สำหรับงานด้านเทคนิคจำนวนมากไม่เพียง แต่งานที่ทำ แต่ยังมีความเร็วในการทำงานเป็นสิ่งสำคัญ ความเร็วของงานคือลักษณะของปริมาณทางกายภาพซึ่งเรียกว่าพลังงาน
พลังงานคือปริมาณทางกายภาพที่เป็นตัวเลขเท่ากับอัตราส่วนของงานต่อช่วงเวลาที่ทำ
พลังชั่วขณะ
เช่นการแนะนำของความเร็วทันทีในจลนศาสตร์แนวคิดของ "พลังชั่วขณะ" ถูกใช้ในการเปลี่ยนแปลง
เมื่อขวานถูกแทนที่การฉายของแรง F จะทำหน้าที่ A = FxAx
พลังงานชั่วขณะเป็นปริมาณทางกายภาพแบบสเกลารเทากับอัตราสวนงานที่ทํางานในชวงเวลาที่ไมนอยกวาคาของชวงนี้
แรงผลักที่ต้องการจะแปรผันกับความเร็วของรถ ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นคนขับสามารถเปลี่ยนไปใช้เกียร์ที่เพิ่มขึ้นได้ ในขณะเดียวกันล้อหมุนด้วยความเร็วที่สูงขึ้น แต่ใช้กำลังน้อยลง
โดยปกติรถความเร็วสูงและรถไฟจะต้องใช้เครื่องยนต์กำลังสูง อย่างไรก็ตามในความเป็นจริงในหลายกรณีแรงต้านทานไม่คงที่ แต่เพิ่มขึ้นด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่นหากคุณต้องการเพิ่มความเร็วของเครื่องบินในช่วงครึ่งปีจากนั้นพลังของเครื่องยนต์จะเพิ่มขึ้นแปดครั้ง ด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องที่ยากมากที่ความสำเร็จใหม่ ๆ ในการเพิ่มความเร็วของเครื่องบินเรือและยานพาหนะอื่น ๆ
คำถามแก่นักเรียนในระหว่างการนำเสนอเนื้อหาใหม่
1. คุณสามารถอธิบายความเร็วของงานได้อย่างไร?
2. วิธีการคำนวณงานโดยใช้กำลังที่รู้?
3. กำหนดความเร็วของการเคลื่อนที่สม่ำเสมอของรถที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ของเครื่องยนต์?
4. รถเคลื่อนที่ไปตามแนวนอนของถนน เมื่อเครื่องยนต์ของเขาพัฒนาพลังงานมาก: ด้วยการนั่งช้าหรือเร็ว?
การรักษาความปลอดภัยของวัสดุที่ศึกษา
1. เรากำลังฝึกอบรมเพื่อแก้ปัญหา
1. นักเรียนจะพัฒนาอะไรเมื่อหมดอายุตั้งแต่ชั้นหนึ่งถึงชั้นสี่ในครึ่งนาที? ความสูงของแต่ละชั้นของโรงเรียนคือ 4 เมตรมวลนักเรียน 60 กก.
2. รถเดินทางด้วยความเร็ว 20 เมตร / วินาที ในกรณีนี้มอเตอร์จะมีกำลังขับ 20 กิโลวัตต์ ความแข็งแรงของความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวคืออะไร? น้ำหนักที่สามารถยกได้โดยการใช้แรงดังกล่าว?
3. กี่เปอร์เซ็นต์ควรเพิ่มความจุเครื่องยนต์ของเครื่องบินโดยสารเพื่อให้ความเร็วในการบินเพิ่มขึ้น 20%? พิจารณาว่าแรงต้านทานทางอากาศเป็นสัดส่วนกับสแควร์ของความเร็วในการบิน
ด้วยการเคลื่อนไหวแบบสม่ำเสมอเครื่องยนต์ F จะมีแรงเท่ากับแรง
ความต้านทานอากาศ จากความสัมพันธ์ P = Fv มันเป็นไปตามที่ cardinality
P เป็นสัดส่วนกับพลังที่สามของความเร็ว ดังนั้นเพื่อเพิ่มความเร็ว 1.2 เท่าของกำลังเครื่องยนต์จะต้องเพิ่มขึ้น
(1.2) 3 ครั้ง (ตอบ: 73%)
4. รถที่มีมวล 2 ตันจะถูกเร่งขึ้นจากที่สูงขึ้นโดยมีความลาดชันเท่ากับ 0.02 ค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานต่อการเคลื่อนที่เท่ากับ 0.05 รถมีความเร็ว 97.2 กม. / ชม. ในระยะ 100 เมตรพลังงานเฉลี่ยที่รถพัฒนาขึ้น?
2. ทดสอบคำถาม
1 หรือไม่อำนาจเดียวกันพัฒนาเครื่องยนต์รถเมื่อย้ายด้วยความเร็วเท่ากันโดยไม่มีผู้โดยสารและผู้โดยสาร?
2. ทำไมการเพิ่มขึ้นของความเร็วในการขับขี่จึงจำเป็นต้องใช้แรงดึงน้อยลงในการบำรุงรักษา?
3. สิ่งที่ใช้จ่ายไปกับพลังของเครื่องยนต์ดาดฟ้าที่ลอยอยู่เหนือเรือบรรทุกเครื่องบิน?
4. ทำไมจึงเป็นเรื่องยากที่จะเพิ่มความเร็วสูงสุดของรถยนต์และเครื่องบิน?
5. ลูกศิษย์เดินผ่านห้องยิม 2 เมตรจากนั้นน้ำตาในเวลาเดียวกันตามเชือกประมาณ 2 เมตรเขาพัฒนาพลังเดียวกันหรือไม่?
กระแสไฟฟ้า p = ui ของวงจร กระแสไฟฟ้าสลับ เป็นหน้าที่ของเวลา
ลองพิจารณากระบวนการพลังงานในห่วงโซ่ที่ประกอบด้วยส่วนที่เชื่อมโยงกัน r, L และ C (รูปที่ 1.13)
มะเดื่อ 1.13 โซ่ประกอบด้วยส่วนเชื่อมต่อเนื่อง r, L และ C
สมการสำหรับความเครียดในห่วงโซ่นี้คือ:
(1.26)
ดังนั้นสำหรับอำนาจทันทีที่ขั้วของห่วงโซ่และในบางส่วนของห่วงโซ่ที่เราได้รับสมการ:
จากการแสดงออกครั้งสุดท้ายเราจะเห็นว่าพลังงานในส่วนที่มีความต้านทาน r อยู่เสมอบวกและ characterizes กระบวนการกลับไม่ได้ของการดูดซึมพลังงาน พลังงานกำหนดด้วยอัตราพลังงานเข้ากับสนามแม่เหล็กของขดลวดและสำหรับ L< 0 – скорость возвращения энергии из этого поля. Мощность определяет при p C > 0 คืออัตราการป้อนพลังงานเข้ากับสนามไฟฟ้าของคอนเดนเซอร์และสำหรับ p C<0 – скорость возвращения энергии из этого поля.
ให้แรงดันไฟฟ้า u และ current i เป็นฟังก์ชัน sinusoidal ของเวลา
ที่นี่ระยะเริ่มแรกของกระแสจะถือว่าเป็นศูนย์ซึ่งสะดวกเนื่องจากกระแสไฟฟ้าเป็นปกติสำหรับทุกส่วนของวงจร ในกรณีนี้เฟสเริ่มต้นของแรงดันไฟฟ้าจะเท่ากับφ ความเครียดในแต่ละส่วนมีความเสมอภาคในกรณีนี้
ดังนั้นสำหรับอำนาจทันทีในแต่ละส่วนของห่วงโซ่เราได้รับการแสดงออก:
กำลังรวมตัวเก็บประจุและขดลวดทั้งหมด
กำลังที่ขั้วของวงจรทั้งหมดจะแสดงในรูปแบบ
จากการแสดงออกที่ได้จะเห็นได้ว่ากำลังเฉลี่ยในช่วงขดลวดและตัวเก็บประจุคือศูนย์ กำลังเฉลี่ยต่อระยะเวลา พลังงานที่ใช้งานที่ขั้วของวงจรทั้งหมดจะเท่ากับค่าเฉลี่ยในช่วงเวลาของการใช้พลังงานในพื้นที่ที่มีความต้านทาน:
(1.27)
ความกว้างของความผันผวนของพลังงาน p x เท่ากับค่าสัมบูรณ์ของพลังงานปฏิกิริยา
พลังงานทันทีทั้งหมดจะแตกต่างกันไปตามความถี่ของ2ωซึ่งเป็นสองเท่าของความถี่ωของกระแสและแรงดันไฟฟ้า
ในรูปที่ 1.14 หนึ่งภายใต้อื่น ๆ จะได้รับจากแผนภาพปัจจุบัน i, แรงดันไฟฟ้าและอำนาจ
มะเดื่อ 1.14 แผนผังปัจจุบัน i แรงดันไฟฟ้า
และกำลังการผลิต 
ในแผนภาพของรูปที่ 1.14 และ ค่าในส่วน r จะแสดงขึ้น เราเห็นว่าในเวลาใด ๆ และค่าเฉลี่ยเท่ากับ
บนรูปไดอะแกรม 1.14 ข จะแสดงค่าเกี่ยวกับขดลวด ที่นี่ค่าเฉลี่ยของ p L เป็นศูนย์ พลังงานจะถูกเก็บไว้ในสนามแม่เหล็กของขดลวดเมื่อกระแสเพิ่มขึ้นในค่าสัมบูรณ์ ในกรณีนี้ p L\u003e 0 พลังงานจะถูกส่งกลับจากสนามแม่เหล็กของขดลวดเมื่อกระแสลดลงในค่าสัมบูรณ์ นอกจากนี้ p L< 0.
ในรูปที่ 1.14 ใน ค่าที่เกี่ยวข้องกับตัวเก็บประจุจะได้รับ ที่นี่เช่นเดียวกับขดลวดค่าพลังงานเฉลี่ยเป็นศูนย์ พลังงานถูกเก็บไว้ใน สนามไฟฟ้า ตัวเก็บประจุเมื่อแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้นในค่าสัมบูรณ์ ในกรณีนี้ p C\u003e 0 พลังงานจะถูกส่งกลับจากสนามไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเมื่อแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุลดลงในค่าสัมบูรณ์ นอกจากนี้ p C< 0.
จากการเปรียบเทียบแผนภาพในรูปที่ 1.14 ข และ ใน เราจะเห็นว่าในกรณีพิเศษที่แผนภาพเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นแรงดันไฟฟ้าในขดลวดมีค่ามากกว่าความกว้างของแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุนั่นคือ U L\u003e U C. นี้สอดคล้องกับความสัมพันธ์ ในรูปที่ 1.14 ก. สำหรับกรณีนี้เส้นประจุกระแสไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า p x ถูกวางแผนไว้ในส่วนของวงจรซึ่งประกอบด้วยขดลวดและตัวเก็บประจุ ลักษณะของเส้นโค้งเหมือนกันที่ขั้วขดลวดเนื่องจากในกรณีนี้ อย่างไรก็ตาม amplitudes ของแรงดันไฟฟ้า u x และ power p ทันทีมีขนาดเล็กกว่า amplitudes ของปริมาณ u L และ p L. นี่เป็นผลมาจากการที่แรงดันไฟฟ้า u L และ u C อยู่ตรงข้ามในเฟส
ในแผนภาพของรูปที่ 1.14 d ค่าที่ขั้วของทั้งห่วงโซ่จะได้รับซึ่งจะได้รับโดยการสรุปปริมาณในแผนภาพของรูปที่ 1.14 และ, ข และ ใน หรือ และ และ ก.. ค่าเฉลี่ยของ power p คือ การสั่นระหว่างรอบค่าเฉลี่ยนี้เกิดขึ้นกับความกว้างเท่าที่สามารถมองเห็นได้จากการแสดงออกของการวิเคราะห์สำหรับ p ปัจจุบันฉันล่าช้าหลัง U แรงดันไฟฟ้าที่มุมφ. ในช่วงเวลาตั้งแต่ 0 ถึง t2 กระแสไฟฟ้าทันทีที่ขั้วของวงจรเป็นบวก (p\u003e 0) และพลังงานจะถูกส่งจากแหล่งกำเนิดไปยังวงจร ในช่วงเวลาตั้งแต่ t 2 ถึง t 3 กระแสไฟฟ้าทันทีที่ขั้วของวงจรเป็นค่าลบ (p< 0) и энергия возвращается источнику.
ถ้ากระแสไฟฟ้าทันทีที่ขั้วของวงจร passive เป็นบวกพลังงานนี้เรียกว่าการใช้พลังงานทันที ถ้าพลังงานทันทีที่ขั้วของวงจรพาสซีฟเป็นค่าลบแล้วพลังงานนี้เรียกว่ากำลังส่งออกทันที
แนวคิดเรื่องการใช้พลังงานอย่างทันทีทันใดช่วยในการกำหนดรูปแบบที่เป็นทางการมากขึ้นเพื่อกำหนดแนวคิดขององค์ประกอบปฏิกิริยาและการใช้งานของวงจรไฟฟ้า ดังนั้นองค์ประกอบปฏิกิริยาสามารถเรียกได้ว่าเป็นพลังงานที่เกิดขึ้นทันทีสำหรับช่วงเวลาหนึ่ง ๆ เป็นศูนย์
ในองค์ประกอบที่ใช้งานของวงจรไฟฟ้าการรวมอำนาจทันทีในช่วงเวลาที่กำหนดเป็นค่าลบ - องค์ประกอบนี้เป็นแหล่งพลังงาน - จะให้พลังงาน ในองค์ประกอบของวงจรไฟฟ้าแบบพาสซีฟจะทำให้พลังงานไฟฟ้าในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ เป็นบวก - ส่วนประกอบนี้สิ้นเปลืองพลังงาน
ดังนั้นเมื่อcosφ\u003e 0 พลังงานที่เข้าสู่วงจรโดยพิจารณาจากพื้นที่บวกของเส้นโค้ง p (t) จะมากกว่าพลังงานที่ส่งกลับไปยังแหล่งกำเนิดซึ่งกำหนดโดยพื้นที่ลบของเส้นโค้ง p (t)
ในรูปที่ 1.15 สำหรับช่วงเวลาที่ต่างกันทิศทางจริงของคำสั่งที่แท้จริงของแรงกดที่ตำแหน่งหนีบของวงจรและในทุกส่วนจะแสดงด้วยลูกศรหัก
มะเดื่อ 1.15 ทิศทางปัจจุบันที่แท้จริงและทิศทางความเครียดที่เกิดขึ้นจริง
ที่ขั้วสายโซ่และที่เว็บไซต์ทั้งหมดสำหรับช่วงเวลาที่แตกต่างกัน
ลูกศรที่มีขนหางหมายถึงทิศทางของการไหลของพลังงานในช่วงเวลาที่เหมาะสม
วงจรในรูปที่ 1.15 และ สอดคล้องกับช่วงเวลาตั้งแต่ 0 ถึง 1 ในระหว่างที่กระแสเพิ่มขึ้นจากศูนย์เป็นค่าสูงสุด ในเวลานี้พลังงานจะถูกเก็บไว้ในขดลวด เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุลดลงในค่าสัมบูรณ์ค่าพลังงานของสนามไฟฟ้าที่จัดเก็บในตัวเก็บประจุจะส่งกลับและไปสู่พลังงานของสนามแม่เหล็กของขดลวด ในกรณีนี้และ p L\u003e p C ดังนั้นขดลวดจึงได้รับพลังงานเพิ่มเติมจากแหล่งจ่ายไฟของวงจร แหล่งจ่ายยังครอบคลุมพลังงานที่ถูกดูดกลืนโดยความต้านทาน r.
วงจรในรูปที่ 1.15 ข ตรงกับช่วงเวลาจาก t 1 ถึง t 2 ปัจจุบันฉันลดลงในช่วงเวลานี้และพลังงานจะส่งกลับจากสนามแม่เหล็กของขดลวดบางส่วนป้อนตัวเก็บประจุซึ่งกำลังถูกชาร์จและบางส่วนเปลี่ยนเป็นความร้อนในบริเวณที่มีความต้านทาน r ในช่วงเวลานี้กระแสไฟฟ้ายังมีค่ามากพอสมควรและมีกำลังมาก ดังนั้นแหล่งที่มาเช่นเดียวกับในช่วงเวลาก่อนหน้านี้ส่งพลังงานไปยังวงจรชดเชยบางส่วนสำหรับการสูญเสียในพื้นที่ที่มีความต้านทาน r ช่วงเวลา t 2 เป็นลักษณะที่ความจริงที่ว่าค่าลดลงมากจนอัตราการลดพลังงานในขดลวดทำให้อัตราการป้อนพลังงานลงสู่ตัวเก็บประจุและส่วนที่มีค่าความต้านทาน r ในขณะนี้กำลังที่ขั้วของวงจรทั้งหมดเป็นศูนย์ (p = 0)
วงจรในรูปที่ 1.15 ใน สอดคล้องกับช่วงเวลาต่อไปนี้จาก t 2 ถึง t 3 ในระหว่างที่กระแสลดลงจากค่าที่ t = t 2 เป็นศูนย์ ในช่วงเวลานี้พลังงานจะยังคงกลับจากขดลวดป้อนตัวเก็บประจุไปยังส่วนที่มีความต้านทาน r และแหล่งที่มาเชื่อมต่อกับขั้วของวงจร ในช่วงเวลานี้ p< 0.
ช่วงเวลาทั้งหมดที่พิจารณาสอดคล้องกับครึ่งปัจจุบัน (T / 2) มันสมบูรณ์สมบูรณ์หนึ่งรอบของความผันผวนของพลังงานเนื่องจากระยะเวลาการใช้พลังงานทันทีคือครึ่งหนึ่งของระยะเวลาปัจจุบัน ในช่วงครึ่งหลังของช่วงการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันกระบวนการพลังงานจะถูกทำซ้ำและมีเพียงทิศทางที่แท้จริงของกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะกลับรายการ
ผู้เขียน: – ตรรกะของเหตุผลของเราจะเหมือนกันกับการศึกษาความหมายและความเร็วในทันที พิจารณาการทำงานตามหน้าที่ของเวลา ให้ (T) – งานที่ทำในเวลา t (t + Δt) คืองานที่ทำในเวลา (t + Δt) จากนั้น [ (t + Δt) - (t)] / Δtคือพลังงานเฉลี่ยในช่วงเวลาตั้งแต่ t ถึง (t + Δt) ขีด จำกัด ของลำดับของค่าของกำลังเฉลี่ยดังกล่าวที่Δt→ 0 เป็นพลังงานชั่วขณะนั่นคือพลังงานในเวลา t เป็นอนุพันธ์ของงานที่เกี่ยวกับเวลา
ยังไม่มีข้อความ(t) = 
= '(t) (2.10.1)
ได้รับมา กรณีพิเศษเมื่อพลังงานเป็นอิสระจากเวลา
นักเรียน: - N=/ t
นักเรียน: – นี้เกิดขึ้นเมื่อแรงที่กระทำต่อร่างกายเป็นค่าคงที่
ยังไม่มีข้อความ(t) = / Δt = F / Δt = FV.
หรือใช้หลักเกณฑ์ในการคำนวณตราสารอนุพันธ์:
N (t) = A "(t) = (FS)" = FS "= FV (2.10.2)
เราจะเห็นว่ากำลังขึ้นอยู่กับแรงไม่เพียง แต่ในความเร็วเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับความเร็วซึ่งมีการเคลื่อนที่ที่สม่ำเสมอขึ้นเป็นหน้าที่ของเวลา
โปรดสังเกตว่าการแสดงออกของพลังชั่วขณะ N (t) = F (t) · V (t) ใช้ได้กับการเคลื่อนไหวทางกลใด ๆ หลักฐานจะขึ้นอยู่กับความรู้ของแคลคูลัสหนึ่งและเราข้ามมัน
สำหรับการฝึกอบรมเราจะพูดถึงเรื่องที่น่าสนใจและเป็นประโยชน์ ปัญหา 2.5
รถที่มีมวล m เริ่มเคลื่อนที่ สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานของล้อบนถนน k. ทั้งสองเพลาของรถกำลังนำ ค้นหาการพึ่งพาอาศัยกันของความเร็วของรถในเวลา กำลังเครื่องยนต์เอ็น
นักเรียน: – ฉันไม่เข้าใจว่าทำไมเงื่อนไขบอกถึงแกนนำทาง เราไม่เคยเจอเรื่องนี้
ผู้เขียน: – นี่เป็นเพราะการคำนวณแรงเสียดทาน สามารถสันนิษฐานได้อย่างถูกต้องแม่นยำว่ามวลรถมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอทั้งสองเพลา เมื่อทั้งสองแกนนำอยู่นั่นหมายความว่าแรงเสียดทานของแรงเสียดทานจะเท่ากับผลิตภัณฑ์มวลรวมของรถโดยค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน ในกรณีที่ชั้นนำมีเพียงหนึ่งแกนแล้วมันคิดครึ่งมวลของรถและแรงเสียดทานผลักดันรถไปข้างหน้าจะถูกคำนวณเช่นนี้: kMG/ 2. โปรดทราบว่าสามารถใช้แรงเสียดทานแรงเสียดทานสูงสุดที่นี่ได้เช่นเราเชื่อว่าล้อของรถลื่นไหลอยู่บนท้องถนน จริงไดรเวอร์ไม่ได้เริ่มต้นในรถยนต์ของตัวเอง
นักเรียน: – จากนั้นเมื่อสภาพปัญหาของเราปรากฎว่ามีเพียงแรงเสียดสีเท่านั้นที่เร่งตัวรถซึ่งเท่ากับ kMG. จากที่นี่มันเป็นเรื่องง่ายที่จะได้คำตอบ: รถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าเดิมและความเร็วขึ้นอยู่กับเวลาดังนี้: V (t) = t = kgt.
ผู้เขียน: – นี่เป็นเพียงบางส่วนเท่านั้น จำสำนวนสำหรับการใช้พลังงาน (2.10.2) ด้วยพลังที่ จำกัด ความเร็วไม่สามารถเพิ่มได้โดยไม่มีขีด จำกัด ดังนั้นฉันต้องให้คุณสองเงื่อนงำ: 1) หาระยะเวลาที่คำตอบของคุณจะเป็นธรรม; 2) จากนั้นใช้การพิจารณาด้านพลังงาน
นักเรียน: – เมื่อพลังงานสูงสุด ยังไม่มีข้อความจากนั้น (2.10.2) เราได้รับ:
N = FV (t) = kmg kgt
ดังนั้นเวลาที่ จำกัด t 0 = N / (mk 2 g 2)
นักเรียน: – ต่อมาในช่วงเวลาหนึ่งΔt = t-t 0 เครื่องยนต์จะทำงาน A = NΔtซึ่งจะเพิ่มพลังงานจลน์ ก่อนอื่นเราหาพลังงานจลน์ของรถในเวลา t 0:
mV 0 2/2 = m 2/2 =.
การเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์คือ
mV 2/2-mV 0 2/2 = A = NΔt = N (t - t 0),
◄V (t) = kgt สำหรับt≤t0 = N / (mk2g2),
V (t) = สำหรับ t\u003e t 0
เรื่องราว.
Erasmus Darwin เชื่อว่าเป็นครั้งคราวมันเป็นสิ่งจำเป็นในการผลิตการทดลองที่โหดที่สุด จากนี้เกือบไม่มีอะไรออกมา แต่ถ้าพวกเขาประสบความสำเร็จผลที่ได้คือน่าทึ่ง ดาร์วินเล่นทรัมเป็ตหน้าดอกทิวลิป ไม่มีผลลัพธ์
คำตอบสำหรับตั๋วทางวิศวกรรมไฟฟ้า
การกำหนดสนามไฟฟ้า
สนามไฟฟ้าเป็นหนึ่งในสองด้านของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าลักษณะการกระทำบนอนุภาคประจุไฟฟ้าที่มีแรงเป็นสัดส่วนกับค่าของอนุภาคและเป็นอิสระจากความเร็วของมัน
การเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต ป้องกันสัญญาณรบกวนจากวิทยุ
การเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต - ปรากฏการณ์ของการกำกับสนามไฟฟ้าสถิตของตัวเองเมื่อสนามไฟฟ้าภายนอกทำหน้าที่บนร่างกาย ปรากฏการณ์นี้เกิดจากการแจกจ่ายค่าใช้จ่ายภายในตัวนำไฟฟ้าตลอดจนการเกิดโพลาไรเซชันของโครงสร้างจุลภาคภายในภายในตัวที่ไม่นำไฟฟ้า สนามไฟฟ้าภายนอกสามารถบิดเบี้ยวได้อย่างมากใกล้กับสนามไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำ
ใช้เพื่อปกป้องกลไกของอุปกรณ์ส่วนประกอบวิทยุบางส่วน ฯลฯ จากสนามไฟฟ้าภายนอก ชิ้นส่วนที่ได้รับการป้องกันถูกวางไว้ในปลอกอลูมิเนียมหรือทองเหลือง (หน้าจอ) หน้าจอสามารถเป็นของแข็งหรือตาข่าย
ความจุไฟฟ้า การควบแน่นของตัวเก็บประจุ
กำลังไฟฟ้า - ลักษณะของตัวนำ, ตัววัดความสามารถในการสะสมประจุไฟฟ้า
ศักยภาพของร่างกายโดดเดี่ยวโลหะเพิ่มขึ้นพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้น ค่าใช้จ่าย Q และศักยภาพ ยู เกี่ยวข้องกับแต่ละอื่น ๆ ตามความสัมพันธ์
Q = C ц จากที่ไหน
C = Q / ц
ที่นี่ C - สัมประสิทธิ์ของสัดส่วนหรือความจุไฟฟ้าของร่างกาย
ดังนั้นความจุไฟฟ้า C ร่างกายกำหนดค่าใช้จ่ายที่จะต้องรายงานไปยังร่างกายเพื่อทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของศักยภาพโดย 1 V.
หน่วยของความจุดังต่อไปนี้จากสูตรเป็นจี้ต่อโวลต์หรือ Farad:
[C] = 1 Кл / 1В = 1Ф
คอนเดนเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบไปด้วยตัวนำโลหะสองตัวที่แยกจากกันโดยอิเล็กทริกและออกแบบมาเพื่อใช้สมรรถนะของพวกเขา
การเชื่อมต่อแบบขนาน ด้วยการเชื่อมต่อแบบขนานของตัวเก็บประจุศักยภาพของแผ่นที่เชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งกำเนิดจะเท่ากันและเท่ากับศักยภาพของเสานี้ ดังนั้นศักยภาพของแผ่นที่เชื่อมต่อกับขั้วลบจะเท่ากับศักยภาพของเสานี้ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับตัวเก็บประจุจะเหมือนกัน
C Common = Q 1 + Q 2 + Q 3 เนื่องจากตาม Q = CU แล้ว
Q รวม = C รวม U; Q 1 = C 1 U; Q 2 = C 2 U; Q 3 = C 3 U; C ทั่วไป U = C 1 U + C 2 U + C 3 U.
ดังนั้นความสามารถทั้งหมดหรือเทียบเท่าความจุที่ การเชื่อมต่อแบบขนาน ตัวเก็บประจุจะมีค่าเท่ากับผลรวมของประจุของตัวเก็บประจุแต่ละตัว:
กับ obsh = C 1 + C 2 + C 3
ดังต่อไปนี้จากสูตรที่สำหรับการเชื่อมต่อแบบขนานของ n capacitors เหมือนกันที่มีความจุ C, ความจุรวม ด้วย obsh = n C
การเชื่อมต่อแบบอนุกรม เมื่อตัวเก็บประจุถูกต่อเข้าด้วยกัน (รูปที่ 1.10) จานจะมีค่าใช้จ่ายเท่ากัน ค่าขั้วไฟฟ้าภายนอกมาจากแหล่งจ่ายไฟ เกี่ยวกับขั้วไฟฟ้าภายในของตัวเก็บประจุ C 1 และ C 3 ค่าใช้จ่ายเดียวกันจะถูกเก็บรักษาไว้เช่นเดียวกับบุคคลภายนอก แต่เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการขั้วไฟฟ้าภายในจะได้รับโดยการแยกค่าใช้จ่ายโดยการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตค่าของตัวเก็บประจุ C 2 มีความหมายเหมือนกัน
ให้เราหากำลังการผลิตรวมสำหรับกรณีนี้ เพราะ
U = U 1 + U 2 + U 3,
โดยที่ U = Q / C total; U 1 = Q / C 1; U2 = Q / C2; U 3 = Q / C 3 แล้ว Q / C total = Q / C 1 + Q / C 2 + Q / C 3.
ลดเป็น Q เราได้รับ 1 / СОБЩ = 1 / C 1 + 1 / C 2 + 1 / C 3
ด้วยการเชื่อมต่อชุดของตัวเก็บประจุสองแบบโดยใช้เราพบ
C GEN = C 1 C 2 / (C 1 + C 2)
ด้วยการเชื่อมต่อชุดของตัวเก็บประจุ n ตัวเดียวกันของตัวเก็บประจุ C แต่ละตัวบนพื้นฐานของความจุทั้งหมด
C COMM = C / n
เมื่อชาร์จประจุจากแหล่งพลังงานพลังงานของแหล่งพลังงานนี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานของสนามไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ:
W C = C U 2/2 หรือคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่า Q = CU,
ทางกายภาพการสะสมของพลังงานในสนามไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากโพลาไรซ์ของโมเลกุลหรืออะตอมของอิเล็กทริก
เมื่อแผ่นคอนเดนเซอร์ปิดลงตัวนำจะปล่อยประจุและส่งผลให้พลังงานของสนามไฟฟ้าถูกแปลงเป็นความร้อนที่ปล่อยออกมาเมื่อกระแสไหลผ่านตัวนำ
วงจรไฟฟ้า กฎของโอห์ม
วงจรไฟฟ้าคือชุดของอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อรับ, ส่ง, แปลงและใช้พลังงานไฟฟ้า
วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยอุปกรณ์แยกต่างหาก - องค์ประกอบของวงจรไฟฟ้า
แหล่งพลังงานไฟฟ้าเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่พลังงานกลถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้ารวมทั้งส่วนประกอบหลักและเครื่องสะสมที่ใช้พลังงานเคมีพลังงานความร้อนและอื่น ๆ จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า
กฎของโอห์ม - กฎหมายทางกายภาพที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่าง แรงดึงดูด แหล่งกำเนิดหรือแรงดันไฟฟ้าที่มีความแข็งแรงและความต้านทานของตัวนำ
พิจารณาส่วนของห่วงโซ่ยาว ล. และพื้นที่หน้าตัดเอส
ให้ตัวนำอยู่ในสนามไฟฟ้าที่มีความสม่ำเสมอภายใต้การกระทำของสนามนี้อิเล็กตรอนอิสระของตัวนำจะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในทิศทางตรงกันข้ามกับเวคเตอร์ξ การเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนเกิดขึ้นจนกว่าพวกมันจะชนกับไอออนของตาข่ายคริสตัลของตัวนำ ในกรณีนี้ความเร็วของอิเล็กตรอนจะลดลงเป็นศูนย์หลังจากนั้นกระบวนการเร่งความเร็วของอิเล็กตรอนจะถูกทำซ้ำอีกครั้ง เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอความเร็วเฉลี่ยของพวกเขา
υср = υмах / 2
ที่ไหน υสูงสุดคือความเร็วของอิเล็กตรอนก่อนที่จะชนกับไอออน
เห็นได้ชัดว่าความเร็วของอิเล็กตรอนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความแรงของสนาม ; ดังนั้นความเร็วเฉลี่ยเป็นสัดส่วนกับξ . แต่ความหนาแน่นกระแสและกระแสจะถูกกำหนดโดยความเร็วของอิเล็กตรอนในตัวนำ
งานไฟฟ้า และอำนาจ
ค้นหางานที่ทำโดยแหล่งข้อมูลปัจจุบันเพื่อย้ายการเรียกเก็บเงิน qตลอดวงจรปิด
W I = E q; q = I t; , E = U + U BT,;
ปริมาณที่กำหนดโดยความเร็วในการทำงานจะเรียกว่า อำนาจ:
P = W / t P = U I t / t = U I = I 2 R = U 2 / R;[P] = 1 J / 1 s = 1 วัตต์
Q = I 2 R t
การพึ่งพาดังกล่าวเรียกว่ากฎหมาย Lenz-Joule: ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการไหลของกระแสไฟฟ้าในตัวนำเป็นไปตามสัดส่วนของความแรงของกระแสไฟฟ้าความต้านทานของตัวนำและเวลาที่ผ่านไปของกระแส
ลักษณะของสนามแม่เหล็ก
สนามแม่เหล็กเป็นหนึ่งในสองด้านของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าลักษณะการกระทำบนอนุภาคประจุไฟฟ้าที่มีแรงตามสัดส่วนกับค่าอนุภาคและความเร็วของมัน
สนามแม่เหล็กจะแสดงด้วยเส้นของแรงสัมผัสแนวเส้นตรงซึ่งตรงกับทิศทางของลูกศรแม่เหล็กที่นำเข้ามาในสนาม ดังนั้นลูกศรแม่เหล็กมีลักษณะเป็นตัวทดสอบสำหรับสนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B คือจำนวนเวกเตอร์ที่กำหนดลักษณะสนามแม่เหล็กและกำหนดแรงที่กระทำต่ออนุภาคประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ได้จากด้านข้างของสนามแม่เหล็ก
ความสามารถในการซึมผ่านแบบสัมบูรณ์ของสื่อคือปริมาณที่เป็นค่าสัมประสิทธิ์ที่สะท้อนสมบัติทางแม่เหล็กของตัวกลาง
ความแรงของสนามแม่เหล็ก H เป็นปริมาณเวกเตอร์ที่ไม่ขึ้นอยู่กับสมบัติของตัวกลางและถูกกำหนดโดยกระแสในตัวนำที่สร้างสนามแม่เหล็ก
ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ในสนามแม่เหล็ก
ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ในสนามแม่เหล็ก (รูป 3.16) จะกระทำโดยแรง เนื่องจากกระแสไฟฟ้าในตัวนำโลหะเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนแรงที่กระทำต่อตัวนำไฟฟ้าสามารถถือได้ว่าเป็นผลรวมของแรงที่กระทำต่ออิเล็กตรอนทุกตัวของตัวนำความยาว l เป็นผลให้เราได้รับความสัมพันธ์: F = F O n l S,
ที่ F O คือแรง Lorentz ที่ทำหน้าที่ในอิเล็กตรอน
n คือความเข้มข้นของอิเล็กตรอน (จำนวนอิเล็กตรอนต่อหน่วยปริมาตร);
l, S คือความยาวและพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ
คำนึงถึงสูตรเราสามารถเขียน F = q o n v S B l sin δ
เป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่าผลิตภัณฑ์ q o n v คือความหนาแน่นกระแส J ดังนั้น
F = J S B l sin δ
ผลิตภัณฑ์ J S คือกระแส I, นั่นคือ F = I B l sin δ
การพึ่งพาอาศัยกันสะท้อนให้เห็นถึงกฎหมายของแอมป์
ทิศทางของแรงจะถูกกำหนดโดยกฎของมือซ้าย ปรากฏการณ์นี้เป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า
การแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า
ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ในสนามแม่เหล็กจะมีการกำกับทิศทางของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า F ซึ่งถูกกำหนดโดยกฎของมือซ้าย ภายใต้อิทธิพลของแรงนี้ตัวนำจะเริ่มเคลื่อนที่ดังนั้นพลังงานไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดจะถูกแปลงเป็นแบบเชิงกล
ความหมายและภาพของกระแสสลับ
ตัวแปรคือกระแสที่มีการเปลี่ยนแปลงค่าและทิศทางในช่วงเวลาปกติ
ระหว่างขั้วของแม่เหล็กไฟฟ้าหรือแม่เหล็กถาวร (รูปที่ 4.1) เป็นรูปทรงกระบอกโรเตอร์ (armature) ซึ่งได้รับการคัดเลือกมาจากแผ่นเหล็กไฟฟ้า ที่ยึดขดลวดประกอบด้วยจำนวนของจำนวนรอบของลวดจะเสริม ปลายขดลวดนี้เชื่อมต่อกับวงแหวนสัมผัสซึ่งหมุนพร้อมกับกระดอง ด้วยแหวนสัมผัสติดต่อคงที่ (แปรง) จะเชื่อมต่อกันโดยที่ขดลวดเชื่อมต่อกับวงจรภายนอก ช่องว่างระหว่างขั้วและกระดองมีรูปร่างเพื่อให้เกิดการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กในนั้นแตกต่างกันไปตามกฎหมายไซน์: B = B m บาป b.
เมื่อ armature หมุนในสนามแม่เหล็กที่มีความเร็ว u ในด้านที่ใช้งานของขดลวดเหนี่ยวนำเหนี่ยวนำให้เกิด (ใช้งานอยู่ด้านที่อยู่ในสนามแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า)
ภาพของปริมาณไซโคลนโดยใช้เวกเตอร์
ปล่อยให้เวกเตอร์ฉันหมุนด้วยความถี่เชิงมุมคงที่ ui ทวนเข็มนาฬิกา ตำแหน่งเริ่มต้นของเวคเตอร์ I เมตรจะได้จากมุมШ
การฉายของเวกเตอร์ I m ไปยังแกน y จะถูกกำหนดโดยการแสดงออก I m sin (ti t + W) ซึ่งสอดคล้องกับค่าปัจจุบันของกระแสสลับ
ดังนั้นแผนภาพเวลาของกระแสสลับคือการสแกนแบบช่วงเวลาของการฉายในแนวตั้งของเวกเตอร์ที่ฉันหมุนด้วยความเร็ว u
ภาพของปริมาณไซโคลลูลด้วยความช่วยเหลือของเวกเตอร์ทำให้สามารถมองเห็นขั้นตอนเริ่มต้นของปริมาณเหล่านี้และการเปลี่ยนเฟสระหว่างพวกเขา
ในเวกเตอร์เวคเตอร์ความยาวเวกเตอร์สอดคล้องกับค่าปัจจุบันของแรงดันไฟฟ้าและ EMF ในปัจจุบันเนื่องจากมีสัดส่วนกับค่าแอมพลิจูเทตของปริมาณเหล่านี้
วงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความต้านทานสูง
ขั้วของวงจรกระแสสลับมีแรงดัน u = U m sin tt. เนื่องจากโซ่มีเพียงความต้านทานที่ใช้งานแล้วตามกฎหมาย Ohm สำหรับส่วนโซ่,
i = u / R = U m sin tt / R = I m sin tt,
ที่ฉัน m = U m / R คือการแสดงออกของกฎของโอห์มสำหรับค่าแอมพลิจูด การหารด้านซ้ายและด้านขวาของการแสดงออกนี้โดยเราได้รับกฎของโอห์มสำหรับค่าที่มีประสิทธิภาพ:
เมื่อเปรียบเทียบกับการแสดงออกของค่าปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าแล้วเราจะสรุปได้ว่ากระแสและแรงดันไฟฟ้าในวงจรที่มีค่าความต้านทานอยู่ในช่วง
พลังชั่วขณะ. เป็นที่รู้จักพลังงานกำหนดอัตราการใช้พลังงานและดังนั้นสำหรับวงจรกระแสสลับเป็นตัวแปร ตามคำนิยามอำนาจ: p = u I = U m I m sin 2 nt.
คำนึงถึงความบาป 2 nt = (1 - cos 2πt) / 2 และ U m I m / 2 = U m I m / () = UI เราได้ในที่สุด: p = UI - UI cos 2πt
การวิเคราะห์สูตรที่สอดคล้องกับสูตรนี้แสดงให้เห็นว่าพลังชั่วขณะขณะที่ยังคงอยู่ในเกณฑ์บวกอยู่ตลอดเวลาจะผันผวนใกล้ระดับ UI
กำลังเฉลี่ย. ในการพิจารณาการใช้พลังงานเป็นเวลานานขอแนะนำให้ใช้อัตราการใช้พลังงานเฉลี่ยหรือพลังงานเฉลี่ย (ใช้งาน) H = U I.
หน่วยของพลังงานที่ใช้งานอยู่คือวัตต์ (กิโลวัตต์) กิโลวัตต์ (กิโลวัตต์) และเมกะวัตต์ (MW): 1 กิโลวัตต์ = 10 3 วัตต์; 1 MW = 10 6 วัตต์
วงจรไฟฟ้ากระแสสลับกับความเหนี่ยวนำ
ภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้า sinusoidal ในวงจรที่มีขดลวดอุปนัยโดยไม่มีหลัก ferromagnetic, sinusoidal ปัจจุบัน i = I m sin щt . เป็นผลให้สนามแม่เหล็กสลับเกิดขึ้นรอบขดลวดและในขดลวด L เหนี่ยวนำให้เกิดการเหนี่ยวนำตัวเอง e L. ที่ R = 0 แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟทั้งหมดไปสู่ความสมดุลของ EMF นี้ ดังนั้น u = e L. ตั้งแต่ e L = -L แล้ว
u = L = L = ฉัน m L L cos tt หรือ u = U m บาป (ut + ที่ไหน U m = ฉัน m u L
เมื่อเปรียบเทียบการแสดงออกของค่าปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าแล้วเราจะสรุปได้ว่ากระแสไฟฟ้าในวงจรมีค่าความเหนี่ยวนำในช่วงจากแรงดันไฟฟ้าด้วยมุม p / 2 ร่างกายเนื่องจากขดลวดเหนี่ยวนำตระหนักถึงความเฉื่อยของกระบวนการแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวเหนี่ยวนำขดลวด L เป็นตัววัดเชิงปริมาณของความเฉื่อยนี้
เราได้มาซึ่งกฎของโอห์มสำหรับโซ่นี้ จาก (5.6) ที่ฉัน m = U m / (u, L) ให้ l = 2p f L = X L, ที่ไหน X L - อุปนัย ความต้านทานวงจร. จากนั้นเราก็จะได้รับ
ฉัน m = U m / X L
ซึ่งเป็นกฎของโอห์มสำหรับค่าความกว้าง การหารด้านซ้ายและด้านขวาของการแสดงออกนี้โดยเราได้รับกฎของโอห์มสำหรับค่าที่มีประสิทธิภาพ: I = U / X L.
ให้เราวิเคราะห์นิพจน์สำหรับ X L = 2p f L. เนื่องจากความถี่ของการเพิ่มขึ้นในปัจจุบัน ฉความต้านทานอุปนัย X L (รูปที่ 5.8) ทางกายภาพนี้จะอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงของปัจจุบันและดังนั้น EMF ของการเหนี่ยวนำตนเองยังเพิ่มขึ้น
ลองพิจารณาลักษณะพลังงานของวงจรด้วยตัวเหนี่ยวนำ
พลังชั่วขณะ สำหรับห่วงโซ่ด้วย R, ค่ากำลังชั่วขณะจะถูกกำหนดโดยผลิตภัณฑ์ของแรงดันไฟฟ้าและค่าปัจจุบันทันที:
p = u i = U m ฉัน m บาป (tt + π / 2) sin tt = U m ฉัน m cos πt sin tt .
เพราะ บาป nt cos nt = sin 2mt และ U m I m / 2 = U ฉันในที่สุดเราก็มี: p = U ฉัน sin 2 nt.
จากกราฟของรูปที่ 5.9 ว่าด้วยสัญญาณแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าเดียวกันกระแสไฟฟ้าชั่วขณะเป็นบวกและสำหรับสัญญาณที่ต่างกันเป็นลบ ทางกายภาพหมายความว่าในไตรมาสแรกของระยะเวลา AC พลังงานของแหล่งกำเนิดถูกแปลงเป็นพลังงานของสนามแม่เหล็กของขดลวด ในช่วงไตรมาสที่สองของช่วงเวลาเมื่อกระแสไฟฟ้าลดลงขดลวดจะส่งพลังงานที่สะสมไปยังแหล่งกำเนิด ในไตรมาสถัดไปของช่วงเวลากระบวนการถ่ายโอนพลังงานโดยแหล่งที่มาจะถูกทำซ้ำและอื่น ๆ
ดังนั้นโดยเฉลี่ยแล้วขดลวดจึงไม่ใช้พลังงานดังนั้นพลังงานที่ใช้งาน P = 0
กำลังปฏิกิริยา เพื่อหาปริมาณความเข้มของการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างแหล่งกำเนิดกับขดลวดพลังงานปฏิกิริยาคือ: Q = U I.
หน่วยของพลังงานปฏิกิริยาคือโวลต์แอมป์ที่เกิดปฏิกิริยา (VA)
วงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความต้านทานและความเหนี่ยวนำ
โซ่ประกอบด้วยส่วนที่มีคุณสมบัติเป็นที่รู้จัก
ให้เราวิเคราะห์การทำงานของวงจรนี้ ให้กระแสในวงจรแตกต่างกันไปตามกฎหมาย i = I m sin щt. จากนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ต้านทานที่ใช้งานอยู่ u R = U Rm sin utเนื่องจากในส่วนนี้แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในช่วง
แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวด u L = U Lm sin (ut + p / 2), เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำอยู่ข้างหน้าของกระแสในเฟสโดยมุม p / 2. เราสร้างแผนภาพเวกเตอร์สำหรับห่วงโซ่ที่อยู่ระหว่างการพิจารณา
ก่อนอื่นเราจะวางแผนเวกเตอร์ปัจจุบัน ผมแล้วเวคเตอร์แรงดันไฟฟ้า U Rซึ่งสอดคล้องกับเฟสเวกเตอร์ปัจจุบัน จุดเริ่มต้นของเวกเตอร์ U Lซึ่งจะเลื่อนเวกเตอร์ปัจจุบันตามมุม p / 2, เชื่อมต่อกับจุดสิ้นสุดของเวกเตอร์ U R เพื่อความสะดวกในการเพิ่มเติม ความเครียดทั้งหมด u = um sin (ut + q) จะแสดงโดยเวกเตอร์ U, เปลี่ยนเฟสด้วยความเคารพกับเวกเตอร์ปัจจุบันโดยมุม q
เวกเตอร์ U R, U L และ U รูป a สามเหลี่ยมความเครียด.
เราได้มาซึ่งกฎของโอห์มสำหรับโซ่นี้ บนพื้นฐานของทฤษฎีบทพีทาโกรัสสำหรับสามเหลี่ยมความเครียดเรามี U =
แต่ U R = I R, a U L = ฉัน X L; ดังนั้น U = ผม ,
มาจากไหน ฉัน = U / .
เราแนะนำสัญกรณ์ = Z, ที่ไหน Z - อิมพีแดนซของวงจร จากนั้นการแสดงออกของกฎของโอห์มจะมีรูปแบบ I = U / Z
เนื่องจากความต้านทานของวงจร Z ถูกกำหนดโดยทฤษฎีบทพีทาโกรัสมันจะสอดคล้องกับรูปสามเหลี่ยมความต้านทาน
เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าข้ามส่วนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความต้านทานรูปสามเหลี่ยมความต้านทานจะคล้ายกับรูปสามเหลี่ยมความเค้น การเลื่อนเฟส ยู ระหว่างกระแสและแรงดันจะถูกกำหนดจากรูปสามเหลี่ยมความต้านทาน: tg ц = X L / R; cos ц = R / Z
สำหรับลำดับโซ่เราเห็นด้วยที่จะนับมุม ยู จากเวกเตอร์ปัจจุบัน ผม. ตั้งแต่เวกเตอร์ U เป็นเฟสเลื่อนเทียบกับเวกเตอร์ ผม ที่มุม ยู ทวนเข็มนาฬิกามุมนี้มีค่าเป็นบวก
เราได้รับความสัมพันธ์ด้านพลังงานสำหรับวงจรที่มีความต้านทานการใช้งานและความเหนี่ยวนำ
พลังชั่วขณะ
p = U I cos ц - U I cos (2 щ + ц)
การวิเคราะห์การแสดงออกที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของมันแสดงให้เห็นว่าค่ากำลังชั่วขณะผันผวนใกล้ระดับคงที่ UI cos ц, ซึ่ง characterizes อำนาจเฉลี่ย ส่วนที่เป็นค่าลบของกราฟจะกำหนดพลังงานที่ส่งผ่านจากแหล่งกำเนิดไปยังขดลวดเหนี่ยวนำและด้านหลัง
กำลังเฉลี่ย ค่าเฉลี่ยหรือพลังงานที่ใช้งานสำหรับวงจรที่ให้ลักษณะการใช้พลังงานที่ความต้านทานที่ใช้งานและ, P = U R I.
จากแผนภาพเวกเตอร์เป็นที่ชัดเจนว่า U R = U cos ц แล้วก็ P = U I cos ц.
กำลังปฏิกิริยา พลังงานปฏิกิริยาแสดงความเข้มของการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างขดลวดอุปนัยกับแหล่งกำเนิด: Q = U L I = ฉันเป็นคนบาป
พลังเต็มรูปแบบ แนวคิดเรื่องพลังงานเต็มรูปแบบถูกนำมาใช้เพื่อประเมินกำลังไฟฟ้าที่ จำกัด ของเครื่องจักรไฟฟ้า: S = U I.
เนื่องจาก sin 2 η + cos 2 η = 1 แล้ว S =
หน่วยของกำลังไฟทั้งหมดคือแรงดันไฟฟ้า (V · A)
วงจรไฟฟ้า AC พร้อมตัวเก็บประจุ
ให้เราวิเคราะห์กระบวนการในห่วงโซ่
ตั้งแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่อต้นทาง u = U m sin щt แล้วกระแสในวงจรก็จะแตกต่างกันไปตามกฎหมายไซน์ ปัจจุบันกำหนดโดยสูตร i = dQ / dt . จำนวนไฟฟ้า Q บนตัวเก็บประจุแผ่นที่เชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าที่ความจุและความจุโดยการแสดงออก: Q = C u.
ดังนั้น i = dQ / dt = U m u C sin (ut + p / 2)
ดังนั้นกระแสในวงจรที่มีความจุเกินแรงดันไฟฟ้าเฟสโดยมุม p / 2
ทางกายภาพนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเกิดขึ้นจากการแยกประจุของแผ่นออกจากแผ่นผ่านทางกระแส แรงดันไฟฟ้าจะปรากฏขึ้นเฉพาะเมื่อกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเท่านั้น
เราได้มาซึ่งกฎของโอห์มสำหรับโซ่ที่มีกำลังการผลิต มันมาจากการแสดงออกที่ฉัน
ฉัน m = u m u c = ,
เราแนะนำสัญกรณ์: 1 / (щC) = 1 / (2р f C) = X C,
ที่ไหน X C - capacitive resistance ของวงจร
จากนั้นการแสดงออกของกฎของโอห์มจะแสดงในรูปแบบต่อไปนี้: สำหรับค่าความกว้าง ฉันม = U m / X C
สำหรับค่าที่มีประสิทธิภาพ ผม = U / X C.
จากสูตรที่ความต้านทาน capacitive ของ XC ลดลงด้วยความถี่ที่เพิ่มขึ้น ฉ. นี่คือความจริงที่ว่าความถี่สูงกว่าส่วนของอิเล็กทริกที่ความถี่สูงกว่ากระแสไฟฟ้าต่อหน่วยเวลาที่แรงดันไฟฟ้าเดียวกันซึ่งเทียบเท่ากับการลดลงของความต้านทานของวงจร
ให้เราพิจารณาคุณสมบัติด้านพลังงานในวงจรที่มีตัวเก็บประจุ
พลังชั่วขณะ การแสดงออกของพลังงานชั่วขณะมีรูปแบบ
p = ui = - U m ฉัน m sin t cos cos = = - UI sin 2 tt
การวิเคราะห์สูตรแสดงให้เห็นว่าในวงจรที่มีตัวเก็บประจุเช่นเดียวกับในวงจรที่มีการเหนี่ยวนำมีการถ่ายเทพลังงานจากแหล่งกำเนิดมาสู่โหลดและในทางกลับกัน ในกรณีนี้พลังงานของแหล่งกำเนิดถูกแปลงเป็นพลังงานของสนามไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ จากการเปรียบเทียบนิพจน์และกราฟที่สอดคล้องกันดังต่อไปนี้ถ้ามีขดลวดเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่ออยู่ในชุดการแลกเปลี่ยนพลังงานเกิดขึ้นระหว่างพวกเขา
กำลังเฉลี่ยในวงจรที่มีความจุยังเป็นศูนย์: P = 0
กำลังปฏิกิริยา เพื่อหาปริมาณความเข้มของการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างแหล่งกำเนิดกับตัวเก็บประจุพลังงานปฏิกิริยา Q = UI.
วงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความต้านทานและประจุไฟฟ้า
ขั้นตอนในการศึกษาห่วงโซ่ด้วย R และ C คล้ายกับวิธีการศึกษาวงจรด้วย R และ L. เราได้รับกระแสไฟฟ้า i = I m sin щt.
จากนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ต้านทานที่ใช้งานอยู่ u R = U Rm sin ut.
แรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุจะทำให้เฟสล่าช้าจากกระแสโดยมุมของ l / 2: u C = U cm sin (nt - l / 2)
จากนิพจน์ข้างต้นเราสร้างแผนภาพเวคเตอร์สำหรับห่วงโซ่นี้
จากแผนภาพเวกเตอร์ดังต่อไปนี้ที่ U = I
มาจากไหน I = U /
เปรียบเทียบนิพจน์ = Z,
นิพจน์สามารถเขียนในรูปแบบ I = U / Z
รูปสามเหลี่ยมความต้านทานสำหรับวงจรในคำถามจะแสดงในรูป การจัดเรียงด้านข้างของมันสอดคล้องกับการจัดเรียงของด้านข้างของรูปสามเหลี่ยมความเครียดบนแผนภาพเวกเตอร์ การเปลี่ยนเฟสφในกรณีนี้เป็นค่าลบเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าล่าช้าไปจากกระแส: tg ц = - X C / R; cos ц = R / Z .
ในแง่พลังงานโซ่ด้วย Rและ C อย่างเป็นทางการไม่แตกต่างจากโซ่ด้วย R และ L. เราจะแสดงสิ่งนี้
พลังชั่วขณะ เนื่องจากเฟสของกระแสจะถูกนำไปเป็นศูนย์ i = I m sin щt, แรงดันไฟฟ้าล่าช้าในเฟส
จากปัจจุบันเป็นมุม c | และดังนั้น, u = um sin (ut + q)
แล้วก็ p = u i = u m ฉันบาป (ut + ц) sin щ
ลดการแปลงกลางที่เราได้รับ p = U I cos ц - U I cos (2 щ + ц)
กำลังเฉลี่ย กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยจะถูกกำหนดโดยส่วนประกอบคงที่ของพลังงานชั่วขณะ: p = U ฉัน cos ц
กำลังปฏิกิริยา พลังงานปฏิกิริยาแสดงความเข้มของการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างแหล่งกำเนิดและความจุ: Q = U I sin ц.
เพราะ ยู< 0 แล้วพลังปฏิกิริยา Q< 0 . ทางกายภาพหมายความว่าเมื่อตัวเก็บประจุปล่อยพลังงานพลังงานเหนี่ยวนำจะสิ้นเปลืองพลังงานถ้าอยู่ในวงจรเดียวกัน
วงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความต้านทานการเหนี่ยวนำความจุและประจุไฟฟ้า
วงจรที่มีความต้านทานการเหนี่ยวนำและความจุเป็นเรื่องทั่วไปของการเชื่อมต่อชุดของความต้านทานที่ใช้งานและปฏิกิริยาและเป็นชุดของวงจรการสั่น
เรารับช่วงของกระแสเป็นศูนย์: i = I m sin щt.
จากนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ต้านทานที่ใช้งานอยู่ u R = U Rm sin щt,
แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ u L = U Lm sin (ut + p / 2),
แรงดันไฟฟ้าประจุ u C = U cm sin (utt - p / 2)
เราสร้างแผนผังเวกเตอร์ภายใต้เงื่อนไข X L\u003e X C, นั่นคือ, U L = I X L\u003e U C = I X C.
เวกเตอร์แรงดันไฟฟ้าผลลัพธ์ U ปิดรูปหลายเหลี่ยมของพาหะ U R, U L และ U C.
เวกเตอร์ U L + U C กำหนดแรงดันไฟฟ้าที่ตัวเหนี่ยวนำและความจุ ดังที่ได้เห็นจากแผนภาพแรงดันไฟฟ้านี้อาจน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าในแต่ละส่วนแยกต่างหาก นี่คือคำอธิบายของกระบวนการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างตัวเหนี่ยวนำและความจุ
เราได้มาซึ่งกฎของโอห์มสำหรับห่วงโซ่ภายใต้การพิจารณา เนื่องจากโมดูลัสของเวคเตอร์ U L + U C ถูกคำนวณเป็นค่าความแตกต่างระหว่างค่าที่มีประสิทธิภาพของ U L - U C แล้วตามด้วยแผนภาพที่ U =
แต่ U R = I R; U L = I X L, U C = I X C;
ดังนั้น U = ฉัน
ดังนั้นฉัน =.
แนะนำสัญกรณ์ = Z, โดยที่ Z คืออิมพีแดนซ์ของวงจร,
ลองหากันเถอะ I = U / Z
ความแตกต่างระหว่างความต้านทานอุปนัยและ capacitive = X เรียกว่า reactance ของวงจร การพิจารณานี้เราได้รับรูปสามเหลี่ยมของความต้านทานสำหรับโซ่กับ R, L และ C.
ที่ X L\u003e X C reactance เป็นบวกและความต้านทานของวงจรเป็นตัวเหนี่ยวนำ (active-inductive)
ที่ X L< X C reactance เป็นค่าลบและความต้านทานของวงจรมีลักษณะเป็นตัวเก็บประจุ สัญญาณของการเปลี่ยนเฟสระหว่างกระแสและแรงดันจะได้รับโดยอัตโนมัติเนื่องจาก reactance เป็นพีชคณิต:
tg ц = X / R
ดังนั้นเมื่อ X L ≠ X C ความต้านทานเชิงอุปนัยหรือ capacitive มีอิทธิพลเหนือนั่นคือจากจุดพลังงานในมุมมองโซ่ที่มี R, L และ C จะลดลงเป็นวงจรด้วย R, L หรือกับ R, C จากนั้นพลังงานที่เกิดขึ้นทันที p = U I cos ц - U ฉัน cos (2mt + ц), เครื่องหมาย ยู ถูกกำหนดโดยสูตร tg ц = X / R. ดังนั้นการใช้งานพลังงานปฏิกิริยาและเต็มมีลักษณะการแสดงออก:
P = U I cos ц; Q = U I sin ц; S = = ฉัน
การทำงานแบบเรโซแนนซ์ของวงจร การตอบสนองของความเครียด
ให้ วงจรไฟฟ้า ประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำและความจุอย่างน้อยหนึ่งตัว
ภายใต้โหมดจังหวะของการดำเนินงานของวงจรเข้าใจโหมดซึ่งความต้านทานเป็นไปอย่างหมดจด เมื่อเทียบกับแหล่งจ่ายไฟวงจรจะทำงานในโหมดเรโซแนนซ์เป็นค่าความต้านทานที่ใช้งานอยู่ดังนั้นกระแสและแรงดันไฟฟ้าในส่วนที่ไม่มีการแบ่งส่วนจะเกิดขึ้นในเฟส กำลังปฏิกิริยาของวงจรเป็นศูนย์
มีสองโหมดหลักคือการสะท้อนของแรงดันไฟฟ้าและการสะท้อนของกระแส
ความเครียดจากเสียงสะท้อน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าวงจรไฟฟ้าด้วยวงจรชุดเมื่อกระแสไฟฟ้าในวงจรเกิดขึ้นพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิด
ขอให้เราหาสภาวะความเครียด resonance เพื่อให้กระแสของวงจรที่เกิดขึ้นในช่วงที่มีแรงดันไฟฟ้า reactance จะต้องเป็นศูนย์เนื่องจาก tg q = X / R.
ดังนั้นสภาวะของความเครียดคือ X = 0 หรือ X L = X C แต่ X L = 2nfL และ X C = 1 / (2nf C) โดยที่ f คือความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ เป็นผลให้คุณสามารถเขียน
2nf L = l / (2nf C)
การแก้สมการนี้ให้ f เราได้ f = = f o
ความถี่ของแหล่งกำเนิดจะเท่ากับความถี่ธรรมชาติของการสั่นของวงจร
นิพจน์เป็นสูตรของ Thomson ที่กำหนดการพึ่งพาความถี่การสั่นของเส้นตรงของเส้นตรง f o บนพารามิเตอร์ L และ C ควรจำได้ว่าถ้าตัวเก็บประจุของวงจรถูกเรียกเก็บจากแหล่งกำเนิด กระแสตรงแล้วปิดไปที่ขดลวดอุปนัยแล้วกระแสไฟฟ้าสลับของความถี่ f o จะปรากฏในวงจร เนื่องจากการสูญเสียการสั่นในวงจรจะลดลงและเวลาการทำให้หมาดขึ้นอยู่กับค่าของความเสียหายที่เกิดขึ้น
แผนภาพความเค้นสอดคล้องกับแผนภาพเวคเตอร์
บนพื้นฐานของแผนภาพนี้และกฎของโอห์มสำหรับโซ่กับ R, Lและ C เรากำหนดสัญญาณของความเครียด resonance:
a) ความต้านทานของวงจร Z = R น้อยและบริสุทธิ์
b) กระแสของวงจรจะเกิดขึ้นในช่วงที่มีแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดและถึงค่าสูงสุด
c) แรงดันไฟฟ้าทั่วขดลวดเหนี่ยวนำเท่ากับแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุและแต่ละตัวสามารถทำให้แรงดันไฟฟ้าเกินกว่าขั้วของวงจรได้หลายเท่า
ทางกายภาพนี้จะอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดที่เกิดขึ้นเฉพาะเพื่อให้ครอบคลุมการสูญเสียในวงจร แรงดันไฟฟ้าบนขดลวดและตัวเก็บประจุเนื่องจากพลังงานที่จัดเก็บอยู่ในตัวของพวกเขาซึ่งค่าที่มากขึ้นจะทำให้การสูญเสียของวงจรน้อยลง เชิงปริมาณปรากฏการณ์นี้เป็นลักษณะโดยปัจจัยคุณภาพของวงจร Q ซึ่งเป็นอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าทั่วขดลวดหรือตัวเก็บประจุกับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของวงจรที่สะท้อน:
Q = U L / U = U L / U R = I X L / (I R) = X L / R = X C / R
ที่เสียงสะท้อน X L = 2nf L = 2p
ค่า = Z B เรียกว่าความต้านทานลูป ด้วยวิธีนี้,
Q = Z B / R.
ความสามารถของวงจร oscillating เพื่อแยกกระแสของความถี่เรโซแนนซ์และการลดทอนกระแสของความถี่อื่น ๆ คือลักษณะของเส้น resonance curve
เส้นโค้งเรโซแนนซ์แสดงการพึ่งพาค่าปัจจุบันของกระแสในลูปกับความถี่ของแหล่งกำเนิดด้วยความถี่ธรรมชาติคงที่ของวงจร
การพึ่งพาอาศัยกันนี้กำหนดโดยกฎของโอห์มสำหรับห่วงโซ่กับ R, L และ C. แท้จริงแล้ว I = U / Z โดยที่ Z =
ภาพแสดงการพึ่งพาของ reactance X = X L - X C จากความถี่ของแหล่งที่มา ฉ
การวิเคราะห์กราฟและการแสดงออกนี้แสดงให้เห็นว่าที่ความถี่ต่ำและสูง reactance มีขนาดใหญ่และกระแสในวงจรมีขนาดเล็ก ที่ใกล้เคียงกับความถี่ f o, reactance มีขนาดเล็กและ loop current มีขนาดใหญ่ ในขณะเดียวกันปัจจัยด้านคุณภาพของวงจรจะมากขึ้น Qให้ความโค้งของการสะท้อนกลับของวงจร
การทำงานแบบเรโซแนนซ์ของวงจร กระแส resonance
กระแส resonance เรียกปรากฏการณ์ดังกล่าวในวงจรที่มีวงจรเรียงกระแสแบบขนานเมื่อกระแสในส่วนที่ไม่มีการแบ่งแยกของวงจรจะเกิดขึ้นพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิด
ภาพประกอบไดอะแกรมของวงจรเรียงกระแสแบบขนาน ความต้านทาน R ในสาขาอุปนัยเนื่องจากการสูญเสียความร้อนในความต้านทานที่ใช้งานของขดลวด ความสูญเสียในสาขา capacitive สามารถละเลย
ให้เราหาสภาวะเรโซแนนซ์ของกระแส ตามคำนิยามกระแสไฟฟ้าอยู่ในช่วงที่มีแรงดันไฟฟ้า U. ดังนั้นการนำไฟฟ้าของวงจรจะต้องทำงานได้หมดจดและค่าการนำไฟฟ้าที่เกิดปฏิกิริยาเท่ากับศูนย์เงื่อนไขของการสะท้อนของกระแสคือค่าการนำไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาของวงจรเป็นศูนย์
เพื่อหาสัญญาณของการสะท้อนปัจจุบันเราสร้างแผนผังเวกเตอร์
เพื่อให้เป็นปัจจุบัน ผม ในส่วนที่ไม่มีการแบ่งส่วนของห่วงโซ่สอดคล้องกันในช่วงที่มีแรงดันไฟฟ้าองค์ประกอบปฏิกิริยาของกระแสในสาขาอุปนัย ฉัน LP ควรเท่ากับโมดูโลปัจจุบันของสาขา capacitive ฉันซี. ส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันในสาขาอุปนัย ฉันลา เปิดออก เท่ากับปัจจุบัน แหล่งที่มา ผม.
ให้เรากำหนดสัญญาณของการสะท้อนของกระแส:
a) ความต้านทานของวงจร z k คือค่าสูงสุดและใช้งานได้อย่างหมดจด
b) กระแสในส่วนที่ไม่มีการแบ่งส่วนของวงจรจะเกิดขึ้นในช่วงที่มีแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดและถึงค่าที่น้อยที่สุด
c) ส่วนประกอบปฏิกิริยาของกระแสไฟฟ้าในขดลวดคือ ปัจจุบัน capacitive, และกระแสเหล่านี้สามารถมากเกินปัจจุบันของแหล่งที่มา
ทางกายภาพนี้จะอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่าสำหรับการสูญเสียขนาดเล็กในวงจร (สำหรับขนาดเล็ก R) แหล่งที่มาปัจจุบันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสูญเสียเหล่านี้เท่านั้น กระแสในวงจรเกิดจากการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างขดลวดและตัวเก็บประจุ ในกรณีที่เหมาะ (ห่วงโดยไม่มีการสูญเสีย) ไม่มีแหล่งที่มาปัจจุบัน
สรุปได้ว่าปรากฏการณ์ของเสียงสะท้อนปัจจุบันมีความซับซ้อนและหลากหลายกว่าปรากฏการณ์ของการสะท้อนความเครียด ในความเป็นจริงเฉพาะกรณีพิเศษของวิทยุ resonance เทคนิคได้พิจารณา
วงจรพื้นฐานของการเชื่อมต่อวงจรสามเฟส
แผนผังแผนภาพ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ในรูปที่ รูปแบบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสามเฟสที่ง่ายที่สุดจะแสดงด้วยความช่วยเหลือซึ่งง่ายต่อการอธิบายหลักการของการได้รับ emf แบบสามเฟส ในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอของแม่เหล็กคงที่สามเฟรมหมุนด้วยความเร็ว angular คงที่ w, displaced ในพื้นที่ด้วยความเคารพซึ่งกันและกันโดยมุมของ 120 °
เวลา t = 0 เฟรม ขวาน มันตั้งอยู่ในแนวนอนและ EMF เป็นที่เกิดในนั้น e A = E m sin nt .
EMF เดียวกันจะเกิดขึ้นในเฟรม ใน Yเมื่อหมุน 120 °และใช้ตำแหน่งของเฟรม ขวาน. ดังนั้นเมื่อ เสื้อ = 0 e B = E m sin (tt -120 °)
ในทำนองเดียวกันเราจะพบ EMF ในเฟรม CZ:
e C = E m บาป (tt - 240 o) = E m sin (tt + 120 °).
แผนภาพของเป้าหมายสามเฟสที่ไม่เกี่ยวข้อง
เพื่อที่จะช่วยขดลวด เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟส เชื่อมต่อกับดาวหรือรูปสามเหลี่ยม จำนวน การเชื่อมต่อสายไฟ จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปยังโหลดลดลงเป็นสามหรือสี่
คดเคี้ยวของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกันโดยดาว
บน วงจรไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสามเฟสมักจะแสดงในรูปแบบของขดลวดสามเส้นซึ่งอยู่ที่มุม 120 องศาต่อกันและกัน เมื่อการเชื่อมต่อดาว (รูป. 6.5) ปลายของขดลวดเหล่านี้จะรวมกันเพื่อจุดหนึ่งซึ่งเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจุดศูนย์และการแสดงลวดทุมเริ่มต้นที่กำหนดโดยตัวอักษร A, B, C.
คดเคี้ยวของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เชื่อมต่อด้วยรูปสามเหลี่ยม
(. รูปที่ 6.6) ในรูปสามเหลี่ยมปลายแรกของขดลวดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับจุดเริ่มต้นของปลายที่สองของสอง - จากจุดเริ่มต้นของสามสาม-end ที่มีจุดเริ่มต้นของคนแรก ไปยังจุด A, B, C เชื่อมต่อสายของสายเชื่อมต่อ
โปรดทราบว่าในกรณีที่ไม่มีของกระแสโหลดในขดลวดเช่นสารประกอบที่ขาดเป็นผลรวมเรขาคณิตของแรงเคลื่อนไฟฟ้า E A, E B และ E Cเท่ากับศูนย์
ความสัมพันธระหวางเฟสและกระแสเชิงเสนและแรงดันไฟฟา
ระบบการทำงานของขดลวดสามเฟสของแรงดันไฟฟ้าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในการดำเนินงานในระบบไฟฟ้าเป็นสมมาตรเสมอ: EMF เก็บรักษาไว้อย่างเคร่งครัดอย่างต่อเนื่องในความกว้างและขยับตัวอยู่ในช่วง 120 °
พิจารณาสมมาตรโหลด (รูปที่ 6.10) ซึ่ง
Z A = Z B = Z C = Z, และ A = ц B = ц C = ц.
เพื่อหนีบ A, B, C สายไฟสายไฟที่เหมาะสม - สายไฟเชิงเส้น
เราแนะนำสัญกรณ์: ฉัน L - กระแสไฟเชิงเส้นในสายไฟของสายไฟ I Ф - กระแสไฟฟ้า (เฟส) ของโหลด; U L - แรงดันไฟฟ้าระหว่างสายไฟ U F แรงดันเฟสที่เฟสโหลด
ในโครงการภายใต้การพิจารณาขั้นตอนและ กระแสเชิงเส้น เหมือนกัน: ฉัน L = I Ф , ความเครียด U AB, U BCและ U CA เป็นเส้นตรงและความเครียด U A, U B, U C - เฟส เพิ่มความเครียดเราพบ (รูป 6.10): U AB = U A - U B; U B C = U - U; U CA = U - U А.
เชื่อมต่อ Star load
แผนภาพเวกเตอร์ที่สมจริงสมการเหล่านี้ (รูปที่ 6.11) เราจะเริ่มต้นสร้างด้วยภาพของดาว แรงดันเฟส U A, U B, U C . จากนั้นเราจะสร้างเวกเตอร์ U AB - เป็นผลรวมทางเรขาคณิตของเวกเตอร์ U Aและ - U B, เวกเตอร์ U BC - เป็นผลรวมทางเรขาคณิตของเวกเตอร์ เอื้อ และ - Uc, เวกเตอร์ U CA - เป็นผลรวมทางเรขาคณิตของเวกเตอร์ U Cและ - U A
แผนภาพเวกเตอร์ความเครียดขั้วโลก
สำหรับความสมบูรณ์ของภาพแผนภาพเวกเตอร์ยังแสดงให้เห็นถึงพาหะของกระแสที่ล้าหลังมุม q จากพาหะของแรงดันไฟฟ้าเฟสที่สอดคล้องกัน (เราถือว่าภาระที่จะเป็นอุปนัย)
ในแผนภาพเวคเตอร์ที่สร้างขึ้นจุดเริ่มต้นของเวกเตอร์ทั้งหมดจะรวมกันที่จุดหนึ่ง (ขั้วโลก) ดังนั้นจึงเรียกว่า แถบขั้วโลก. ข้อดีหลักของแผนภาพเวกเตอร์ขั้วคือความชัดเจนของมัน
สมการที่เชื่อมต่อพาหะของแรงดันเชิงเส้นและเฟสจะได้รับความพึงพอใจด้วยแผนภาพเวกเตอร์ของรูปที่ 1 6.12 ซึ่งเรียกว่า ภูมิประเทศ. จะช่วยให้คุณสามารถค้นหาแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดใด ๆ ของวงจรที่แสดงในรูปที่ 6.10 ตัวอย่างเช่นในการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุด C และจุดซึ่ง bisects ต้านทานที่รวมอยู่ในเฟส B มันก็เพียงพอที่จะเชื่อมต่อจุดบนแผนภาพเวกเตอร์ของเวกเตอร์ C ที่มีตรงกลาง ub. ในแผนภาพเวกเตอร์ของแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการจะแสดงในเส้นประ
แผนภาพเวกเตอร์ความเครียดภูมิประเทศ
ที่ โหลดสมมาตร โมดูลัสของเวกเตอร์ของเฟส (และเส้น) มีความเค้นเท่ากับกัน จากนั้นแผนภาพภูมิประเทศสามารถแสดงได้ดังรูปที่ 6.13
แผนภาพเวคเตอร์ เฟสและแรงดันเชิงเส้นที่มีแรงสมมาตร
ละเว้นการตั้งฉาก OM เราพบจากสามเหลี่ยมมุมฉาก
U L /2 = = .
ในดาวสมมาตรเฟสและกระแสเชิงเส้นและแรงดันไฟฟ้ามีความสัมพันธ์กันโดยความสัมพันธ์
I l = I Ф; U L = U F.
วัตถุประสงค์ของหม้อแปลงและการประยุกต์ใช้ การจัดวางหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้าถูกออกแบบมาเพื่อแปลงกระแสไฟฟ้าสำรองของแรงดันไฟฟ้าหนึ่งแรงดันไฟฟ้าให้เป็นกระแสสลับของแรงดันไฟฟ้าอื่น แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เพิ่ม หม้อแปลงลด - ลด
Transformers ใช้ในสายส่งไฟฟ้าเทคโนโลยีการสื่อสารในระบบอัตโนมัติเทคโนโลยีการวัดและสาขาอื่น ๆ
หม้อแปลงไฟฟ้า เป็นวงจรแม่เหล็กปิดซึ่งมีขดลวดสองหรือหลายขดอยู่ ในหม้อแปลงไฟฟ้าความถี่สูงกำลังต่ำที่ใช้ในวงจรวิศวกรรมวิทยุสื่อแม่เหล็กสามารถเป็นสื่ออากาศได้
หลักการของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียว สัมประสิทธิ์การแปรรูป
การทำงานของหม้อแปลงจะขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันซึ่งเป็นผลมาจากกฎหมายของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า
ลองพิจารณาในรายละเอียดเพิ่มเติมสาระสำคัญของกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงของกระแสและแรงดันไฟฟ้า
แผนผังแผนภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียว
เมื่อเชื่อมต่อขดลวดหลักของหม้อแปลงไฟฟ้าเข้ากับสายไฟ AC, U 1 กระแสจะไหลผ่านขดลวด ฉัน 1(รูปที่ 7.5) ซึ่งจะสร้างสนามแม่เหล็กที่มีการไหลเวียนของสนามแม่เหล็กฟลักซ์จากสนามแม่เหล็ก ขดลวดทุติยภูมิ, เหนี่ยวนำให้มัน EMF E 2ซึ่งสามารถใช้ในการโหลดโหลด
ตั้งแต่ลวดประถมศึกษาและมัธยมศึกษาของหม้อแปลงเป็นเกลียวโดยเดียวกันแม่เหล็ก F แสดงออกเหนี่ยวนำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดสามารถเขียนเป็น: E 1 = 4.44 f w 1 Φ m. E 2 = 4.44 f w 2 F m.
ที่ไหน ฉ - ความถี่ของกระแสสลับ; w - จำนวนรอบของขดลวด
เราแบ่งแยกความเท่าเทียมกันออกจากกัน E 1 / E 2 = w 1 / w 2 = k
อัตราส่วนของจำนวนรอบของขดลวดของหม้อแปลงเรียกว่า สัมประสิทธิ์การแปรรูป k.
ดังนั้นอัตราส่วนการแปลงแสดงให้เห็นว่าค่า EMF ที่แท้จริงของขดลวดหลักและรองมีความสัมพันธ์กันอย่างไร ดังนั้นในช่วงเวลาใด ๆ อัตราส่วนของค่า EMF แบบชั่วคราวของขดลวดทุติยภูมิและประจุหลักเท่ากับอัตราส่วนการแปลง ไม่ยากที่จะเข้าใจว่าเป็นไปได้เฉพาะในกรณีที่เฟส EMF เกิดขึ้นพร้อมกับขดลวดหลักและสายรอง
ถ้าวงจรหม้อแปลงเปิด (โหมดไม่ได้ใช้งาน) ของขดลวดทุติยภูมิที่สถานีไฟฟ้าแรงเท่ากับ EMF คดเคี้ยว: U 2 = E 2 และแรงดันไฟฟ้าเป็นหลัก EMF สมดุลเกือบสมบูรณ์คดเคี้ยว U ≈ E 1 ดังนั้นเราจึงสามารถเขียนได้ k = E 1 / E 2 ≈ U 1 / U 2.
ดังนั้นอัตราการแปลงสามารถกำหนดได้จากการวัดแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตและเอาต์พุตของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ไม่มีการบรรจุ อัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าในขดลวดของหม้อแปลงที่ไม่มีการบรรจุจะแสดงไว้ในหนังสือเดินทาง
เนื่องจากหม้อแปลงไฟฟ้ามีประสิทธิภาพสูงเราสามารถสมมติได้ว่า S 1 ≈ S 2, ที่ไหน S 1= U 1 I 1 - กำลังที่ใช้จากเครือข่าย S 2 = U 2 I 2 - กำลังรับภาระ
ด้วยวิธีนี้, U 1 I 1 ≈ U 2 I 2จากที่ไหน U 1 / U 2 ≈ I 2 / I 1 = k .
อัตราส่วนของกระแสของขดลวดทุติยภูมิและประถมศึกษาเบื้องต้นมีค่าใกล้เคียงกับค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงดังนั้นกระแส ฉัน 2 จำนวนครั้งที่เพิ่มขึ้น (ลดลง) จำนวนครั้งที่ลดลง (เพิ่มขึ้น) U 2.
หม้อแปลงสามเฟส
ในสายไฟฟ้าสามเฟส หม้อแปลงไฟฟ้า. รูปลักษณ์ลักษณะการออกแบบและรูปแบบของส่วนประกอบหลักของหม้อแปลงนี้แสดงในรูป 7.2 วงจรแม่เหล็กของหม้อแปลงสามเฟสมีแท่งสามแท่งซึ่งแต่ละขดลวดทั้งสองขดลวดมีเฟสเดียว (รูปที่ 7.6)
ในการเชื่อมต่อหม้อแปลงกับสายไฟบนฝาถังมีอินพุทซึ่งเป็นพอร์ซเลนฉนวนภายในซึ่งผ่านแท่งทองแดง ปัจจัยการผลิตไฟฟ้าแรงสูงจะแสดงด้วยตัวอักษร A, B, C, อินพุตแรงดันไฟฟ้าต่ำ - ตัวอักษร a, b, c. การเข้า ศูนย์ลวด จะอยู่ทางด้านซ้ายของอินพุท และ และแสดงโดย O (รูปที่ 7.7)
หลักการของการทำงานและกระบวนการทางแม่เหล็กไฟฟ้าในหม้อแปลงสามเฟสมีความคล้ายคลึงกับที่ได้รับการพิจารณาก่อนหน้านี้ คุณลักษณะของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสคือการพึ่งพาค่าสัมประสิทธิ์การแปลงแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นเมื่อเชื่อมต่อขดลวด
ส่วนใหญ่ใช้สามวิธีในการเชื่อมต่อขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส: 1) การเชื่อมต่อขดลวดหลักและสายรองกับดาว (รูป 7.8, a); 2) การเชื่อมต่อของขดลวดหลักกับดาว, รองโดยรูปสามเหลี่ยม (รูปที่ 7.8, b); 3) การเชื่อมต่อของขดลวดหลักกับรูปสามเหลี่ยม, ขดลวดรองกับดาว (รูปที่ 7.8, c)
วิธีการต่อขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส
ให้เราแสดงอัตราส่วนของจำนวนรอบของขดลวดหนึ่งเฟสตามตัวอักษร kซึ่งสอดคล้องกับอัตราการแปลงของหม้อแปลงเฟสเดียวและสามารถแสดงได้ผ่านอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าเฟส: k = w 1 / w 2 ≈ U ф1 / U ф2.
เราแสดงถึงค่าสัมประสิทธิ์ของการแปลงความเค้นเชิงเส้นโดยใช้ตัวอักษร ด้วย.
เมื่อขดลวดเชื่อมต่อตามรูปดาว - ดาว c = U л1 / U л2 = U ф1 / ( U φ2) = k
เมื่อเชื่อมต่อขดลวดในวงจรดาว - เดลต้า c = U л1 / U л2 = U ф1 / U ф2 = k
เมื่อเชื่อมต่อขดลวดตามโครงการ ดาว treugolnik- c = U л1 / U л2 = U ф1 U ф2 = k .
ดังนั้นด้วยจำนวนขดลวดที่เท่ากันของขดลวดหม้อแปลงจึงสามารถคูณหรือลดอัตราการแปลงได้โดยการเลือกรูปแบบการเชื่อมต่อขดลวดที่เหมาะสม
เครื่องแปรสภาพอัตโนมัติและเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า
Schematic แผนภาพของ autotransformer
autotransformer ส่วนหนึ่งของการหมุนของขดลวดหลักที่ใช้เป็นขดลวดรองดังนั้นนอกเหนือจากการมีเพศสัมพันธ์แม่เหล็กมีการเชื่อมต่อไฟฟ้าระหว่างวงจรหลักและทุติยภูมิ ดังนั้นพลังงานจากวงจรหลักไปยังวงจรทุติยภูมิจะถูกส่งผ่านทั้งสองโดยการไหลของฟลักซ์แม่เหล็กตามวงจรแม่เหล็กและโดยตรงผ่านสายไฟ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าหม้อแปลงสูตรนำไปใช้กับขดลวดของ autotransformer ที่เช่นเดียวกับขดลวดของอัตราการเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลง autotransformer ที่จะแสดงโดยความสัมพันธ์ที่รู้จักกัน k = w 1 / w 2 = E 1 / E 2 ≈ U ф1 / U ф2≈ I 2 / I 1.
เนื่องจากการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของขดลวดผ่านส่วนหนึ่งของการหมุนที่อยู่ในเวลาเดียวกันกับวงจรหลักและทุติยภูมิกระแสจึงผ่านไป ฉัน 1และ ฉัน 2ซึ่งตรงข้ามและมีค่าสัมประสิทธิ์การแปรผันเล็ก ๆ น้อย ๆ แตกต่างกันเล็กน้อย ดังนั้นความแตกต่างของพวกเขามีขนาดเล็กและคดเคี้ยว w 2 สามารถทำจากลวดบาง ๆ
ดังนั้นเมื่อ k = 0.5 ... 2 จำนวนเงินที่สำคัญของทองแดงจะถูกบันทึกไว้ ด้วยอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงที่มากกว่าหรือน้อยกว่าข้อดีของ autotransformer นี้จะหายไปเนื่องจากส่วนของขดลวดที่ไหลผ่านเคาน์เตอร์ ฉัน 1และ ฉัน 2ลดลงหลายรอบและความแตกต่างของกระแสเพิ่มขึ้น
การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของวงจรหลักและทุติยภูมิจะเพิ่มความเสี่ยงในการทำงานของอุปกรณ์เนื่องจากในกรณีที่มีการสลายตัวของฉนวนในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-down ผู้ประกอบการอาจอยู่ภายใต้ แรงดันไฟฟ้าสูง ห่วงโซ่หลัก
Autotransformers ใช้ในการเริ่มต้นมอเตอร์ AC ที่มีประสิทธิภาพ, ควบคุมแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายแสงสว่างเช่นเดียวกับในกรณีอื่น ๆ ซึ่งจำเป็นต้องควบคุมแรงดันไฟฟ้าภายในช่วงเล็ก ๆ
หม้อแปลงวัดแรงดันและกระแสไฟฟ้า พวกเขาใช้สำหรับการรวมเครื่องมือวัด, การควบคุมอัตโนมัติและอุปกรณ์ป้องกันในวงจรไฟฟ้าแรงสูง พวกเขาช่วยลดขนาดและน้ำหนักของอุปกรณ์วัดเพื่อเพิ่มความปลอดภัยของบุคลากรในการบำรุงรักษาเพื่อขยายขอบเขตการวัดของอุปกรณ์ AC
เครื่องวัดแรงดันไฟฟ้า transformers ใช้สำหรับการรวมโวลต์มิเตอร์และขดลวดแรงดันของเครื่องมือวัด (รูปที่ 7.10) เนื่องจากขดลวดเหล่านี้มีความต้านทานสูงและใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยจึงสามารถสันนิษฐานได้ว่าหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าทำงานที่ไม่ได้ใช้งาน
โครงการรวมและ การกำหนดแบบเดิม หม้อแปลงวัด
การวัดหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า ใช้เพื่อเปิด ammeters และขดลวดปัจจุบันของเครื่องมือวัด (รูปที่ 7.11) ขดลวดเหล่านี้มีความต้านทานน้อยมากดังนั้นหม้อแปลงกระแสจึงใช้งานได้จริงในโหมดลัดวงจร
โครงร่างของการรวมและการอ้างอิงของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าวัด
ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดในวงจรแม่เหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าจะมีค่าเท่ากับความแตกต่างของฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดหลักและสายรอง ภายใต้สภาวะการทำงานปกติของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าจะมีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามเมื่อมีการเปิดวงจรขดลวดทุติยภูมิจะมีเฉพาะฟลักซ์แม่เหล็กของขดลวดหลักที่อยู่ในแกนซึ่งมีความแตกต่างอย่างมากกับฟลักซ์แม่เหล็ก สูญเสียในแกนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหม้อแปลงจะร้อนมากเกินไปและล้มเหลว นอกจากนี้ EMF ขนาดใหญ่จะปรากฏที่ปลายของวงจรรองที่เสียหายซึ่งเป็นอันตรายต่อการทำงานของผู้ให้บริการ ดังนั้นหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงจึงไม่สามารถเชื่อมต่อกับสายโดยไม่ต้องเชื่อมต่อ อุปกรณ์วัด. เพื่อเพิ่มความปลอดภัยให้กับบุคลากรในการบํารุงรักษา
หลักการของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส ความเร็วการลื่นและความเร็วในการหมุนของใบพัด
หลักการของมอเตอร์อะซิงโครนัสจะขึ้นอยู่กับการใช้สนามแม่เหล็กหมุนและกฎพื้นฐานของวิศวกรรมไฟฟ้า
เมื่อเครื่องยนต์เปิดอยู่ สามเฟสปัจจุบัน ใน stator สนามแม่เหล็กหมุนจะเกิดขึ้นสายแรงซึ่งตัดแกนหรือขดลวดของขดลวดโรเตอร์ ดังนั้นตามกฎหมายของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดโรเตอร์ EMF สัดส่วนกับเส้นแรงข้ามความถี่ ภายใต้การกระทำของเหนี่ยวนำ EMF ในโรเตอร์สั้นลู่กระแสที่มีนัยสำคัญเกิดขึ้น
ตามกฎหมายของแอมแปร์กับตัวนำในปัจจุบันตั้งอยู่ในสนามแม่เหล็กผลิตกองกำลังเครื่องจักรกลที่มีแนวโน้มที่หลักการ Lentz กำจัดสาเหตุเหนี่ยวนำในปัจจุบันกล่าวคือ ข้ามก้านของโรเตอร์โรลเลอร์โดยสายไฟของสนามหมุน ดังนั้นความแข็งแรงเชิงกลที่จะก่อให้เกิดการหมุนของใบพัดในทิศทางการหมุนของสนามลดเส้นสนามแม่เหล็กข้ามแท่งความเร็วของใบพัดที่คดเคี้ยว
บรรลุการหมุนของความถี่สนามในโรเตอร์ที่เกิดขึ้นจริงไม่สามารถแล้วเพราะแท่งคดเคี้ยวจะได้รับการแก้ไขเมื่อเทียบกับเส้นสนามแม่เหล็กและเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสในขดลวดโรเตอร์จะหายไป ดังนั้นโรเตอร์หมุนไปที่ความถี่ต่ำกว่าความถี่การหมุนของสนามนั่นคือจะไม่ได้รับการซิงโครไนซ์กับฟิลด์หรือไม่พร้อมกัน
หากแรงที่ยับยั้งการหมุนของใบพัดมีขนาดเล็กโรเตอร์จะมีความถี่ใกล้เคียงกับความถี่ของการหมุนของสนาม
เมื่อภาระทางกลบนเพลามอเตอร์เพิ่มขึ้นความเร็วของโรเตอร์ลดลงกระแสของขดลวดโรเตอร์เพิ่มขึ้นซึ่งจะเพิ่มแรงบิดของมอเตอร์ เมื่อความเร็วรอบหมุนของโรเตอร์มีการสร้างสมดุลระหว่างแรงบิดและแรงบิดของแรงบิด
เราแสดงด้วย n 2 ความเร็วโรเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ ผลการวิจัยพบว่า n 2< n 1 .
ความถี่ของการหมุนของสนามแม่เหล็กสัมพันธ์กับโรเตอร์เช่น ข้อแตกต่าง n 1 ถึง n 2,เรียกว่า ลื่น. โดยปกติสลิปจะแสดงเป็นเศษส่วนของความถี่การหมุนของสนามและแสดงด้วยตัวอักษร s: s = (n 1 - n 2) / n 1ใบขึ้นอยู่กับโหลดของเครื่องยนต์ ที่ โหลดสูงสุด มีค่าประมาณ 0.05 สำหรับเครื่องที่ใช้พลังงานต่ำและประมาณ 0.02 สำหรับเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพ จากสมการสุดท้ายเราพบว่า n 2 = (l - s) n 1 . หลังจากการเปลี่ยนแปลงเราได้รับการแสดงออกสำหรับความเร็วของเครื่องยนต์ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับเหตุผลต่อไปนี้: n 2 = (l - s)
เนื่องจากใบมีขนาดเล็กระหว่างการใช้งานปกติความเร็วของเครื่องยนต์แตกต่างจากความถี่การหมุนของสนามเพียงเล็กน้อย
ในทางปฏิบัติลื่นมักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์: b = 100
สำหรับมอเตอร์ส่วนใหญ่แบบอะซิงโครนัสใบมีค่าแตกต่างกันไปตั้งแต่ 2 ถึง 5%
ใบเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเครื่องยนต์ ผ่านมันจะแสดง EMF และโรเตอร์ปัจจุบันแรงบิดความเร็วโรเตอร์
กับใบพัดนิ่ง ( n 2= 0) s = l. ใบนี้มาจากเครื่องยนต์เมื่อเริ่มต้น
ตามที่ระบุไว้ใบขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของการโหลดบนเพลามอเตอร์; ดังนั้นความเร็วของโรเตอร์ยังขึ้นอยู่กับแรงบิดเบรคบนเพลา ค่าที่กำหนด ความเร็วโรเตอร์ n 2, สอดคล้องกับค่าที่คำนวณได้ของโหลดความถี่และแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายจะแสดงบนแผงโรงงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ
เครื่องอะซิงโครนัสเช่นเครื่องจักรไฟฟ้าอื่น ๆ สามารถย้อนกลับได้ ที่ 0 < s < l เครื่องทำงานในโหมดเครื่องยนต์ความเร็วของโรเตอร์ n 2 มีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับความถี่ในการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ n 1. แต่ถ้าเครื่องยนต์ภายนอกหมุนโรเตอร์ไปยังความเร็วที่มากกว่าความถี่ synchronous: n 2\u003e n 1เครื่องจะเปลี่ยนไปใช้โหมดการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ในกรณีนี้ใบจะเป็นค่าลบและพลังงานเชิงกลของมอเตอร์จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสไม่สามารถใช้งานได้จริง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส มอเตอร์แบบซิงโครนัส
โรเตอร์ของเครื่องซิงโครนัสหมุนพร้อมกันกับสนามแม่เหล็กหมุน (เพราะฉะนั้นชื่อของพวกเขา) เนื่องจากความเร็วในการหมุนของใบพัดและสนามแม่เหล็กเหมือนกันไม่มีกระแสเหนี่ยวนำกระแสในขดลวดโรเตอร์ ดังนั้นขดลวดโรเตอร์จึงถูกขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายกระแสไฟคงที่
อุปกรณ์สเตเตอร์ของเครื่องซิงโครนัส (รูป 8.22) แทบไม่ต่างจากอุปกรณ์สเตเตอร์ของเครื่องอะซิงโครนัส ร่อง Stator ถูกวางไว้ คดเคี้ยวสามเฟส, ปลายที่มีการส่งออกไปยังบอร์ดเทอร์มินัล ในบางกรณีโรเตอร์จะทำในรูปของแม่เหล็กถาวร
มุมมองทั่วไปของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส
โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสสามารถทำขั้วโลกอย่างชัดเจน (รูป 8.23) และขั้วที่ไม่ใช่ขั้ว (รูปภาพ 8.24) ในกรณีแรกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสจะเปิดใช้งานโดยกังหันที่เคลื่อนที่ช้าๆของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำในกังหันไอน้ำหรือกังหันแก๊สของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่สอง
มุมมองทั่วไปของโรเตอร์ขั้วโลกที่ไม่ใช่ขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส
มุมมองทั่วไปของโรเตอร์ขั้วโลกที่ไม่ใช่ขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส
กำลังหมุนไปยังขดลวดของโรเตอร์ถูกป้อนผ่านหน้าสัมผัสที่เลื่อนประกอบด้วยแหวนทองแดงและแปรงกราไฟท์ เมื่อโรเตอร์หมุนไปสนามแม่เหล็กจะตัดขดลวดของขดลวดสเตเตอร์ทำให้เกิด EMF ในตัวมัน เพื่อให้ได้รูปร่างรูปคลื่นไซน์ของ EMF การกวาดล้างระหว่างพื้นผิวใบพัดและสเตียร์จะเพิ่มขึ้นจากจุดศูนย์กลางของชิ้นส่วนขั้วไปที่ขอบ (รูปที่ 8.25)
รูปร่างของช่องว่างอากาศและการกระจายของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กตามพื้นผิวของโรเตอร์ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส
ความถี่ของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (แรงดันไฟฟ้ากระแส) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส f = p n /60,
ที่ไหน r - จำนวนคู่ของขั้วของโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า