyett 380 volt a határfelület. Mostanáig számos kommunális lakásban és épületben, amelyek orosz városok és tömegek lakóhelyeire hasonlítanak, ez a jelenség nem teljesen felszámolásra került.

A váltakozó áram egyfajta áram, amelynek áramlási iránya folyamatosan változik. Lehetséges, hogy lehetséges a különbség, amely betartja a törvényt. A mindennapi értelemben a váltóáram alakja szinuszosnak tűnik. Az állandó változhat amplitúdóban, az irány ugyanaz. Ellenkező esetben alternáló áramot kapunk. A rádiós technikusok értelmezése ellentétes az iskolával. A diákoknak egy állandó amplitúdó áramot kell mondaniuk.

Hogyan alakul ki váltakozó áram

A váltóáram kezdetét Michael Faraday terjesztette elő, az olvasók többet megtudhatnak a szövegben. Megmutatták: az elektromos és a mágneses mezők csatlakoztatva vannak. Az áram a kölcsönhatás következménye. A modern generátorok úgy működnek, hogy megváltoztatják a mágneses fluxus nagyságát a rézhuzal hurok által bezárt területen keresztül. A karmester bármi lehet. A réz a maximális alkalmassági kritériumok közül kerül kiválasztásra, minimális költség mellett.

A statikus töltést elsősorban súrlódás képezi (nem az egyetlen mód), váltakozó áram keletkezik a szemmel láthatatlan folyamatok eredményeként. Az érték arányos a mágneses átáramlás sebességével az áramkör által lefedett területen keresztül.

A váltóáram felfedezésének története

Első alkalommal a váltakozó áramok figyelmet kaptak a Nikola Tesla által létrehozott találmányok születése után a kereskedelmi érték miatt. Az anyagi konfliktus az Edison-nal mindkét erő sorsára emlékezett. Amikor az amerikai üzletember visszavette ígéreteit Nikola Tesla-nak, sok profitot vesztett. Bizonyára a kiemelkedő tudós nem szerette a szabad beszédet, a szerb feltalált egy ipari típusú AC motort (a találmány sokkal korábban történt). A vállalatok kizárólag állandó jelleggel használtak fel. Edison elősegítette ezt a fajat.

A Tesla először mutatott rá: váltakozó feszültség mellett sokkal több eredmény érhető el. Különösen, ha az energiát hosszú távon kell továbbítani. A transzformátorok erőkifejtés nélkül történő használata lehetővé teszi a feszültség növelését, ami a veszteségeket az aktív ellenállásban jelentősen csökkenti. A paraméterek fogadó oldala ismét visszatér az eredetihez. Nem rossz a vezetékek vastagságán.

Ma bemutatják: a közvetlen áramátvitel gazdaságilag jövedelmezőbb. Tesla megváltoztatta a történelem menetét. Gondolj egy tudósra a DC konvertereknél, a világ másképp néz ki.

Nikola Tesla elkezdte az AC aktív használatát egy kétfázisú motor létrehozásával. erőátviteli kísérletek nagy távolságokra helyezték el a tényeket a helyén: kényelmetlen mozogni termelés területén Niagara Falls, sokkal könnyebb építeni egy sort a cél.

A váltakozó és egyenáramú áramellátás kezelésének iskolai változata

A váltóáram számos olyan tulajdonságot mutat be, amelyek megkülönböztetik a jelenséget az állandóaktól. Először a jelenség felfedezésének történetéhez fordulunk. A váltakozó áram alapítója az emberiség mindennapi életében Otto von Guericke. Először is észrevették: a természetes két jelek díját. Az áram más irányba áramolhat. A Tesla-ra vonatkozóan a mérnököt jobban érdekelte a gyakorlati rész, a szerző előadása két, brit eredetű kísérletet említ:

William Spottiswood fosztja meg az orosz nyelvű Wikipedia-t, a nemzeti részt - ő váltakozó árammal elrejti a munkát. Mint George WMD tudós - egy tehetséges matematikus Sajnálatos, hogy alig lehet tudni, hogy mit is csinál az ember a tudomány.
James Edward Henry Gordon sokkal közelebb áll a villamos energia alkalmazásának gyakorlati részéhez. Nagyon sok generátorral kísérletezett, saját designját 350 kW teljesítmény mellett fejlesztette ki. Nagy figyelmet fordított a világításra, és energiát szolgáltatott a gyáraknak és gyáraknak.

Úgy vélik, hogy az első alternátorok a XIX. Század 30-as években jöttek létre. Michael Faraday kísérletileg megvizsgálta a mágneses mezőket. A tapasztalatok felidézték Sir Humphrey Davy féltékenységét, aki kritizálta a hallgatót a plágiumra. Nehéz az igazság kiderítése a leszármazottak, az a tény is, hogy a váltóáram fél évszázad létezett kihasználatlan. A XIX. Század első felében találtak elektromos motort (Michael Faraday szerzője). Dolgozott, egyenárammal táplálva.

Nikola Tesla először felismerte az Arago elméletét egy forgó mágneses mezőről. A váltóáram két fázisa (90 fokos eltolás) volt. Útközben Tesla megjegyezte, hogy összetettebb konfigurációk lehetségesek (a szabadalom szövege). Sokkal később, a háromfázisú motor, Dolivo-Dobrovolsky feltalálója hiába igyekezett szabadalmaztatni a gyümölcsöző elme agyát.

Hosszú ideig a váltakozó áram nem követelt maradt. Edison ellenezte a jelenség bevezetését a mindennapi életbe. Az iparosító félt a nagy pénzügyi veszteségektől.

Nikola Tesla elektromos gépekkel foglalkozott

Miért gyakrabban használják az AC-t, mint az állandó

A tudósok a közelmúltban bizonyították: a közvetlen áram átadása jövedelmezőbb. A vonal sugárzási veszteségei csökkentek. Nikola Tesla fordította a történelem menetét, az igazság győzedelmeskedett. A tudósnak dolgozott, lyukakat kellett ásnia, miközben egy rematchet vettek.

Nikola Tesla: biztonsági és hatékonysági kérdések

Nikola Tesla meglátogatott egy rivális céget egy Edison cégnél, egy új jelenséget támogatva. Elszállt, gyakran kísérleteket tett magára. Ellentétben Sir Humphrey Davyvel, aki rövidítette az életét, belélegzett különféle gázokat, Tesla jelentős sikereket ért el: 86 éves sorát győzte le. A tudós felfedezte: az aktuális áramlás irányának változása másodpercenként 700-szoros sebességgel teszi a folyamatot az ember számára biztonságosnak.

Az előadások során Tesla a kezével egy villanykörtéket vett fel platinaszálra, bemutatta az eszköz fényét, és a saját testén keresztül átadta a magas frekvenciákat. Azt mondta: a jelenség ártalmatlan, sőt bizonyos egészségügyi előnyökkel is jár. Az áramló, a bőr felületén szivárgó, ugyanakkor tisztítja. Tesla elmondta, hogy az előző napok kísérletezői (lásd fent) elbukották a csodálatos jelenségeket a következő okok miatt:

Mechanikus típusú tökéletlen generátorok. A forgó mezőt szó szerinti értelemben vették fel: a rotor a motor segítségével forgatott. Egy ilyen elv nem képes nagyfrekvenciájú áramok kibocsátására. Ma a technológiai fejlődés jelenlegi szintje ellenére problémás.
A legegyszerűbb esetben manuális szétkapcsolókat használtunk. Semmi sem mondható a magas frekvenciákról.

Tesla maga használta a kondenzátor töltésének és kisülésének jelenségét. Tegyük fel az RC-láncot. Ha egy bizonyos szintre töltjük, a kondenzátor az ellenálláson keresztül indul. Az elemek paraméterei határozzák meg a folyamat sebességét, az exponenciális törvénynek megfelelően. A Teslától megfosztják az áramkörök félvezető kulcsokkal történő vezérlési módszereinek használatát. A termodiódák ismertek voltak. Azt javasolom, hogy a Tesla a zener diódákat szimuláló termékeket használhasson, amelyek reverzibilis lebomlással működnek.

Azonban a biztonsági kérdések megfosztják a tisztelt első helyet. Az USA által általánosan elfogadott 60 Hz frekvenciát Nikola Tesla javasolta, ami optimális a saját tervezésű motorok működéséhez. Nagyon különbözik a biztonságos tartománytól. Egyszerűbb egy generátor tervezése. És mindegyik esetben mindkét értelemben a váltakozó áram állandóan nyer.

A levegőben

Eddig sikertelen viták történtek a rádió úttörőjével kapcsolatban. A hullám áteresztését az éteren keresztül Hertz fedezte fel, leírva a mozgás törvényeit, ami azt mutatja, hogy az affinitás optikai. Ma ismeretes: egy váltakozó mezõ bontja a helyet. Popov (1895) jelenségét használta, átadva az első földi üzenetet "Henry Hertz" -nek.

Látjuk, a tanult emberek barátságosak egymással. Mennyire tiszteletben tartja az első üzenetet. A dátum továbbra is ellentmondásos, minden állam a bajnokságot fenntartás nélkül kívánja kijelölni. Egy váltakozó áram az éteren át terjedő mezőt termel.

Manapság a műsorok, az ablakok, a légköri falak, a különböző környezetek (víz, gázok) jól ismertek. Fontos helyet ad a frekvencia. Megállapítottam, hogy minden egyes jel az elemi oszcillációk összegeként jelenik meg (a Fourier-tételek szerint). A spektrális analízis a legegyszerűbb harmonikusokkal működik. A teljes hatás az elemi komponensek következménye. Egy tetszőleges jelet egy Fourier-transzformáció bontja le.

A légkör ablakai hasonló módon vannak meghatározva. Meglátjuk azokat a frekvenciákat, amelyek jól és rosszul haladnak át a vastagon. Nem mindig az utóbbi negatív hatás. A mikrohullámú sütők 2,4 GHz-es frekvenciákat használnak, a vízgőz által elnyelt sokkot. A kommunikációhoz a hullámok használhatatlanok, de jó kulináris készségek!

A kezdők aggódnak a hullámterjedés kérdésében az éteren keresztül. Beszéljünk részletesen a tudósok által még megoldatlan rejtélyről.

Hertz vibrátor, éter, elektromágneses hullám

Az elektromos, mágneses mezők kapcsolatát először 1821-ben mutatta be Faraday Michael. A későbbiekben bemutatták: a kondenzátor alkalmas oszcilláció létrehozására. Nem mondható el, hogy a két esemény közötti kapcsolat azonnal megvalósul. Felix Savari kiürítette a Leyden edényt a fojtószelepen keresztül, amelynek magja acél tű volt.

Nem bizonyos, hogy mi a csillagász, az eredmény kiderült, hogy kíváncsi. Néha a tűt egy irányban irányították, néha - szemben. Az egyik jel generátora. A tudós helyesen megállapította: egy csillapított oszcillációs folyamatot. Nem ismeri az induktív, kapacitív reakciókat.

Az elméletet később összegeztük. A kísérleteket Joseph Henry, William Thompson megismételte, aki meghatározta a rezonancia gyakoriságát: ahol a folyamat legfeljebb egy ideig tartott. A jelenség lehetővé tette az áramkör jellemzőinek függését az alkotóelemekre (induktivitás és kapacitás). 1861-ben Maxwell származtatta a híres egyenleteket, az egyik következmény különösen fontos: "A váltakozó elektromos mező mágneses mezőt hoz létre, és fordítva".

Egy hullám jelenik meg, az indukciós vektorok egymásra merõlegesek. Spatially ismételje meg a létrehozott folyamat formáját. A hullám barázdálja az étert. A jelenséget Heinrich Hertz használta, miután kibontotta a kondenzátor lemezeket az űrben, a repülőgépek radiátorokká váltak. Popov arra gondolt, hogy információt szolgáltat az elektromágneses hullámban (modulálni), amelyet ma mindenhol használnak. És az éterben és a belső félvezető technológiában.

Hol van a váltakozó áram

A váltóáram a legtöbb ma ismert eszköz működésének alapja. Könnyebb megmondani, hogy hol használják az állandóságot, az olvasók következtetéseket vonhatnak le:

Az egyenáramot az akkumulátorokban használják. A változó mozgást generál - a modern eszközök nem tárolhatók. Ezután a készülékben a villamos energia átalakul a kívánt formává.
A DC kollektor motorok hatékonysága nagyobb. Emiatt előnyös ezeknek a fajtáknak a használata.
Egy egyenáram segítségével mágnesek működnek. Például intercomok.
Az állandó feszültséget az elektronika alkalmazza. A fogyasztott áram bizonyos határokon belül változik. Az iparban állandónak nevezik.
Az állandó feszültséget a kineszkópok használják a potenciál létrehozásához, növelik a katód emisszióját. Az eseteket a félvezető technológiák áramforrásainak analógjainak nevezik, bár néha a különbség jelentős.

Más esetekben a váltóáram súlyos előnyt mutat. A transzformátorok a technológia szerves részét képezik. A hegesztés során a közvetlen áram nem mindig dominál, de minden modern berendezésben van egy inverter. Sokkal könnyebb és kényelmesebb a tisztességes műszaki jellemzők megszerzése.

Bár történelmileg az első kap statikus díjakat. Vegyük legalább a gyapjút és a borostyánszínűséget, amellyel Thales Miletus dolgozott.

A váltakozó elektromos áram koncepcióját általános oktatási intézmény - iskola tankönyve tartalmazza. A váltóáramú áram egy harmonikus szinuszos jel formájában van, amelynek fő jellemzői a működési feszültség és a frekvencia.
A frekvencia a váltakozó áram polaritásának teljes változásainak száma egy másodpercen belül. Ez azt jelenti, hogy a jelenlegi, egy 50 Hertz frekvenciájú konvencionális háztartási csatlakozóban az iránya pozitívból negatívra változik, és egy másodperc alatt pontosan ötven alkalommal változik. Az elektromos áram irányának (polaritás) teljes megváltoztatása a pozitívból a negatívig és ismét pozitívra az elektromos áram oszcillációjának nevezik. Az időszak alatt T egy váltakozó elektromos áram kétszer változtatja az irányát.
A váltakozó áram szinuszos alakjának vizuális megfigyeléséhez általában oszcilloszkópot használnak. Az áramütés kizárása és az oszcilloszkóp védelme a tápfeszültségről a bemeneten, használjon izolációs transzformátorokat. Az időtartam méréséhez nincs különbség az egyenértékű (egyenlő amplitúdójú) pontokban. Lehetséges a maximális pozitív vagy negatív csúcsokon, lehetséges és nulla érték. Ezt az ábra mutatja.

A fizika tankönyvéből tudjuk, hogy egy váltakozó elektromos áramot generálunk egy elektromos gépgenerátor segítségével. A generátor legegyszerűbb modellje egy állandó mágnes mágneses mezőiben forgó mágneses keret.
Képzeljen el egy négyszögletes drótkeretet több fordulattal, egyenletesen forgatva homogén mágneses mezőben. Felmerül ebben a keretben emf. Az indukció a szinuszos törvények szerint változik. Az ingadozás időtartama T A váltakozó áramú áram a tengelye körül lévő mágneses keret teljes fordulatszáma.

Az elektromos áram egyik fontos jellemzője a váltakozó elektromos áram két értéke - a maximális érték és a középérték.
Az Umax elektromos áramfeszültség maximális értéke a szinuszos érték maximális értékének megfelelő feszültségérték. Az áramerősség átlagos értéke usr a feszültség értéke a maximális érték 0,636-ának felel meg. Matematikailag így néz ki:

U s = 2 * U max / π = 0,636 U max

Oszcilloszkóppal csatlakoztasson egy szinuszos feszültséget a bemenetéhez. A függőleges váltókapcsolóval mozgassa a "nulla" sweep-t az oszcilloszkóp-képernyő legalacsonyabb vonalára. A vízszintes söpörést húzzuk meg úgy, hogy a szinuszos feszültség egy félhullámai illeszkedjenek az oszcilloszkóp-képernyő tíz (öt) cellájába. Függőleges sweep fogantyúval (nyereség) nyújtsd le a sweepet úgy, hogy a maximális félhullám amplitúdó pontosan tíz (öt) sejt legyen az oszcilloszkóp képernyőn. Határozza meg a sínáram amplitúdóját tíz helyen. Összefoglalja az összes tíz értéket, és tízre oszlik - megtalálja az "átlagos pontszámát". Ennek eredményeként a feszültség értéke körülbelül 6,36-nak felel meg a maximális 10-es értéknek.
Mérőműszerek - voltmérők, védőkészülékek, multiméterek a váltakozó áramú feszültség méréséhez, egyenirányítóval és kiegyenlítő kondenzátorral rendelkeznek. Ez a lánc "kerekíti" a maximális és a mért feszültség közötti különbség szorzót a 0,7-es számhoz. Ezért, ha a képernyőn lát az oszcilloszkóp amplitúdójú szinuszos feszültség 10 V, a feszültség mérő (tseshka, multiméter) nem 10, hanem 7 voltot. Gondolod, hogy a házban - 220 volt? Így van, de nem pontosan! 220 volt a háztartási csatlakozó feszültsége átlagértéke, amelyet egy mérőeszköz - egy voltmérő - átlagol. A maximális stressz a következő képletből következik:

U max = U rev / 0,7 = 220 / 0,7 = 314,3 volt

Ezért, amikor "áramlik" az áramot egy 220 V-os elektromos aljzatról, tudjátok, hogy ez az illúzió. Tény, hogy a feszültséget rázza 315 volt körül.

Háromfázisú áram

Az egyszerű szinuszos váltakozó áram mellett az úgynevezett háromfázisú áramot széles körben használják a mérnöki tevékenységben. Ráadásul egy háromfázisú elektromos áram a világon használt energia fő típusa. A háromfázisú áram nagy népszerűségnek örvend, mivel az olcsóbb energiaátvitel hosszú távon történik. Ha egy hagyományos (egyfázisú) áramra két vezetékre van szükség, akkor háromfázisú áram esetén, amely háromszorosára növeli az energiát, csak három vezeték szükséges. A cikk fizikai jelentését később megtudhatja.
Képzeld el, ha nem egy, hanem három azonos keretek forognak a közös tengely körül, amelyek síkjait egymáshoz viszonyítva 120 fokkal elforgatják. Ezután a szinuszos emfek keletkeznek. szintén 120 fokos fázisban eltolódik (lásd az ábrát).

Ezeket a három kiegyenlített aktuális változót háromfázisú áramnak nevezik. A háromfázisú áramgenerátorban a vezetékes tekercsek egyszerűsített elrendezését az ábrán mutatjuk be.

A generátor tekercselése három független vonal mentén az alábbi ábrán látható.

Három vezetéket közvetlenül három (gyakorlatilag független) villamos áramforrásból továbbítanak, melyet egy "háromszög" kapcsol össze.

Az ipari generátorokban és transzformáló transzformátorokban a "háromszög" általában 220 V fázis-fázisú feszültséget kapcsol össze. Ebben az esetben a "nulla" vezeték hiányzik. A "csillag" a hálózati feszültség "nullára" történő átvitelére szolgál. Ebben az esetben 220 volt kapcsolódik a fázishoz nullához képest. A hálózati feszültség 380 volt.

VÁLTÓ FESZÜLTSÉG VESZÉLYE

Az iparban alapvetően szinuszos váltakozó áramot használnak, amely az állandóval ellentétben megváltoztatja értékét, és időnként az irányt. Egy ilyen áram megszerzéséhez olyan elektromos áramforrásokat használnak, amelyek létrehozzák az emf változót. e., amely időszakonként változik nagyságrendben és irányban; ezek a források váltakozó áramgenerátorok. A váltakozó áram megszerzésének elve. A legegyszerűbb generátor egy egyenletes mágneses mezőben forgatható fordulattal (168. A jobb kezű szabály segítségével könnyű meghatározni, hogy a tekercs forgása közben az e. DS e, ami a forgatás 1. és 2. munkarészében indukált, folyamatosan változik (nyilakkal jelezve), ezért a zárt áramkörön áthaladó i áram iránya is változik. Az elektromágneses indukció törvénye szerint, pl. e. c, amelyet a forradalom indukál, amikor keringési sebességgel forog? egy B indukciós mágneses térben,

2l - a forduló két munkaterületének hossza, amelyek mágneses mezőben vannak;

Az erő mágneses vonalainak iránya és a fordulat mozgásának iránya az időperiódusban (a sebességvektor iránya).

Forgáskor egy fordulatot szögsebességgel? a szög? =? t, ezért,

e = 2lBv sin? t.

Változó szög? t hívják fázis e. stb. A 2lB érték? az e. stb. e, amelynél a t = 90 ° (ha a forduló síkja merőleges az erő mágneses vonalaira). E-vel jelöltük:

e = E m sin? t.

A változás e függvényében kapott változás függvénye. stb. e a szögtől vagy a t időponttól grafikusan ábrázolható egy szinusz segítségével (168, b ábra). EDS-t, áramot és feszültséget neveznek ki, amelyek értéküket és irányt változtatják a szinuszos jelek szerint szinuszos. Az a tengely, amely mentén a sarkokat lefektetik? t, úgy tekinthetjük, mint a t idő tengelyét. Vizsgáljuk meg a forradalom több különálló álláspontját. A szög "T 1" (lásd a 168. ábra a) ábrán megadott időpontban, amikor a fordulat vízszintes helyzetben van, a munkaterületei a mágneses vonalak mentén csúsznak át, és nem átlépik őket; így abban a pillanatban, e. stb. ezek nem indukáltak (a 168. ábra b) pontja). A forduló további fordulóján az oldalai elkezdenek áthaladni az erő mágneses vonalán. Ahogy a forgási szög megemelkedik, ugyanúgy növekszik az erőszakvonalak száma, mint az egységnyi időre fordított forduló oldalai, és ennek megfelelően az indukált fordulatszám nő. stb. e. A szög2-nek megfelelő idő pillanatában a tekercs keresztezi a legnagyobb számú mágneses erővonalat, mivel az 1. és 2. munkaterületei merőlegesek a mágneses mező erővonalaira; abban a pillanatban, e. stb. e eléri maximális E m értékét (a 2. pont a grafikonon). A tekercs további elforgatásával az erõsített vonalak száma csökken, és ennek megfelelõen csökken a tekercsben indukált örvény. stb. Az idõpontban, a szögnek megfelelõen, a kör mûködési szakasza ismét csúszik az erõ mágneses vonalai mentén, ennek eredményeként. stb. e nulla lesz (3. pont). Ezután a fordulat 1. és 2. munkaterületei ismét elkezdenek áthaladni az erő mágneses vonalán, de a másik irányba, így a tekercsben egy e jelenik meg. stb. az ellenkező irányba. Abban a pillanatban, amely megfelel a "T 4" szögnek. a tekercs e függőleges elrendezésével. stb. a maximális érték eléréséig - E m (4. pont), majd csökken, és az idő pillanatában a megfelelő? t5 ismét egyenlő lesz nullával (5. pont). A tekercs további mozgatásával

Ábra. 168. Egy szinuszos indukció e. stb. (a) és annak változási görbéje (b)

egy új forradalom, a fentebb leírt eljárás az e. stb. meg kell ismételni.

A modern váltóáramú generátorokban a mágneses mezőt létrehozó mágnesek vagy elektromágnesek általában a gép forgó részén helyezkednek el - forgórész, valamint az e változó által indukált fordulatok. a generátor rögzített részén - állórész. A generátor működési elvének szemszögéből azonban nem számít, hogy a gép melyik része - a rotor vagy az állórész - az e változó által indukált fordulatok. stb.

A váltakozó áramú villamosenergia-vevők munkája. Ha az elektromos lámpát a generátorhoz csatlakoztatja (lásd 168, a ábra), akkor a menet időszakosan felmelegszik és lehűl. Ha azonban a váltakozó áram változásainak frekvenciája elég nagy, a lámpacsatornának nincs ideje lehűlni, és a szeme nem érzékeli a ragyogás változásait. Ugyanezek a feltételek vonatkoznak a váltóáramú motorokra; egy ilyen motor a munka során olyan nagyfrekvenciájú AC-impulzusokat fogad, amelyek rotorja állandó frekvencián forog.