多くの技術的な問題のために働くだけでなく、仕事のスピードを行うことだけではなく、重要です。 仕事のスピードは力と呼ばれる物理量によって特徴づけられます。

電力は、それが実行される時間間隔に対する仕事の比率と数値的に等しい物理量です。

瞬時電力

運動学における瞬時速度の導入と同様に、「瞬間力」の概念が力学において用いられる。

Axが移動されると、力Fの投影はジョブA = FxAxを実行する。
  瞬時電力は、この間隔の値に対する微小時間間隔で実行される仕事の比に等しいスカラー物理量である。
必要なスラスト力は車速に反比例する。 増加するスピードでは、運転者は増加したギアに切り替えることができます。 同時に、車輪はより速い速度で回転するが、より少ない力で回転する。

通常、高速の自動車や電車には高出力のエンジンが必要です。 しかし、実際には多くの場合、抵抗力は一定ではなく、速度が増すにつれて増加します。 たとえば、航空機の速度を半分に増やす必要がある場合は、エンジンのパワーを8倍に増やす必要があります。 だからこそ、航空機、船舶、その他の乗り物の速度を上げることは、それぞれの新しい成功が非常に困難です。

新しい資料の提示中に学生に質問する

1.どのように仕事のスピードを特徴付けることができますか？

2.既知の力で仕事を計算するには？

3.エンジンによって駆動される車両の均一な動きの速度を決定する要因は何ですか？

4.車は道路の水平部分を移動します。 彼のエンジンが多くの力を発揮する時は、ゆっくりと速い乗り心地ですか？

勉強した資料を確保する

1.私たちは問題解決のために訓練しています

1. 30分で1階から4階に時間切れになると、学生はどのような力を発揮しますか？ 学校の各フロアの高さは4m、学生の体重は60kgです。

2.車は20m / sの速度で走行します。 この場合、モータは20kWの電力を発生する。 運動に対する抵抗の強さは？ そのような力を加えることによって重量を持ち上げることができますか？

3.飛行速度が20％増加するように旅客機のエンジン容量を何パーセント増やすべきか？ 空気抵抗力は飛行速度の2乗に比例すると考えてください。

一様な運動では、エンジンの推力Fは、

空気抵抗。 P = Fvの関係から、基数

Pは速度の3乗に比例する。 したがって、1.2倍の速度を上げるには、エンジンの動力を

（1.2）を3回繰り返す。 （回答：73％）。

4. 2トンの質量を持つ車は、その場所から上方へ0.02の傾斜で加速される。 移動抵抗係数は0.05です。 車は100m伸びで97.2km / hの速度を得ました。平均的なパワーは何ですか？

2.テスト問題

1.同じパワーが乗客と乗客なしで同じ速度で動くとき、バスエンジンを開発するか？

2.なぜ車速の上昇がそれを維持するために必要な牽引力が少ないのですか？

3.デッキ・ファイター・エンジンが空母に乗って動くのに費やされるのは何ですか？

4.車と飛行機の最高速度を上げることがなぜ難しいのですか？

5.弟子はジム2メートルを通過し、同じ時間ロープに沿って2メートルのために涙。彼は同じ力を開発しましたか？

回路の瞬時電力p = ui 交流  時間の関数である。

連続的に接続されたセクションr、LおよびCからなるチェーン内のエネルギープロセスを考察する（図1.13）。

図1 1.13。 連続的に接続されたセクションr、LおよびCからなるチェーン

このチェーンの応力の方程式は次のとおりです。

(1.26)

したがって、チェーンの端子およびチェーンの特定の部分における瞬時電力については、次の式を得る。

最後の式から、抵抗rの部分のパワーは常に正であり、エネルギー吸収の不可逆的過程を特徴付けることがわかります。 電力は、コイルの磁場へのエネルギー入力の割合で決定され、p L< 0 – скорость возвращения энергии из этого поля. Мощность определяет при p C >  0は凝縮器の電場に入力されるエネルギーの割合であり、p C<0 – скорость возвращения энергии из этого поля.

電圧uと電流iを時間の正弦関数とする

ここで、電流の初期位相はゼロであると仮定され、これは電流が回路のすべてのセクションで共通であるので便利である。 この場合、電圧の初期位相はφに等しい。 この場合、個々のセクションの瞬間的なストレスは等しくなります

したがって、チェーンの個々のセクションの瞬間的なパワーに対して、次の式を得る。

総容量およびコイル電力

回路全体の端子の電力は、

得られた式から、コイルおよびコンデンサの期間にわたる平均電力はゼロであることが分かる。 期間当たりの平均電力、i. 回路全体の端子における有効電力は、抵抗を有する領域における電力の期間にわたる平均に等しい。

(1.27)

電力変動p xの振幅は、無効電力の絶対値に等しい。

すべての瞬時電力は、電流および電圧の周波数ωの2倍である2ωの周波数によって変化する。

図2 1.14一方が他方の下にあるのは、現在の図表i、電圧、および力によって与えられる

図1 1.14。 電流ダイアグラムi、電圧
   容量

図2の線図において、 1.14 a  セクションrの値が表示されます。 我々は、いつでも平均値が等しいことを見る。

ダイアグラム写真上。 1.14 b  コイルに関する値が示されている。 ここで、p Lの平均値はゼロである。 電流が絶対値で増加すると、エネルギーはコイルの磁場に蓄積される。 この場合、p L\u003e 0です。電流が絶対値で減少すると、コイルの磁場からエネルギーが返されます。 また、p L< 0.

図2 1.14 の  コンデンサに関する値が与えられる。 ここで、コイル上と同様に、平均電力値はゼロである。 エネルギーは 電場  コンデンサの両端の電圧が絶対値で増加すると、 この場合、p C\u003e 0である。コンデンサの両端の電圧が絶対値で減少すると、エネルギーはコンデンサの電場から戻される。 さらに、p C< 0.

図2のダイアグラムの比較から、 1.14 b  と の  これらの図が構成されている特定のケースでは、コイル上の電圧振幅は、コンデンサ両端の電圧の振幅よりも大きいことが分かる。 U L\u003e U C. これは関係に相当します。 図2 1.14 g  この場合、コイルとコンデンサとからなる回路部分に電流、電圧及び電力曲線p xをプロットする。 曲線の特性は、ここではコイル端子と同じです。 しかしながら、電圧u x及び瞬時電力p xの振幅は、量u L及びp Lの振幅よりも小さい。 この後者は、電圧u Lおよびu Cが同相で逆相であるという事実の結果である。

図2の線図において、 1.14 d  チェーン全体の端子の値が与えられます。これらの値は、図5のダイアグラムの量を合計して得られます。 1.14 a, b  と の  または a  と g。 パワーpの平均値はである。 この平均値の周りの振動は、pについての解析式から分かるように、振幅と共に生じる。 電流iは角度φで電圧uより遅れている。 0からt2までの時間間隔において、回路の端子における瞬時電力は正（p\u003e 0）であり、エネルギーは電源から回路に供給される。 t 2からt 3までの時間間隔において、回路の端子における瞬時電力は負である（p< 0) и энергия возвращается источнику.

受動回路の端子の瞬時電力が正である場合、この電力は瞬時消費電力と呼ばれます。 受動回路の端子の瞬間電力が負の場合、この電力は瞬時出力電力と呼ばれます。

瞬間電力の概念は、より公式化された形式で、電気回路の反応素子および能動素子の概念を定義することを可能にする。 したがって、リアクタンス素子は、ある時間間隔の瞬時電力積分がゼロであるものと呼ぶことができる。

電気回路の能動素子では、ある時間間隔にわたる瞬時電力積分は負の値であり、この成分はエネルギー源であり、エネルギーを放出する。 受動回路素子では、ある時間間隔にわたる瞬時電力積分は正であり、この素子はエネルギーを消費する。

したがって、cosφ\u003e 0であるので、曲線p（t）の正の領域によって決定される回路に入るエネルギは、曲線p（t）の負の領域によって決定されるエネルギ源に戻されるエネルギより大きい。

図2 1.15の異なる時間間隔では、電流の実際の方向と、回路のクランプおよびすべてのセクションにおける応力のプラス（+）およびマイナス（ - ）実方向が破線の矢印で示されています。

図1 1.15。 実際の電流方向と実際の応力方向
   チェーンターミナルおよびすべての部位で、異なる時間間隔で

尾の羽のある矢印は、適切な間隔でエネルギーが流れる方向を示しています。

図2の回路は、 1.15 a 0からt 1までの時間間隔に対応し、電流がゼロから最大値まで上昇する。 このとき、コイルにエネルギーが蓄積される。 コンデンサの両端の電圧は絶対値で低下するので、コンデンサに蓄積された電場のエネルギーはコイルの磁界のエネルギーに戻り戻ります。 この場合、p L\u003e p Cであるので、コイルは、回路に供給する電源から追加のエネルギーを受け取る。 供給源は、抵抗rによって吸収されるエネルギーもカバーする。

図2の回路は、 1.15 b  t 1からt 2までの時間間隔に対応する。 電流iはこの時間間隔で減少し、エネルギーはコイルの磁場から戻り、コンデンサに部分的に入り、充電され、部分的に抵抗rの領域で熱に変わる。 この時間間隔では、電流は依然として十分に大きな値を有し、したがって相当な電力を有する。 したがって、ソースは、以前の時間間隔と同様に、回路にエネルギーを送り、部分的に抵抗rの領域の損失を補償する。 瞬間t 2は、値がそれほど減少してコイル内のエネルギー減少率が、キャパシタに入るエネルギーの割合と抵抗rの部分とを生じることを特徴とする。 このとき、回路全体の端子の電力はゼロ（p = 0）である。

図2の回路は、 1.15 の  t 2からt 3までの次の時間間隔に対応し、その間に電流はt = t 2の値からゼロまで減少する。 この時間間隔では、エネルギーはコイルからコンデンサに流れ込み、抵抗rの部分と回路の端子に接続されたソースに戻り続けます。 この時間間隔p< 0.

考慮される全期間は、現在の期間の半分（T / 2）に対応する。 瞬時電力期間は現在の期間の半分であるため、エネルギー変動の1サイクルを完全に完了します。 電流変化期間の次の半分では、エネルギープロセスが繰り返され、電流およびすべての電圧の実際の方向のみが反転される。

著者: – 我々の推論の論理は、平均速度と瞬間速度を研究するのと同じであろう。 仕事は時間の関数として考えてください。 レッツ A（t） – 仕事は時間tで行われました。 A（t +Δt）は時間（t +Δt）で行われる作業である。 そして、 A（t +Δt） - A（t）] /Δtは、tから（t +Δt）までの時間間隔にわたる平均電力である。 Δt→0におけるこのような平均電力の値の系列の限界は、瞬間電力であり、すなわち、時間tにおける電力は、時間に関する仕事の派生物である。

N（t）= = A '（t）（2.10.1）

出力 特別な場合電力が時間に依存しないとき

学生:  - N=A/ t。

学生: – これは、身体に作用する力が一定である場合に起こる。

N（t）= /Δt= F /Δt= FV.

または、デリバティブを計算するためのルールを使用します。

N（t）= A "（t）=（FS）" = FS "= FV（2.10.2）

力は力に依存するだけでなく、均一に加速された運動で時間の関数である速度にも依存することがわかります。

なお、瞬間電力の表現 N（t）= F（t）・V（t）  機械的な動きに対して有効です。 証明は積分法の知識に基づいており、それをスキップします。

トレーニングのために、興味深く実用的な 問題2.5。

質量mの自動車が動き始める。 道路上の車輪の摩擦係数k。 車の両軸が先導しています。 時間の車の速度の依存関係を見つける。 エンジンパワーN

学生: – 私は条件が主要な軸に関して何故言うのか理解していない。 我々はこれに直面しませんでした。

著者: – これは、摩擦力の計算によるものです。 車の質量が両方の車軸に均等に分布していることが、正確に推定されます。 いったん両方の軸が進むと、摺動摩擦力は、摩擦係数による自動車の全質量の積に等しいことを意味する。 先行するものがただ一つの軸である場合には、それは自動車の質量の半分と摩擦力を占め、自動車を前方に押すことは次のように計算される。 kmg/ 2。 ここでは可能な最大の摺動摩擦力が採用され、すなわち、車の車輪が路上を滑っていると考えられることに留意されたい。 確かに、運転手は自分の車で始まらない。

学生: – それで、私たちの問題の条件によって、摩擦力だけが車を加速することが分かります。これは kmg。 ここから、答えを得るのは簡単です。車は同じ速度で動きますが、速度は時間に依存します：V（t）= at = kgt.

著者: – これは部分的にしか真実ではありません。 力の表現（2.10.2）を覚えておいてください。 制限されたパワーでは、スピードは制限なく増加することはできません。 したがって、私はあなたに2つの手がかりを与えなければなりません：1）あなたの答えが公平になる時間制限を見つけます。 2）エネルギーを考慮する。

学生: – 最大電力 N（2.10.2）から、我々は以下を得る。

N = FV（t）= kmgkgt。

したがって、制限時間t 0 = N /（mk 2 g 2）。

学生: – その後、ある時間間隔Δt= t-t 0の間、エンジンは仕事A =NΔtを実行し、運動エネルギーを増加させる。 まず、時刻t 0における車の運動エネルギーを求める。

mV 0 2/2 = m 2/2 =。

運動エネルギーの変化は、

mV 2/2-mV 0 2/2 = A =NΔt= N（t-t 0）、

t≦t0 = N /（mk2g2）に対して◄V（t）= kgt、

V（t）= t\u003e t 0である。

歴史.

エラスムス・ダーウィンは、時には最も野蛮な実験を行う必要があると信じていました。 これらのうち、ほとんど何も出てこないが、成功すれば結果は素晴らしい。 ダーウィンは自分のチューリップの前でラッパを演奏しました。 結果はありません。

電気工学に関するチケットへの回答。

電場の決定。

電界は、電磁場の2つの側面のうちの1つであり、粒子の電荷に比例し、その速度とは無関係の力を有する荷電粒子上の作用を特徴とする。

静電誘導。 無線妨害からの保護。

静電誘導  - 身体に外部電場が作用すると、それ自身の静電界を誘導する現象。 この現象は、導電体内の電荷の再分配と、非導電体内の内部微細構造の分極とによって引き起こされる。 外部電界は、誘導された電場を有する身体の近くで大きく歪む可能性がある。

デバイスや一部の無線コンポーネントなどのメカニズムを外部電界から保護するために使用されます。 保護された部分は、アルミニウムまたは黄銅のケーシング（スクリーン）に置かれます。 画面はソリッドでもメッシュでもよい。

電気容量。 コンデンサのカップリング。

電気容量  - 導体の特性、電荷を蓄積する能力の尺度。

金属単独体の電位は、それに付与された電荷の増加とともに増加する。 料金 Q  潜在力 中心部  関係によって関連づけられている

Q = Cц  、どこから

C = Q /ц

ここに C  - 比例係数、または身体の電気容量。

したがって、電気容量 C  身体は、電位を1V上昇させるために体に報告しなければならない電荷を決定する。

式から次のような容量の単位は、1ボルトあたりのペンダント、またはファラドです。

[C] = 1Кл/1В=1Ф。

コンデンサーは、誘電体によって分離され、それらの静電容量を使用するように設計された2つの金属導体からなる装置である。

パラレル接続。 コンデンサの並列接続では、電源の正極に接続されたプレートの電位は同じであり、この極の電位に等しい。 従って、負極に接続されたプレートの電位はこの極の電位と等しい。 したがって、コンデンサに印加される電圧は同じである。

Cコモン= Q 1 + Q 2 + Q 3. Q = CUに従って、

Q合計= C合計U; Q 1 = C 1 U; Q 2 = C 2 U; Q 3 = C 3 U; C一般U = C 1 U + C 2 U + C 3 U。

したがって、総容量または同等容量は、 パラレル接続  コンデンサは個々のコンデンサの容量の合計に等しい：

obsh = C 1 + C 2 + C 3

これは、容量Cのn個の同一のコンデンサを並列に接続する場合の合計容量を公式から求めます。 obsh = nでC.

シリアル接続。  コンデンサを直列に接続すると（図1.10）、プレートには同じ電荷が与えられます。 外部電極には電荷が電源から供給されます。 コンデンサの内部電極上 C 1  と C 3  同じ電荷が外部電荷と同じ電荷に維持される。 しかし、内部電極の電荷は静電誘導による電荷の分離によって得られるので、コンデンサの電荷 C 2  同じ意味を持つ。

このケースの合計容量を見てみましょう。 以来

U = U 1 + U 2 + U 3、

u = Q / C totalである。 U 1 = Q / C 1; U2 = Q / C2; U 3 = Q / C 3とすると、Q / C total = Q / C 1 + Q / C 2 + Q / C 3となる。

Qに還元すると、1 /СОБЩ= 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3が得られます。

2つのコンデンサを直列接続して使用すると、

C GEN = C 1 C 2 /（C 1 + C 2）

静電容量Cのn個の同一のコンデンサの直列接続では、それぞれ、総静電容量

C COMM = C / n。

電源からコンデンサを充電するとき、この電源のエネルギーはコンデンサの電場のエネルギーに変換されます。

W C = C U 2/2またはQ = CUであるという事実を考慮に入れて、

物理的には、電場におけるエネルギーの蓄積は、誘電体の分子または原子の分極のために生じる。

コンデンサプレートが閉じられると、導体はコンデンサを放電し、その結果、電場のエネルギーは、電流が導体を通過するときに放出される熱に変換される。

電気回路。 オームの法則

電気回路は、電気エネルギーを受信し、送信し、変換し、使用するように設計されたデバイスのセットである。

電気回路は、電気回路の要素である別々のデバイスで構成されています。

電力源は、機械的エネルギーが電気エネルギーに変換される発電機、ならびに化学的、熱的、光的および他のタイプのエネルギーが電気エネルギーに変換される主要素およびアキュムレータである。

オームの法則  - 間の関係を決定する物理法則 起電力  ソースまたは電圧を導体の電流強度および抵抗と比較する。

長さのチェーンのセクションを考えてみましょう l  断面積Sとを算出する。

この電場の働きの下で、導体の自由電子は、ベクトルξと反対の方向に加速運動を行う。 電子の動きは、それらが導体の結晶格子のイオンと衝突するまで起こる。 この場合、電子速度はゼロまで低下し、その後電子加速のプロセスが再び繰り返される。 電子の運動は均一に加速されるので、それらの平均速度

υср=υмах/ 2

どこで   υmaxは、イオンと衝突する前の電子の速度である。

電子速度は電界強度ξに正比例することは明らかである ; その結果、平均速度はξ . しかし、電流密度と電流密度は、導体内の電子の速度によって決まります。

電気工事  とパワー。

現在のソースによって行われた作業を検索して料金を移動する q閉回路全体を通して。

W I = E q; q = I t; 、E = U + U BT、

作業が実行される速度によって特徴付けられる量は、 能力:

P = W / t。 P = U I t / t = U I = I 2 R = U 2 / R;[P] = 1J / 1s = 1W。

Q = I 2 R t

上記の依存関係はレンツジュールの法則と呼ばれ、導体に電流が流れる際に放出される熱の量は、電流強度の二乗、導体の抵抗および電流の通過時間に比例する。

磁場の特性。

磁場は、電磁場の2つの側面のうちの1つであり、粒子の電荷およびその速度に比例する力で帯電した粒子に対する作用を特徴とする。

磁場は力の線によって表され、接線は磁場に導入される磁気矢印の向きと一致する。 したがって、磁気矢印は、そのまま磁場の試験要素である。

磁気誘導Bは、磁場を特徴付けるベクトル量であり、磁場の側から移動する荷電粒子に作用する力を決定する

媒体の絶対透磁率は、媒体の磁気特性を反映する係数である量である

磁界強度Hは、媒体の特性に依存せず、磁場を生成する導体内の電流によってのみ決定されるベクトル量である。

磁場中に電流を流す導体。

磁場中に電流を持つ導体（図3.16）は力によって作用する。 金属導体の電流は電子の運動に起因するので、導体に作用する力は、長さlの導体のすべての電子に作用する力の和とみなすことができる。 その結果、次の関係が得られます。F = F O n S、

ここで、F 0は電子に作用するローレンツ力であり、

nは電子の濃度（単位体積あたりの電子の数）である。

l、Sは導体の長さおよび断面積である。

この式を考慮に入れて、F = q o n v S B l sinδと書くことができる。

製品q o n vが電流密度Jであることは容易に分かる。 したがって、

F = J S B l sinδ。

積J Sは電流Iであり、すなわち、F = I B lsinδ

その結果生じる依存は、アンペアの法則を反映しています。

力の方向は左手のルールによって決まります。 この現象は電気モーターの仕事の基礎です。

機械エネルギーの電気エネルギーへの変換。

磁場中に電流のある導体が置かれ、電磁力Fが指向され、これは左手の法則によって決定される。 この力の影響下で、導体が動き始めるので、電源の電気エネルギーは機械的なものに変換されます。

交流の定義とイメージ。

変数は、一定の間隔で値と方向の変化が繰り返される電流です。

電磁石または永久磁石（図4.1）の極の間には、電磁鋼板から募集された円筒状のロータ（電機子）があります。 アンカーでは、一定数の巻線からなるコイルが補強される。 このコイルの端部は、接極子と共に回転する接触リングに接続されている。 接点リングでは、コイルが外部回路に接続される固定接点（ブラシ）が接続される。 磁極と電機子との間の空隙は、その中の磁場の誘導が正弦波の法則に従って変化するように形成される。 B = B m sin b。

電機子が速度uで磁場中を回転すると、コイルの能動側で誘導起電力が誘起される（能動側は発電機の磁場内に位置する）

ベクトルによる正弦波量の画像。

ベクトルI mを一定の角周波数u iで反時計回りに回転させる。 ベクトルI mの初期位置は角度πで与えられる。

ベクトルI mのy軸への投影は、交流の瞬時値に対応する式I m sin（t i t + W）によって決定される。

従って、交流の時間線図は、速度uで回転するベクトルI mの垂直投影の時間走査走査である。

ベクトルの助けを借りた正弦波量の画像は、これらの量の初期位相およびそれらの間の位相シフトを視覚的に示すことを可能にする。

ベクトル図では、ベクトル長は、電流、電圧、EMFの現在の値に対応しています。これは、これらの量の振幅に比例するためです。

アクティブ電気回路、アクティブ抵抗。

交流回路の端子は、電圧u = U m sin ttを有する。 チェーンはアクティブ抵抗のみを有するので、チェーンセクションのオームの法則によれば、

i = u / R = U m sin tt / R = I m sin tt、

ここで、I m = U m / Rは振幅値のオームの法則である。 この式の左辺と右辺を分けて、実効値のオームの法則を求めます。

電流と電圧の瞬時値の式を比較すると、能動抵抗を持つ回路の電流と電圧は同相で一致するという結論に至ります。

瞬時電力。 知られているように、電力はエネルギー消費の割合を決定し、したがって、交流回路については可変である。 定義により、次のようなパワーが得られる：p = u I = U m I m sin 2 nt。

sin 2 nt =（1 - cos2πt）/ 2とU m I m / 2 = U m I m /（）= UIを考慮して、最終的にp = UI - UI cos2πtを得る。

この式に対応する式の分析は、瞬時電力が常に正のままであるが、UIレベル付近で変動することを示している。

平均電力。 長時間のエネルギー消費を判断するには、平均エネルギー消費率または平均（有効）電力を使用することをお勧めします。 H = U・I

有効電力の単位は、ワット（W）、キロワット（kW）、メガワット（MW）です：1 kW = 10 3 W; 1 MW = 10 6 W。

インダクタンス付きAC電気回路。

強磁性コアを有さない誘導コイルを有する回路における正弦波電圧の作用下で、正弦波電流 私は罪を犯す  。 その結果、コイルの周りおよびコイル内に交番磁界が生じる L  誘導されたEMF自己誘導 e L。 いつ R = 0  ソースの電圧は完全にこのEMFの平衡に達する。 したがって、 u = e L。 e L = -Lであるので、

u = L = L = I m L Lcosωt。  または u = U m sin（ut +  どこで U m = I m u L

電流と電圧の瞬時値の式を比較すると、インダクタンスを持つ回路の電流は、電圧から角度p / 2だけ位相がずれているという結論に至ります。 物理的には、誘導コイルが電磁プロセスの慣性を実現するからです。 コイルインダクタンス L  この慣性の定量的尺度である。

私たちは、この鎖のオームの法則を導き出します。 （5.6）から、I m = U m /   （u、L）。 レッツ l = 2p f L = X L、どこで X L  - 誘導性 回路抵抗。 それから、

I m = U m / X L

振幅値のオームの法則である。 この式の左辺と右辺を分けて、実効値のオームの法則を求めます。 I = U / X L

次の式を分析しましょう X L = 2p f L。 電流の周波数が増加するにつれて f誘導抵抗 X L  増加している（図5.8）。 物理的には、これは、電流の変化率、ひいては自己インダクタンスのEMFも増加するという事実によって説明される。

インダクタンスを持つ回路のエネルギー特性を考えてみましょう。

瞬時電力。  チェーンは R、  瞬時電力値は瞬間電圧と電流値の積によって決定されます。

p = u i = U m I m sin（tt +π/ 2）sin tt = U m I m cosπtsin tt .

以来 sin nt cos nt = sin 2mt  と U m I m / 2 = U I最終的には、 p = U I sin 2 nt。

図2のグラフから、 5.9電圧と電流の兆候が同じで、瞬間電力は正であり、異なる符号については負である。 物理的には、これは、AC期間の第1四半期において、電源のエネルギーがコイルの磁場のエネルギーに変換されることを意味する。 この期間の第2四半期では、電流が減少すると、コイルは蓄積されたエネルギーを電源に戻す。 期間の次の四半期では、エネルギー源によるエネルギー移動のプロセスが繰り返され、以下同様である。

したがって、平均して、コイルはエネルギーを消費せず、従って有効電力P = 0を消費する。

無効電力。  源とコイルとの間のエネルギー交換の強度を定量化するために、無効電力は、 Q = U・I

無効電力の単位は、リアクトル電圧（VA）です。

アクティブな抵抗とインダクタンスを備えたAC電気回路。

チェーンは、プロパティが分かっているセクションで構成されています。

この回路の動作を分析しましょう。 回路内の電流を法則に従って変化させる 私は罪を犯す。 次いで、活性抵抗における電圧 u R = U Rm sin utこのセクションでは、電圧と電流が同相で一致するためです。

コイルの電圧 u L = U Lm sin（ut + p / 2）、 インダクタンス上では、電圧は、位相角で電流よりも先行しているので p / 2。 検討中のチェーンのベクトル図を作成します。

まず、現在のベクトル 私、電圧ベクトル U Rこれは、現在のベクトルと位相が一致する。 ベクトルの始まり U Lこれは、電流ベクトルをある角度だけ進める p / 2それらの加算の便宜のために、ベクトルU Rの端部に接続する。 総ストレス u = Um sin（ut + q）  ベクトルによって表される U電流ベクトルに対して角度qだけ位相がずれている。

ベクトル U   R, U L   と U   形成する ストレストライアングル.

私たちは、この鎖のオームの法則を導き出します。 ストレストライアングルのピタゴラス定理に基づいて、我々は U =

しかし、 U R = I R、a U L = I X L; その結果、U = 私 ,

場所 I = U / .

表記法= Z、どこで Z  - 回路のインピーダンス。 オームの法則の表現は、 I = U / Z。

回路Zのインピーダンスはピタゴラス定理によって決定されるので、それは抵抗三角形に対応する。

セクション間の電圧は抵抗に正比例するため、抵抗の三角形は応力の三角形に似ています。 位相シフト 中心部  電流と電圧との間の差は抵抗三角形から求められる。 tg = X L / R; cosц= R / Z

連続チェーンの場合は、角度を数えることに同意します 中心部  現在のベクトルから 私。 ベクトル U  ベクトルに対して位相シフトされる 私  ある角度で 中心部  反時計回りに、この角度は正の値を有する。

能動抵抗とインダクタンスを持つ回路のエネルギー関係を導出します。

瞬時電力。

p = U I cos - U I cos（2ε+ц）である。

その基礎に基づいて構築された表現の分析は、瞬時電力値が一定レベル付近で変動することを示している UI cosцこれは平均電力を特徴づける。 グラフの負の部分は、発生源から誘導コイルへと通過して戻るエネルギーを決定する。

平均電力。  所与の回路の平均または能動電力は、能動抵抗でのエネルギー消費を特徴とし、その結果、 P = U R I

ベクトル図から、 U R = U cosц。  その後、 P = U・cosθである。

無効電力。  無効電力は、誘導コイルと電源との間のエネルギー交換の強度を特徴付ける： Q = U L I = 私は罪を犯す

フルパワー。  フルパワーの概念は、電気機械の限界出力を推定するために使用されます。 S = U I

sin 2η+ cos 2η= 1であるので、S =

総電力の単位は電流 - 電圧（V・A）です。

キャパシタンスを有するAC電気回路。

チェーン内のプロセスを分析しましょう。

ソース端子の電圧を設定する u = U m sin  回路の電流も正弦波の法則に従って変化します。 電流は、式 i = dQ / dt  。 電力量 Q  キャパシタプレート上の電圧は、キャパシタンス上の電圧およびそのキャパシタンスと、次の式によって接続される。 Q = C u.

したがって i = dQ / dt = Um uC sin（ut + p / 2）

したがって、静電容量を有する回路内の電流は、相電圧を角度p / 2だけ超える

物理的には、これは、電流の通過の結果としてのプレート上の電荷の分離に起因して、コンデンサ上の電圧が生じるという事実によって説明される。 その結果、電圧は電流が発生した後にのみ現れる。

私たちは、容量を持つチェーンのオームの法則を導き出します。 それは、私が

I m = U m u C = ,

表記法を紹介します。 1 /（ºC）= 1 /（2πfC）= X C、

どこで X C  - 回路の容量性抵抗。

オームの法則の式は、次の形式で表すことができます：振幅値 私は = U m / X C

実効値 私 = U / C。

この式から、XCの容量性抵抗は周波数の増加とともに減少する f。 単位時間当たりの誘電体の断面を通る高い周波数で同じ電圧、等価回路の抵抗の減少のために電気の大きな量を要するためです。

静電容量を持つ回路のエネルギー特性を考えてみましょう。

瞬時電力。  瞬時電力の表現は次のような形式です

p = ui = - U m I msinωcos cos = = - UI sin 2 tt

この式の解析から、キャパシタンスを持つ回路とインダクタンスを持つ回路では、ソースから負荷へのエネルギーの移動があり、その逆もあります。 この場合、ソースのエネルギーは、コンデンサの電場のエネルギーに変換される。 式と対応するグラフの比較から、誘導コイルとコンデンサとを直列に接続すると、それらの間でエネルギーの交換が起こることになる。

キャパシタンスを持つ回路の平均電力もゼロです。 P = 0である。

無効電力。  電源とコンデンサとの間のエネルギー交換の強度を定量化するために、無効電力 Q = UI.

能動抵抗と静電容量を備えたAC電気回路。

チェーンを研究するための手順 R  と C  回路を勉強する方法と同様に R  と L。 我々は、電流 私は罪を犯す.

次いで、活性抵抗における電圧 u R = U Rm sin ut。

コンデンサの電圧は、電流から1/2の角度だけ遅れます。 u C = U Cm sin（nt-  1/2）。

上記の式に基づいて、このチェーンのベクトル図を作成します。

ベクトル図から、U = I

場所 I = U /

表現を比較する。 = Z、

式は書式で書くことができます I = U / Z。

問題の回路の抵抗の三角形が図に示されています。 その辺の配置は、ベクトル図上の応力三角形の辺の配置に対応する。 この場合の位相シフトφは、電圧が電流から位相より遅れているため、負である。 tg = - X C / R; cosц= R / Z .

エネルギー感覚では、 Rと C  正式にチェーンと異なることはありません R  と L。 これを表示します。

瞬時電力。  電流の位相はゼロであるため、 私は罪を犯す、電圧は位相が遅れる

電流から角度| c | その結果、 u = Um sin（ut + q）

その後、 p = u i = U m I sin（ut +ц）sinò。

中間変換を下げると、 p = U I cos - U I cos（2ε+ц）である。

平均電力。  平均電力は、瞬間電力の一定成分によって決定される。 p = U・cosθである。

無効電力。  無効電力は、電源と静電容量との間のエネルギー交換の強度を特徴付ける： Q = U I sinц。

以来 中心部< 0 、無効電力 Q< 0 。 物理的には、これは、コンデンサがエネルギーを放出するとき、そのインダクタンスが同じ回路内にあればそれを消費することを意味します。

能動抵抗、インダクタンス、および静電容量を備えたAC電気回路。

アクティブ抵抗とインダクタンスとキャパシタンスを持つ回路は、アクティブ抵抗とリアクタンスの直列接続の一般的なケースであり、一連の発振回路です。

電流の位相をゼロとみなします。 私は罪を犯す.

次いで、活性抵抗における電圧 u R = U Rm sin¨t、

インダクタ電圧 u L = U Lm sin（ut + p / 2）、

キャパシタンス電圧 u C = U Cm sin（utt-p / 2）。

条件の下でベクトル図を作成する X L\u003e X Cすなわち、 U L = I X L\u003e U C = I X C.

結果電圧ベクトル U  ベクトルのポリゴンを閉じる U R, U L  と U C.

ベクトル U L + U C  インダクタンスとキャパシタンスの電圧を決定します。 図からわかるように、この電圧は、各セクションの電圧よりも別々に低くすることができます。 これは、インダクタンスと静電容量の間のエネルギー交換のプロセスによって説明されます。

検討中のチェーンに対するオームの法則を導出する。 ベクトルのモジュラス U L + U C  U L - U Cの実効値の差として計算される場合、それは図 U =

しかし、 U R = I R; U L = I X L、U C = I X C;

したがって、 U = I

どこかで。

表記= Zを導入すると、Zは回路のインピーダンス、

見つけよう I = U / Z。

誘導性抵抗と容量性抵抗の違い = X  回路のリアクタンスと呼ばれる。 これを考慮に入れて、我々はRで鎖の抵抗の三角形を得て、 L  と C.

いつ X L\u003e X C リアクタンスは正であり、回路の抵抗は能動誘導性である。

いつ X L< X C   リアクタンスは負であり、回路の抵抗は能動的に容量性の性質を有する。 リアクタンスは代数的であるため、電流と電圧の間の位相シフトの符号は自動的に得られます。

tg = X / R。

したがって、 X L≠X C  または誘導性または容量性のインピーダンス、T。E優勢である。エネルギー鎖R、LとCの点では、回路のR、LまたはR、そして瞬時電力℃に低減されます p = U I cos - U I cos（2mt +ц）、  記号 中心部  式 tgц= X / R。 したがって、アクティブ、リアクティブ、フルパワーは、次の式によって特徴付けられます。

P = U I cosε; Q = U I sinц; S = = U I

回路の共振動作。 ストレスの共鳴。

レッツ 電気回路  1つまたは複数のインダクタンスおよびキャパシタンスを含む。

回路の共振動作モードでは、抵抗が純粋にアクティブであるモードが理解される。 電源に関しては、回路素子は共振モードで能動抵抗として動作するので、非分岐部分の電流と電圧とは位相が一致する。 回路の無効電力はゼロです。

2つの主なモードがあります：電圧の共鳴と電流の共鳴。

共鳴ストレス  この現象は、回路内の電流がソースの電圧と同相で一致するとき、直列回路を有する回路において呼び出される。

応力共鳴条件を見てみましょう。 回路の電流が電圧と同相で一致するためには、tg q = X / Rであるので、リアクタンスはゼロでなければならない。

したがって、応力共鳴条件は、X = 0またはX L = X Cである。 しかし、X L = 2nfLであり、X C = 1 /（2nf C）であり、ここで、fは電源の周波数である。 結果として、次のように書くことができます。

2nfL = 1 /（2nfC）となる。

この方程式をfについて解くと、 f = = f o

電圧の共振の場合、ソースの周波数は回路の振動の固有周波数に等しい。

発現は、それが想起されるL及びCの回路パラメータの振動の固有振動数fの依存性を定義トムソン式である場合、電源からキャパシタ充電回路 直流誘導コイルに接近させると、周波数f 0の交流電流が回路に現れる。 損失のために、回路内の振動は減衰され、減衰時間は生じた損失の値に依存する。

応力図はベクトル図に対応しています。

この図とオームのチェーン法則に基づいて R、Lと   C 我々はストレス共鳴の兆候を定式化する：

a）回路Z = Rの抵抗は最小で純粋です。

b）回路の電流は、電源の電圧と位相が一致し、その最大値に達する。

c）誘導コイルを横切る電圧は、コンデンサの両端の電圧に等しく、それぞれ個々に、回路の端子における電圧を何度も超えることができる。

物理的には、これは共振時の電源の電圧が回路内の損失をカバーするだけであるという事実によって説明される。 コイルおよびコンデンサ上の電圧は、それらの中に蓄積されたエネルギーに起因し、その値が大きいほど、回路内の損失は小さくなる。 定量的には、この現象は、共振時の回路の端子における電圧に対するコイルまたはコンデンサの両端の電圧の比である回路Qの品質係数によって特徴付けられる。

Q = U L / U = U L / U R = I X L /（I R）= X L / R = X C / R

共鳴時 X L = 2nf L = 2p

値= Z Bはループインピーダンスと呼ばれます。 このようにして、

Q = Z B / Rである。

発振回路が共振周波数の電流を絶縁し、他の周波数の電流を減衰させる能力は、共振曲線によって特徴付けられる。

共振曲線は、ループの電流の現在値がソースの周波数に依存し、回路の一定の固有周波数に依存することを示している。

この依存性は、R、L、およびCを有する連鎖に対するオームの法則によって決定される。実際、I = U / Z、ここでZ =。

図は、リアクタンスの依存性を示しています X = X L - X C  ソース周波数から f。

このグラフおよび式の解析から、低周波数および高周波数ではリアクタンスが大きく、回路内の電流が小さいことがわかります。 近くの周波数で f oリアクタンスは小さく、ループ電流は大きい。 同時に、回路の品質係数が大きくなる Q、回路の共振曲線をシャープにする。

回路の共振動作。 共鳴電流。

共鳴電流  回路の非分岐部分の電流がソースの電圧と同相であるとき、並列発振回路を有する回路においてそのような現象を呼び出す。

この図は、並列発振回路の図を示す。 抵抗 R  コイルの能動抵抗に対する熱損失によるものである。 容量性ブランチの損失は無視することができます。

電流の共振条件を見てみましょう。 この定義によれば、電流は電圧と同相である U。 したがって、回路の導電率は純粋にアクティブでなければならず、反応性導電率はゼロに等しい。電流の共鳴条件は回路の反応性導電率がゼロであることである。

現在の共振の兆候を判定するために、ベクトル図を作成します。

現在の 私  鎖の非分岐部分では、電圧と位相が一致し、誘導ブランチにおける電流の無効成分 私はLP  容量性ブランチのモジュロ電流と等しくなければならない 私はC。 誘導性ブランチにおける電流の有効成分 私はラ  判明 電流と等しい  源 私.

電流の共鳴の兆候を定式化しましょう：

a）回路Z Kの抵抗は最大で純粋にアクティブである。

b）回路の非分岐部分の電流は、電源の電圧と位相が一致し、実質的に最小値に達する。

c）コイル内の電流の無効成分が 容量性電流これらの電流は、電流源の電流を大きく超えることができる。

物理的には、これは回路の小さな損失（小さな R）これらの損失をカバーするためにのみソース電流が必要です。 回路内の電流は、コイルとコンデンサとの間のエネルギー交換に起因する。 理想的なケース（損失のないループ）では、ソース電流は存在しません。

結論として、電流共鳴現象は、応力共鳴現象よりも複雑で多様であることに留意すべきである。 事実、ラジオ技術共鳴の特定の事例のみが考慮された。

三相回路の接続の基本回路。

回路図  発電機
  図2 最も単純な三相発電機の方式が示されており、三相発電機の原理を説明するのは容易である。 一定の磁石の均一磁場では、3つのフレームが一定の角速度wで回転し、互いに対して120°の角度だけ変位する。

時間t = 0において、フレーム AX  水平に配置され、EMFが誘導されます e A = E m sin nt .

正確に同じEMFがフレームに誘導されます BY120°回転してフレームの位置をとると AX。 したがって、 t = 0 e B = E m sin（tt-120°）である。

同様に推論すると、フレーム内にEMF CZ:

e C = E m sin（tt-240 o）= E m sin（tt + 120゜）。

無関係な三相ターゲットの計画
  巻線を節約するために 三相発電機  星や三角形でつなぐ。 番号 接続ワイヤー  発電機から負荷への電力供給が3または4に減少する。

スターによって接続された発電機の巻線

オン 電気回路 三相発電機は、通常、互いに対して120°の角度で配置された3つの巻線の形態で表される。 スター結線（図6.5）は、これらの巻線の端部は、文字A、B、Cで指定されたO.スタート巻線をゼロ点発生器と呼ばれ、示される一点に結合されたとき

三角によって接続された発電機の巻線

最初のものの始まりと第、第三端の初めから - デルタ（6.6図）、ジェネレータコイルの第1端部は第二の第二端部の先頭に接続されています。 点A、B、Cには、接続線の線を接続する。

負荷がなければ、そのような接続の巻線には電流が流れないことに留意されたい。なぜなら、EMFの幾何学的な合計 E A、E B  と E Cゼロに等しい。

相電流と電圧との関係。

電力系統で動作する三相発電機のEMF巻線システムは常に対称であり、EMFは厳密に一定の振幅に保たれ、位相が120°ずれている。

対称的な負荷を考えてみましょう（図6.10）。

Z A = Z B = Z C = Z、A =цB =цC =ц。

クランプに A、B、C  適切な電力線 - 線形線。

表記法を紹介します。 私はL  - 電力線のワイヤの線形電流。 私はФ  - 負荷の抵抗（位相）における電流; U L  - 線間の線間電圧; U F  負荷相における相電圧。

検討中の方式では、 線形電流  同じです： 私はL = 私はФ  、ストレス U AB、U BCと U CA  線形であり、応力 U A、U B、U C  - 相。 ストレスを加えると、次のようになります（図6.10）。 U AB = U A - U B; U B C = UВ - UС; U CA = UС - UА.

スターロード接続

これらの方程式（図6.11）を満たすベクトル図は、星のイメージで構築を開始します 相電圧 U A、U B、U C  。 次に、ベクトルを構築する U AB  - ベクトルの幾何学的な和として U Aそして - U B、ベクター U BC  - ベクトルの幾何学的な和として Ua  そして - UC、ベクター U CA  - ベクトルの幾何学的な和として U Cと - U A

極応力ベクトル図

各相電圧ベクトルから角度yで遅れベクトル電流として示さベクトル図における完全性のために（我々は、誘導性負荷を考慮して）。

構築されたベクトル図では、すべてのベクトルの始まりが1点（極）で結合されているため、 極地。 極座標ベクトル図の主な利点は、その明確さです。

線形電圧と位相電圧のベクトルを結ぶ方程式も、図3のベクトル図によって満たされる。 6.12と呼ばれる 地形学的。 これにより、図1に示す回路の任意の点間の電圧をグラフィカルに見つけることができます。 6.10。 例えば、点Cと、位相Bに含まれる抵抗を半分に分ける点との間の電圧を決定するには、点Cをベクトルの中央に接続すれば十分である Uv。 図では、求められた電圧のベクトルが点線で示されています。

トポグラフィックストレスベクトル図

いつ 対称負荷  位相（および線形）応力のベクトルのモジュラスは互いに等しい。 次に、トポグラフィ図は、図5に示すように表すことができる。 6.13。

ベクトル図  対称的な負荷を有する相電圧および線形電圧

垂直OMを省略すると、右の三角形から見つけることができます。

U L /2 = = .

対称性の星では、位相電流と線形電流と電圧は関係式

私は = 私はФ; U L = U F.

トランスとその応用の目的。 変圧器の配置

変圧器は、ある電圧の交流電流を別の電圧の交流電流に変換するように設計されている。 電圧は、 募集  トランス、低減 - 低下する。

変圧器は、送電線、通信技術、自動化、計測技術などの分野で使用されています。

変圧器  これは、2つまたはいくつかの巻線が配置された閉磁路である。 無線工学回路で使用される低電力高周波変圧器では、磁気媒体は空気媒体とすることができる。

単相変圧器の原理。 変換係数。

変圧器の仕事は電磁誘導の法則の結果である相互誘導の現象に基づいています。

電流と電圧の変換プロセスの本質をより詳細に検討しましょう。

単相変圧器の概略図

変圧器の一次巻線を交流電源に接続する場合、 U 1  電流が巻線を流れる I 1（図7.5）、交番磁束Fを磁気回路内に生成する。磁束は、ターン 二次巻線EMFを誘導する E 2これは負荷に電力を供給するために使用することができます。

変圧器の一次巻線と二次巻線に同じ磁束φが穿孔されるので、巻線に誘起されるEMFの表現は、 E 1 = 4.44 f w 1Φm。 E 2 = 4.44f w 2 F m。

どこで f - 交流の周波数。 w  - 巻線の巻数。

一つの平等を別のものに分けると、 E 1 / E 2 = w 1 / w 2 = kである。

変圧器の巻線の巻数の比は、 変換係数 k.

したがって、変圧比は、一次および二次巻線の実際のEMF値がどのように関連しているかを示します。 したがって、任意の時点で、二次巻線および一次巻線の瞬時EMF値の比は、変換比に等しい。 EMF位相が一次および二次巻線で完全に一致する場合にのみ可能であることを理解することは困難ではない。

変圧回路は、二次巻線の（アイドルモード）開いている場合、端子電圧がその巻線EMFに等しい：U 2 = E 2、及び電源電圧はU≈E 1巻ほぼ完全にバランスのとれたEMFプライマリあります。 したがって、私たちはそれを書くことができます k = E 1 / E 2≒U 1 / U 2である。

したがって、変換比は、無負荷変圧器の入力および出力における電圧測定値に基づいて決定することができる。 負荷のない変圧器の巻線上の電圧の比は、そのパスポートに示されている。

変圧器の高効率を考えると、 S 1≒S 2、どこで S1=  U 1 I 1  - ネットワークから消費される電力。 S 2 = U 2 I 2  - 負荷に供給される電力。

このようにして、 U 1 I 1≒U 2 I 2、どこから U 1 / U 2≒I 2 / I 1 = k .

二次巻線と一次巻線の電流の比は変換係数にほぼ等しいので、電流 I 2  回数は増加（減少）し、回数は減少（増加）し、 U 2.

三相変圧器。

電力線では、三相 パワートランス。 この変圧器の主要な要素の外観、設計上の特徴およびレイアウトを図5に示す。 7.2。 3相変圧器の磁気回路には3つのロッドがあり、それぞれに1つの相の2つの巻線が配置されています（図7.6）。

変圧器をタンク蓋の電源ラインに接続するために、磁器製のインシュレータである入力があり、その内部に銅製のロッドが通されています。 高電圧入力は文字で表示されます A、B、C、  低電圧入力 - 文字 a、b、c。 入る ゼロワイヤ  入力の左に配置されます a  Oで表す（図7.7）。

三相変圧器の動作原理と電磁プロセスは、以前に考察したものと同様です。 三相変圧器の特徴は、巻線が接続される方法に線形電圧変換係数が依存することである。

主に三相変圧器の巻線を接続するために3つの方法が使用されている：1）一次巻線と二次巻線を星型に接続する（図7.8、a）。 2）一次巻線と星との接続、三次巻線と三角形による接続（図7.8、b）。 3）一次巻線と三角形との接続、二次巻線と星型（図7.8、c）。

三相変圧器の巻線を接続する方法

1相巻線の巻き数と文字の比率 kこれは単相変圧器の変圧比に相当し、相電圧の比で表すことができます。 k = w 1 / w 2≒Uф1/ Uф2である。

線形応力の変換係数を文字で表す と.

スタースター方式で巻線を接続すると c = U 1 / U 2 = Uф1/（ Uφ2）= kとなる。

スターデルタ回路に巻線を接続するとき c = U 1 / U 2 = Uф1/ Uф2=   k。

スキームに従って巻線を接続するとき 三角形星 c = U 1 / U 2 = U 1 Uф2 = k .

したがって、変圧器巻線の巻数が同じであれば、適切な巻線接続方式を選択することによってその変圧比を増減することができる。

自動変圧器および測定変圧器

自動トランスフォーマの概略図

自動変圧器   一次巻線の巻線の一部が二次巻線として使用されるので、磁気結合の他に、一次回路と二次回路との間の電気的接続が存在する。 したがって、一次回路から二次回路へのエネルギーは、磁気回路に沿った磁束閉じ込めと、直接的にワイヤを通って伝送される。 変圧器EMFの公式は、変圧器巻線および変圧器の巻線に適用できるので、変圧器の変圧比は既知の比で表される。 k = w 1 / w 2 = E 1 / E 2≒Uф1/ Uф2≒I 2 / I 1となる。

一次回路と二次回路に同時に属する巻線の一部を介して巻線が電気的に接続されるため、電流は、 I 1と   I 2反対の方向に向かい、小さな変換係数を有するものは、互いに価値がほとんど異なる。 したがって、その差は小さく、巻線 w 2  細い線で作ることができます。

したがって、 k = 0.5 ... 2相当量の銅が節約される。 より大きなまたはより小さい変換比では、巻線の対向電流が通過する部分が通過するので、単巻変圧器のこの利点は消滅する I 1と   I 2数ターンに減少し、電流の差が増加する。

一次回路と二次回路の電気的接続は、装置の動作の危険性を増大させる。なぜなら、降圧型自動変圧器の絶縁破壊が生じた場合、オペレータは、 高電圧  一次鎖。

自動変圧器は、強力なACモータを始動させ、照明ネットワークの電圧を制御するために使用されます。また、電圧を小さな範囲で調整する必要がある場合もあります。

電圧と電流を測定する変圧器   これらは、高電圧回路に測定機器、自動制御および保護機器を含めるために使用されます。 これにより、測定機器のサイズと重量を削減し、保守要員の安全性を高め、AC機器の測定限界を拡大することができます。

測定電圧トランス  電圧計と測定機器の電圧巻線を含める役割を果たします（図7.10）。 これらの巻線は大きな抵抗を有し、消費電力が小さいので、電圧変圧器がアイドル状態で動作すると仮定することができる。

包含のスキーム 従来の指定  測定変圧器

現在の変圧器の測定  電流計と測定器の電流コイルをオンにするために使用されます（図7.11）。 これらのコイルはほとんど抵抗がないので、電流トランスは実際に短絡モードで動作しています。

測定変流器の組み込みおよび参照の指定

変圧器の磁気回路における結果的な磁束は、一次および二次巻線によって生成される磁束の差に等しい。 電流トランスの通常の動作状態では、それは小さい。 しかし、二次巻線回路を開放すると、一次巻線の磁束のみがコア内に存在し、これは差磁束をかなり上回る。 コアの損失は急激に増加し、変圧器は過熱して故障します。 さらに、破損した二次回路の端部に大きなEMFが現れ、オペレータの作業にとって危険である。 したがって、変流器は、接続されていない回線に接続することはできません 測定装置。 保守要員の安全性を高めるには、測定用変圧器ハウジングを慎重に接地する必要があります。

非同期モータの原理。 ロータのスリップおよび回転速度。

非同期モータの原理は、回転磁界の使用と電気工学の基本法則に基づいています。

エンジンが始動されると 三相電流  固定子には回転磁界が形成され、その力線は回転子巻線のロッドまたはコイルと交差する。 このように、電磁誘導の法則によれば、周波数を横切る磁力線に比例した起電力をロータ巻線に誘起されます。 短絡したロータの誘導EMFの作用のもとで、顕著な電流が発生する。

磁界中に置か電流導体にアンペアの法則によると、レンツの原理が原因に誘導電流を排除する傾向がある機械的な力を生成し、すなわち、 回転フィールドの電力線によってロータ巻線のロッドを横切る。 したがって、機械的強度は、ロータ巻線のロッド速度を横切る磁力線を低減する、フィールドの回転方向にロータを回転させることであろう。

、ロータ巻線に誘起される磁力線と電流にその巻線ロッドが固定されていた相対が消えることができないため、実際のロータのフィールド周波数の回転を達成します。 したがって、ロータはフィールドと同期E.うち。場の回転の周波数より低い周波数、すなわちで回転、または非同期。

回転子の回転を妨げる力が小さい場合、回転子は界磁の回転周波数に近い周波数に達する。

モータシャフトの機械的負荷が増加すると、ロータ速度が低下し、ロータ巻線の電流が増加し、モータトルクが増加する。 回転子のある回転速度において、制動トルクとトルクとの間に平衡が確立される。

我々は n 2  誘導電動機の回転子速度。 それは、 n 2< n 1 .

回転子に対する磁場の回転の周波数、すなわち、 差 n 1〜n 2、と呼ばれる スライド。 通常、スリップはフィールドの回転周波数の分数で表され、文字で示されます s: s =（n 1 -n 2）/ n 1滑りはエンジンの負荷に依存する。 いつ 定格荷重  低消費電力のマシンでは約0.05、パワフルなマシンでは約0.02です。 最後の等式から、n 2 =（l-s）n 1 . 変換後、エンジン速度の式が得られます。これはさらに推論するのに便利です。 n 2 =（1-s）

滑りは通常の運転中には小さいので、エンジン回転数は界回転周波数とはほとんど異ならない。

実際には、スリップは百分率で表されることが多い：b =・100。

ほとんどの非同期モーターでは、スリップは2〜5％の間で変化します。

スリップはエンジンの最も重要な特性の1つです。 EMFとロータ電流、トルク、ロータ速度が表示されます。

ロータが静止している（ n 2= 0) s = l。 このスリップは、始動時にエンジンによって提供される。

前述したように、スリップはモータシャフトに負荷するモーメントに依存する。 その結果、回転子速度はまた、軸上の制動トルクにも依存する。 名目値  ローター速度 n 2誘導モータのファクトリパネルに、ネットワークの負荷、周波数、電圧の計算値に対応して表示されます。

非同期機械は、他の電気機械と同様に、可逆的です。 いつ 0 < s < l   機械は、エンジンモード、ロータ速度 n 2  固定子磁場の回転周波数以下である n 1。 しかし、外部エンジンがロータを同期周波数よりも高い速度で回転させると、 n 2\u003e n 1、機械はオルタネータ動作モードに切り替わります。 この場合、滑りは負になり、駆動モータの機械的エネルギーは電気エネルギーに変換される。

非同期オルタネータは事実上使用されていません。

同期発電機。 同期モーター。

同期機械の回転子は、回転する磁場（したがってその名前）と同期して回転する。 回転子と磁場の回転速度は同じであるため、回転子巻線には電流が誘起されない。 したがって、回転子巻線は定電流源によって給電される。

同期機械（図8.22）の固定子装置は、実際には非同期機械の固定装置と異ならない。 固定子溝が敷かれている 三相巻線その終端は端子台に出力されます。 場合によっては、ロータは永久磁石の形態で作られる。

同期発電機ステータの概略図

同期ジェネレータのロータは、明示的に極座標（図8.23）と非極極（図8.24）にすることができます。 第1のケースでは、同期発電機は、火力発電所の第2の蒸気タービンまたはガスタービンにおいて、水力発電所の低速移動タービンによって起動される。

同期ジェネレータの非磁極ロータの概略図

同期ジェネレータの非磁極ロータの概略図

回転子の巻線への電力は、銅リングおよび黒鉛ブラシからなる摺動接点を介して供給される。 回転子が回転すると、その磁場は固定子巻線の巻線を横切り、EMFを誘起する。 EMFの正弦波状の形状を得るためには、回転子の表面と固定子との間のクリアランスは、磁極片の中心からその端まで増加する（図8.25）。

同期ジェネレータにおけるロータの表面に沿った空隙の形状および磁気誘導の分布

同期発電機の誘導起電力（電圧、電流）の周波数 f = p n /60,

どこで p  - 発電機の回転子の対の極の数。