กระแสสลับคือกระแสที่มีความแรงและทิศทางเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ เมื่อเวลาผ่านไป ใช้ในเทคโนโลยี กระแสสลับแตกต่างกันไปตามไซนัสอยด์ การผลิตไฟฟ้ากระแสสลับขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ในรูป 161 แผนผังแสดงการผลิตกระแสสลับไซน์ซอยด์ ทางด้านซ้ายในแผนภาพ กแสดงให้เห็น: ขั้วของแม่เหล็ก (N เหนือและ S ใต้) โดยมีวงกลมอยู่ในตำแหน่งต่าง ๆ ของตัวนำในสนามแม่เหล็ก ในกรณีนี้ เครื่องหมายบวก (+) บ่งชี้ว่าในตำแหน่งนี้ กระแสไหลจากเราเลยระนาบการวาด และจุด (.) บ่งชี้ว่ากระแสไหลจากระนาบการวาดมาหาเรา

ในแผนภาพ รูปที่. 161, ขแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงความแรงและทิศทางของกระแสตามวงจรภายนอกของตัวนำปิดในระหว่างการหมุนครบหนึ่งรอบระหว่างขั้วของแม่เหล็ก แกนนอนของกราฟแสดงถึงเวลา และแกนตั้งแสดงถึงค่าปัจจุบัน ดังต่อไปนี้จากเส้นโค้งกราฟซึ่งเป็นคลื่นไซน์ในการหมุนเต็มหนึ่งครั้งขึ้นอยู่กับมุมที่ตัวนำตัดกับเส้นแรงแม่เหล็กค่าปัจจุบันจะเปลี่ยนจากศูนย์เป็นสูงสุดและในเครื่องหมาย - จากบวกเป็นลบ .

เครื่องจักรที่ใช้ผลิตไฟฟ้ากระแสสลับเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งมีหลักการทำงานที่สามารถเข้าใจได้ดังต่อไปนี้

หากคุณสร้างตัวนำในรูปของขดลวด ให้วางไว้ระหว่างเสา (รูปที่ 161, วี)และหมุนตามเข็มนาฬิกา จากนั้น e จะถูกเหนี่ยวนำให้อยู่ในนั้น e. กำกับเมื่อมันหมุนใต้ขั้วโลกเหนือห่างจากเรา และเมื่อมันหมุนใต้ขั้วโลกใต้ - มาหาเรา เนื่องจากด้านข้างของขดลวดสลับกันเคลื่อนที่ใต้ขั้วเหนือ จากนั้นใต้ทิศใต้และในเวลาเดียวกันก็ตัดเส้นแรงแม่เหล็กที่มุมต่างกัน เช่น จ. เกิดการเลี้ยวเบน มูลค่าและทิศทางจะเปลี่ยนไป โดยการเชื่อมต่อปลายของขดลวดเข้ากับวงแหวนหน้าสัมผัสสองอัน ซึ่งแยกออกจากกันและจากเพลา และวางแปรงคงที่ที่เชื่อมต่อกับวงจรภายนอกบนวงแหวน เราจะได้ตัวแปร e d.s และกระแสสลับจะไหลในวงจรภายนอก

กระแสสลับมีลักษณะเป็นปริมาณต่อไปนี้: คาบ, ความถี่, แอมพลิจูด

ช่วงเวลานี้เข้าใจว่าเป็นช่วงเวลาที่เกิดวงจรการเปลี่ยนแปลงมูลค่าและทิศทางในปัจจุบันโดยสมบูรณ์ แต่ละงวดปัจจุบันที่ตามมาเป็นการซ้ำของงวดก่อนหน้า ระยะเวลาจะถูกระบุด้วยตัวอักษร ต(ดูรูปที่ 161, ข)และบางครั้งไม่ได้แสดงตามเวลา แต่เป็นหน่วยองศา

ความถี่คือจำนวนรอบของการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันในช่วงเวลาหนึ่ง (ช่วง 1 วินาที) ความถี่เป็นส่วนกลับของคาบ แสดงด้วยตัวอักษร f เช่น f = 1/T เฮิรตซ์ (Hz) ถือเป็นหน่วยวัดความถี่ ในสหภาพโซเวียต ความถี่กระแสสลับคือ 50 Hz

แอมพลิจูดเป็นค่าปัจจุบันที่ใหญ่ที่สุดที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง ดังต่อไปนี้จากรูป 161, ขในช่วงเวลาหนึ่ง กระแสสลับจะถึงค่าแอมพลิจูดสองเท่า

กฎของกระแสตรงใช้กับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับเฉพาะในกรณีที่วงจรเหล่านี้ประกอบด้วยความต้านทานแบบแอกทีฟเนื่องจากการใช้หลอดไส้และรีโอสแตต อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี วงจรไฟฟ้ากระแสสลับนอกเหนือจากความต้านทานแบบแอกทีฟแล้ว ยังประกอบด้วยขดลวดเหนี่ยวนำตัวเอง ขดลวดมอเตอร์ไฟฟ้า ตัวเก็บประจุ และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่จะเข้าสู่วงจรที่เรียกว่า "รีแอกแตนซ์ที่ส่งผลต่อกระแสในไฟฟ้ากระแสสลับ วงจรซึ่งเป็นผลมาจากกฎของโอห์มในรูปแบบที่ใช้กับวงจรไฟฟ้ากระแสตรงไม่สามารถใช้กับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับได้

ในการค้นหากระแสไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับแบบไม่แยกส่วนคุณจำเป็นต้องคำนวณความต้านทานรวมของวงจรโดยคำนึงถึงตัวต้านทานทั้งหมดที่รวมอยู่ในนั้น โดยทั่วไปหากมีวงจรแอคทีฟอยู่ในวงจร อาร์อุปนัย เอ็กแอลและความจุ เอ็กซ์ สความต้านทานรวมของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับถูกกำหนดโดยสูตร

จากนั้นค่าประสิทธิผลของกระแสในค่ากระแสสลับที่มีตัวต้านทานต่ออนุกรม อาร์ ,เอ็กซ์ แอลและ เอ็กซ์ สที่แรงดันไฟฟ้าที่ทราบ ยูจะถูกกำหนดโดยสูตร

ฉัน = U/Z

สูตรนี้มีความหมายเหมือนกับกฎของโอห์มสำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสตรง หากคุณต่อแอมป์มิเตอร์เข้ากับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ก็จะแสดงค่านั้น น้อยกว่ากระแสแอมพลิจูด 1.4 เท่า ค่าปัจจุบันนี้เรียกว่าค่าประสิทธิผลหรือประสิทธิผลของกระแสสลับ สำหรับกระแสสลับไซน์ซอยด์ ค่าแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ ยูและ แรงเคลื่อนไฟฟ้า อีจะน้อยกว่าค่าแอมพลิจูดของมันถึง 1.4 เท่า เครื่องมือวัดรวมอยู่ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับแสดงค่าประสิทธิผลของปริมาณที่วัดได้

ในบางกรณีไม่จำเป็นต้องรู้ถึงประสิทธิภาพ แต่ค่าเฉลี่ยของกระแสสลับซึ่งตามการทดลองและการคำนวณแสดงจะเท่ากับค่าแอมพลิจูดคูณด้วย 0.637

ถ้าทรงกระบอกถูกหมุนระหว่างขั้วซึ่งไม่มีขดลวดเพียงอันเดียว แต่มีสามขดลวด แต่ละขดลวดจะเลื่อนสัมพันธ์กับขดลวดอื่นๆ เป็นมุม 120 e จากนั้นจะเกิดการเหนี่ยวนำเช่น d.s. ถึงค่าแอมพลิจูดไม่ในเวลาเดียวกัน แต่จะต่างกันเป็นระยะ 1/3 ของช่วงเวลา (120°) ดังแสดงในรูป 162.

ในรูป 162 ทางด้านซ้ายแสดงแม่เหล็กที่มีขั้วและทรงกระบอกหมุนระหว่างขดลวด 1 2 และ 3, เลื่อนสัมพันธ์กัน 120° และทางด้านขวาคือกราฟของไซนัสอยด์ของการเปลี่ยนแปลงใน e d.s. กระแสในขดลวดเหล่านี้ ดังต่อไปนี้จากกราฟ ไซนัสอยด์จะเลื่อนสัมพันธ์กันด้วยมุมที่แน่นอน φ (รูปที่ 162) เรียกว่าเฟส เมื่อหมุนแต่ละขดลวด (คอยล์) จะเป็นแหล่งอิสระของกระแสสลับเฟสเดียว

กระแสไฟสามเฟสคือการรวมกันของกระแสสลับสามกระแสที่มีความถี่เดียวกันโดยเลื่อนไป 1/3 ของช่วงเวลา (120 ") กระแสไฟฟ้าสามเฟสผลิต เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสกระแสสลับซึ่งขดลวดเชื่อมต่อเป็นรูปดาวหรือสามเหลี่ยม (รูปที่ 163)

เมื่อเชื่อมต่อกันด้วยดาว (รูปที่ 163, ก)ปลายเริ่มต้นของขดลวดเฟสทั้งหมดไปที่วงจรภายนอกส่วนปลายที่สองของขดลวดเชื่อมต่อถึงกัน ผู้ใช้บริการสามารถเชื่อมต่อระหว่างสายไฟเชิงเส้นคู่ใดก็ได้ หรือระหว่างสายไฟเชิงเส้นกับสายไฟที่เป็นกลาง เมื่อเชื่อมต่อกันด้วยรูปสามเหลี่ยม (รูปที่ 163, ข)จุดสิ้นสุดของขดลวดเฟสแรกเชื่อมต่อกับจุดเริ่มต้นของวินาที จุดสิ้นสุดของวินาทีถึงจุดเริ่มต้นของสาม จุดสิ้นสุดของสามถึงจุดเริ่มต้นของครั้งแรก

แรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเฟสเรียกว่าแรงดันเฟสและถูกกำหนดไว้ อัพแรงดันไฟฟ้าระหว่างปลายเฟสหรือสายไฟเรียกว่าแรงดันเชิงเส้นและถูกกำหนดให้เป็น Ul ดังนั้นความแรงของกระแสจึงเรียกว่าเฟส ถ้าหรือเชิงเส้น ฉัน l -

เมื่อเชื่อมต่อเฟสเครื่องกำเนิดหรือตัวรับกับสตาร์ เส้นปัจจุบันเท่ากับเฟส และ แรงดันไฟฟ้าของสายเพิ่มขึ้น 1.73 เท่า แรงดันเฟส- เมื่อเชื่อมต่อด้วยรูปสามเหลี่ยม แรงดันไฟฟ้าของสายจะเท่ากับแรงดันเฟส และกระแสไฟในสายจะมากกว่ากระแสเฟส 1.73 เท่า

คำถามควบคุม:

1. วัตถุชนิดใดที่เรียกว่าแม่เหล็ก และคุณสมบัติทางแม่เหล็กของพวกมันแสดงออกมาอย่างไร?

2. คุณจะกำหนดทิศทางของสนามแม่เหล็กและเส้นแรงที่เกิดขึ้นรอบตัวนำด้วยกระแสไฟฟ้าได้อย่างไร?

3. อะไรคือสิ่งที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ฟลักซ์แม่เหล็ก และวงจรแม่เหล็ก?

4. สาระสำคัญของอุปกรณ์และการทำงานของแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

5. ปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันเป็นอย่างไร สนามแม่เหล็กและตัวนำกระแสไฟไหลผ่าน?

6. คุณเข้าใจอะไรเกี่ยวกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า การเหนี่ยวนำตัวเอง และการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน?

7. คุณเข้าใจอะไรเกี่ยวกับกระแสสลับและหลักการผลิตของมันคืออะไร?

8. ปริมาณใดที่แสดงถึงลักษณะของกระแสสลับไซน์ซอยด์?

9. กระแสใดเรียกว่าสามเฟสและหลักการผลิตคืออะไร?

กระแสสลับคือกระแสที่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดและทิศทางซ้ำเป็นระยะๆ ในช่วงเวลาเท่ากัน T

ในด้านการผลิต การส่ง และการจัดจำหน่าย พลังงานไฟฟ้ากระแสสลับมีข้อดีสองประการหลักเมื่อเปรียบเทียบกับกระแสตรง:

1) ความสามารถ (การใช้หม้อแปลงไฟฟ้า) ในการเพิ่มและลดแรงดันไฟฟ้าอย่างง่ายดายและประหยัด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการส่งพลังงานในระยะทางไกล

2) ความเรียบง่ายที่มากขึ้นของอุปกรณ์มอเตอร์ไฟฟ้าและทำให้ต้นทุนลดลง

ค่าของปริมาณตัวแปร (กระแส, แรงดัน, แรงเคลื่อนไฟฟ้า) ในเวลาใดๆ จะถูกเรียก t มูลค่าทันที และเขียนแทนด้วยตัวอักษรพิมพ์เล็ก (ปัจจุบัน i, แรงดันไฟฟ้า u, แรงเคลื่อนไฟฟ้า - e)

ค่าที่ใหญ่ที่สุดในทันทีของการเปลี่ยนแปลงกระแสแรงดันไฟฟ้าหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าเป็นระยะเรียกว่า ขีดสุด หรือ แอมพลิจูด ค่าและกำหนดด้วยอักษรตัวใหญ่ด้วยดัชนี "m" (I m, U m)

ช่วงเวลาที่สั้นที่สุดหลังจากนั้นเรียกว่าค่าทันทีของปริมาณตัวแปร (กระแส, แรงดัน, แรงเคลื่อนไฟฟ้า) ในลำดับเดียวกัน ระยะเวลา T และผลรวมของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระหว่างงวดคือ วงจร

ส่วนกลับของช่วงเวลาเรียกว่าความถี่และเขียนแทนด้วยตัวอักษร f

เหล่านั้น. ความถี่ – จำนวนช่วงเวลาต่อ 1 วินาที

หน่วยความถี่ 1/วินาที - เรียกว่า เฮิรตซ์ (เฮิร์ตซ์) หน่วยความถี่ที่ใหญ่กว่าคือกิโลเฮิรตซ์ (kHz) และเมกะเฮิรตซ์ (MHz)

การได้รับกระแสสลับไซน์ซอยด์

ในเทคโนโลยีจะหากระแสสลับและแรงดันไฟฟ้าตามกฎงวดที่ง่ายที่สุด - ไซน์ซอยด์ เนื่องจากไซน์ซอยด์เป็นฟังก์ชันคาบเดียวที่มีอนุพันธ์คล้ายกับตัวมันเองซึ่งเป็นผลมาจากการเชื่อมโยงทั้งหมด วงจรไฟฟ้ารูปร่างของเส้นโค้งแรงดันและกระแสจะเหมือนกัน ซึ่งทำให้การคำนวณง่ายขึ้นอย่างมาก

หากต้องการรับกระแสความถี่อุตสาหกรรม ให้ใช้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งการดำเนินการเป็นไปตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเมื่อวงจรปิดเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในนั้น

แผนภาพวงจรของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับอย่างง่าย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับกำลังสูงที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้า 3-15 kV ทำด้วยขดลวดที่อยู่นิ่งบนสเตเตอร์ของเครื่องจักรและโรเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าแบบหมุน ด้วยการออกแบบนี้ทำให้ง่ายต่อการป้องกันสายไฟของขดลวดคงที่และง่ายกว่าในการเปลี่ยนกระแสไปยังวงจรภายนอก

การปฏิวัติโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสองขั้วหนึ่งครั้งสอดคล้องกับช่วงเวลาหนึ่งของการสลับ EMF ที่เกิดจากการม้วน

หากโรเตอร์ทำการปฏิวัติ n รอบต่อนาที แสดงว่าความถี่ของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

.

เพราะ ในกรณีนี้คือความเร็วเชิงมุมของเครื่องกำเนิด

จากนั้นระหว่างมันกับความถี่ที่เกิดจาก EMF จะมีความสัมพันธ์กัน

.

เฟส. การเปลี่ยนเฟส

สมมติว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีการหมุนสองรอบที่เหมือนกันที่กระดองซึ่งเลื่อนไปในอวกาศ เมื่อกระดองหมุน EMF ที่มีความถี่เท่ากันและมีแอมพลิจูดเท่ากันจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดการหมุน เนื่องจาก ขดลวดหมุนด้วยความเร็วเท่ากันในสนามแม่เหล็กเดียวกัน แต่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของการหมุนในอวกาศ EMF จึงไม่สามารถเข้าถึงสัญญาณแอมพลิจูดพร้อมกันได้

หาก ณ เวลาเริ่มต้นของการนับ (t=0) เทิร์น 1 อยู่ในมุมที่สัมพันธ์กับระนาบที่เป็นกลาง

และเทิร์นที่ 2 อยู่ในมุม

- จากนั้น EMF จะเหนี่ยวนำให้เกิดในเทิร์นแรก:

และในวินาที:

เมื่อถึงเวลานับถอยหลัง:

มุมไฟฟ้า และ เรียกว่าการกำหนดค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าในช่วงเวลาเริ่มต้น ระยะเริ่มต้น

เรียกว่าความแตกต่างในระยะเริ่มต้นของปริมาณไซน์ซอยด์สองปริมาณที่มีความถี่เท่ากัน มุมเฟส .

ปริมาณที่ค่าศูนย์ (หลังจากนั้นใช้กับค่าบวก) หรือค่าแอมพลิจูดที่เป็นบวกจะได้รับเร็วกว่าค่าอื่นที่ถือว่า ขั้นสูงในเฟส และสิ่งที่ได้รับค่าเดียวกันในภายหลัง - ล้าหลังในเฟส

ถ้าปริมาณไซน์ซอยด์สองปริมาณถึงแอมพลิจูดและค่าศูนย์พร้อมกัน ก็จะกล่าวว่าปริมาณดังกล่าวเป็น ในเฟส - หากมุมการเปลี่ยนเฟสของปริมาณไซน์ซอยด์คือ 180 0

แล้วพวกเขาก็บอกว่าจะเปลี่ยนเข้ามา แอนติเฟส

>> ตัวแปร ไฟฟ้า

§ 31 กระแสไฟฟ้าสลับ

การสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้าอิสระในวงจรจะจางหายไปอย่างรวดเร็วดังนั้นจึงไม่ได้ใช้งานจริง ในทางตรงกันข้าม การสั่นแบบบังคับที่ไม่มีการหน่วงมีความสำคัญอย่างยิ่งในทางปฏิบัติ

กระแสสลับในเครือข่ายแสงสว่างของอพาร์ทเมนต์ที่ใช้ในโรงงานและโรงงาน ฯลฯ ไม่มีอะไรมากไปกว่าการบังคับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสและแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงตามเวลาตามกฎฮาร์มอนิก

ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าสามารถตรวจจับได้ง่ายโดยใช้ออสซิลโลสโคป หากแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟหลักถูกจ่ายให้กับแผ่นโก่งแนวตั้งของออสซิลโลสโคป ฐานเวลาบนหน้าจอจะเป็นไซนัสอยด์ (รูปที่ 4.8) เมื่อทราบความเร็วของลำแสงที่เคลื่อนที่ผ่านตะแกรงในทิศทางแนวนอน (กำหนดโดยความถี่ของแรงดันฟันเลื่อย) เราสามารถคำนวณความถี่การสั่นได้ ความถี่ของกระแสสลับคือจำนวนการสั่นใน 1 วินาที

ความถี่ไฟฟ้ากระแสสลับมาตรฐานอุตสาหกรรมคือ 50 เฮิรตซ์ ซึ่งหมายความว่าในช่วงเวลา 1 วินาที กระแสจะไหล 50 ครั้งในทิศทางเดียว และ 50 ครั้งในทิศทางตรงกันข้าม ความถี่ 50 Hz เป็นที่ยอมรับสำหรับกระแสอุตสาหกรรมในหลายประเทศทั่วโลก ในสหรัฐอเมริกา ความถี่ที่ยอมรับคือ 60 Hz

หากแรงดันไฟฟ้าที่ปลายวงจรเปลี่ยนแปลงตามกฎฮาร์มอนิก ความแรงของสนามไฟฟ้าภายในตัวนำก็จะเปลี่ยนไปอย่างกลมกลืนเช่นกัน การเปลี่ยนแปลงฮาร์มอนิกเหล่านี้ในความแรงของสนามในทางกลับกัน ทำให้เกิดการสั่นของฮาร์มอนิกในความเร็วของการเคลื่อนที่ตามลำดับของอนุภาคที่มีประจุ และด้วยเหตุนี้ การสั่นของฮาร์มอนิกในความแรงของกระแส

แต่เมื่อแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงที่ปลายวงจร สนามไฟฟ้าไม่เปลี่ยนแปลงทันทีตลอดห่วงโซ่ การเปลี่ยนแปลงในสนามแพร่กระจายแม้ว่าจะสูงมาก แต่ไม่ใช่ด้วยความเร็วสูงอย่างไม่สิ้นสุด

อย่างไรก็ตาม หากเวลาการแพร่กระจายของสนามไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงในวงจรน้อยกว่าระยะเวลาของการสั่นของแรงดันไฟฟ้า เราสามารถสรุปได้ว่าสนามไฟฟ้าในวงจรทั้งหมดเปลี่ยนแปลงทันทีเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ปลายวงจรเปลี่ยนแปลง ในกรณีนี้ ความแรงของกระแส ณ เวลาที่กำหนดจะมีค่าเกือบเท่ากันในทุกส่วนของวงจรที่ไม่มีการแยกส่วน

แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในซ็อกเก็ตของเครือข่ายไฟส่องสว่างถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้า โครงลวดที่หมุนในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอคงที่ถือได้ว่าเป็นแบบจำลองที่ง่ายที่สุดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ฟลักซ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก Ф ซึ่งเจาะกรอบลวดของพื้นที่ S เป็นสัดส่วนกับโคไซน์ของมุม a ระหว่างเส้นปกติกับเฟรมและเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (รูปที่ 4.9):

ด้วยการหมุนเฟรมอย่างสม่ำเสมอ มุม a เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนโดยตรงกับเวลา:

โดยที่ความเร็วเชิงมุมของการหมุนของเฟรมคือที่ไหน ฟลักซ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงไปตามกฎฮาร์มอนิก:

ในที่นี้ปริมาณมีบทบาทเป็นความถี่วงจร

ตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในเฟรมเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ถ่ายด้วยเครื่องหมาย "-" นั่นคืออนุพันธ์ของฟลักซ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กตามเวลา:

หากวงจรออสซิลเลเตอร์เชื่อมต่อกับเฟรมความเร็วเชิงมุมของการหมุนของเฟรมจะกำหนดความถี่ของการแกว่งของค่า EMF แรงดันไฟฟ้าในส่วนต่าง ๆ ของวงจรและความแรงของกระแส

เราจะศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการบังคับการสั่นทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงด้วยความถี่วงจร ω ตามกฎของไซน์หรือโคไซน์:

u = ฉันทำบาป t
หรือ

u = คุณ m cos t, (4.14)

โดยที่ U m คือแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้า เช่น ค่าสัมบูรณ์สูงสุดของแรงดันไฟฟ้า

หากแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงตามความถี่ไซคลิก กระแสไฟฟ้าในวงจรจะเปลี่ยนไปตามความถี่เดียวกัน แต่ความผันผวนของกระแสไม่จำเป็นต้องอยู่ในช่วงของความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นในกรณีทั่วไป ความแรงของกระแส i ณ เวลาใดๆ (ค่าปัจจุบันขณะนั้น) จึงถูกกำหนดโดยสูตร

เนื้อหาบทเรียน บันทึกบทเรียนสนับสนุนวิธีการเร่งความเร็วการนำเสนอบทเรียนแบบเฟรมเทคโนโลยีเชิงโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด การทดสอบตัวเอง เวิร์คช็อป การฝึกอบรม กรณีศึกษา ภารกิจ การบ้าน การอภิปราย คำถาม คำถามวาทศิลป์จากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย รูปภาพ กราฟิก ตาราง แผนภาพ อารมณ์ขัน เกร็ดเล็กเกร็ดน้อย เรื่องตลก การ์ตูน อุปมา คำพูด ปริศนาอักษรไขว้ คำพูด ส่วนเสริม บทคัดย่อบทความ เคล็ดลับสำหรับเปล ตำราเรียนขั้นพื้นฐาน และพจนานุกรมคำศัพท์เพิ่มเติมอื่นๆ การปรับปรุงตำราเรียนและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในตำราเรียนอัปเดตชิ้นส่วนในตำราเรียน องค์ประกอบของนวัตกรรมในบทเรียน แทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบแผนปฏิทินสำหรับปี หลักเกณฑ์โปรแกรมการอภิปราย บทเรียนบูรณาการ

ไฟฟ้า- การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไปตามตัวนำในทิศทางที่กำหนด แม่นยำยิ่งขึ้นนี่คือค่าที่แสดงจำนวนอนุภาคที่มีประจุผ่านตัวนำต่อหน่วยเวลา หากในหนึ่งวินาทีอนุภาคที่มีประจุขนาดหนึ่งคูลอมบ์ผ่านหน้าตัดของตัวนำกระแสไฟฟ้าหนึ่งแอมแปร์ (การกำหนดกระแสตามระบบ SI สากล) จะไหลผ่านตัวนำนี้ ปริมาณกระแสไฟฟ้า (จำนวนแอมแปร์) เรียกว่าความแรงของกระแสไฟฟ้า กระแสอาจเป็นค่าคงที่หรือแปรผันก็ได้ ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของค่าเมื่อเวลาผ่านไป

กระแสตรงคือกระแสไฟฟ้าที่ไม่เปลี่ยนทิศทางเมื่อเวลาผ่านไป กระแสสลับ- เมื่อเวลาผ่านไป ในรูปแบบที่แน่นอน จะเปลี่ยนทั้งขนาดและทิศทาง ยิ่งไปกว่านั้น การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะเกิดขึ้นซ้ำในช่วงเวลาหนึ่ง นั่นคือ การเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ

กระแสสลับและกระแสตรงในการติดตั้งระบบไฟฟ้า

สำหรับสามเฟส เครือข่ายไฟฟ้าลักษณะเฉพาะ กระแสสลับ- การไหลของกระแสสลับผ่านตัวนำถูกกำหนดโดยการมีแหล่งกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับ (EMF) ซึ่งเปลี่ยนค่าทั้งขนาดและทิศทาง ในกรณีนี้การเปลี่ยนแปลงขนาดและทิศทางของ EMF จะดำเนินการตามกฎไซน์นั่นคือกราฟของการเปลี่ยนแปลงของกระแสสลับเมื่อเวลาผ่านไปจะเป็นไซน์ซอยด์ แหล่งที่มาของ EMF แบบไซน์คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

อุปกรณ์ไฟฟ้าเกือบทั้งหมดของการติดตั้งระบบไฟฟ้าและ สถานประกอบการอุตสาหกรรมใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟหลัก AC เนื่องจากเป็นวิธีที่ใช้งานได้จริงที่สุดและมีข้อดีหลายประการ แต่ก็มีอุปกรณ์บางอย่างที่ทำงานจากเครือข่ายกระแสตรง (หรือบางส่วน): มอเตอร์ซิงโครนัส แม่เหล็กไฟฟ้า มอเตอร์กระแสตรง และอื่นๆ เพื่อแปลงกระแสสลับให้เป็น กระแสตรง.(จำเป็นต้องจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าข้างต้น) ใช้วงจรเรียงกระแส

นอกจากนี้กระแสตรงยังใช้ในการส่งพลังงานไฟฟ้าจำนวนมากผ่านสายไฟฟ้าแรงสูง ในกรณีนี้ เมื่อส่งพลังงานไฟฟ้าในระยะทางไกล การสูญเสียทางไฟฟ้าจะน้อยกว่าในระหว่างการส่งสัญญาณเดียวกันโดยใช้กระแสสลับอย่างมาก

นอกจากกระแสตรง (คงที่เวลา) แล้ว ยังมีกระแสสลับซึ่งเปลี่ยนขนาดและทิศทางเมื่อเวลาผ่านไป

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า รวมถึงรถยนต์ ผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ จากนั้นจึงแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง

ตามกฎแล้วกระแสสลับจะเปลี่ยนแปลงตามเวลาตามกฎไซน์ซอยด์ เพื่ออธิบายมีพารามิเตอร์เพิ่มเติม - ความถี่และแอมพลิจูด

รูปที่ 10 ความแรงของกระแส

ความถี่คือปริมาณที่แสดงจำนวนการแกว่งที่สมบูรณ์ของกระแสไฟฟ้า (หรือแรงดันไฟฟ้า) ที่เกิดขึ้นต่อวินาที ความถี่วัดเป็นเฮิรตซ์ (หนึ่งเฮิรตซ์เท่ากับหนึ่งการสั่นสะเทือนต่อวินาที)

ในการตรวจสอบคุณสามารถใช้อุปกรณ์พิเศษ - เครื่องวัดความถี่ แต่ในทางปฏิบัติพวกเขามักจะใช้ออสซิลโลสโคปซึ่งสามารถแสดงไม่เพียง แต่ความถี่ แต่ยังรวมถึงรูปร่างของสัญญาณด้วย

ที่เกี่ยวข้องกับความถี่เป็นอีกพารามิเตอร์หนึ่งที่เรียกว่าช่วงเวลา ช่วงเวลาคือเวลาที่ใช้ในการสั่นจนเสร็จสมบูรณ์หนึ่งครั้ง ระยะเวลาวัดเป็นวินาที

แอมพลิจูดคือความสูงของคลื่นไซน์ ซึ่งก็คือค่ากระแสสูงสุดที่วัดจากระดับศูนย์ แอมพลิจูดวัดในหน่วยเดียวกันกับปริมาณหลัก กล่าวคือ แอมพลิจูดของกระแสสลับมีหน่วยเป็นแอมแปร์ แอมพลิจูด แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ- เป็นโวลต์

ใน เครือข่ายไฟฟ้าในครัวเรือนโดยปกติจะใช้ความถี่ 50Hz ขนาดของแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายไม่ได้ประเมินโดยแอมพลิจูด แต่เป็นค่าที่มีประสิทธิภาพซึ่งช่วยให้คุณคำนวณพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับได้อย่างง่ายดาย ค่าประสิทธิผลสามารถคำนวณได้จากแอมพลิจูดของแรงดันและกระแสโดยใช้ความสัมพันธ์ 11e = 0.707 Urn

แอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายไฟฟ้าในครัวเรือนคืออะไร? 220 โวลต์? เลขที่! ปรากฎว่า 311 โวลต์และค่าแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพคือ 220 โวลต์

คำว่า "มีประสิทธิภาพ" มักถูกมองข้ามไป อุปกรณ์ทั้งหมดเมื่อทำการวัดในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับจะแสดงค่าที่มีประสิทธิภาพ

การสั่นจะได้รับชื่อที่แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับค่าความถี่ ดังที่แสดงด้านล่าง

โปรดทราบว่าเริ่มต้นที่ความถี่ 100 kHz เท่านั้น การสั่นสะเทือนสามารถแผ่ออกไปได้อย่างอิสระ สภาพแวดล้อมทางอากาศ- อย่างไรก็ตาม การสั่นสะเทือนแบบเดียวกันนี้จะถูกส่งผ่านสายไฟอย่างสมบูรณ์แบบ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบป้องกันการเคลื่อนที่ของรถยนต์

กล่าวโดยสรุป สัญญาณจากกุญแจช่องสัญญาณที่เสียบเข้าไปในสวิตช์สตาร์ทเครื่องยนต์จะถูกส่งในอากาศไปยังเสาอากาศรับสัญญาณที่ติดตั้งบนล็อคนี้ ในทางกลับกัน เมื่อใช้โมดูลบายพาสระบบป้องกันการโจรกรรมแบบมาตรฐาน สัญญาณจากทรานสปอนเดอร์คีย์ที่ซ่อนอยู่ในห้องเครื่องจะผ่านสายไฟไปยังเสาอากาศเดียวกัน

ตารางที่ 8. ช่วงความถี่ของการสั่นสะเทือนต่างๆ

ชื่อการสั่น ช่วงความถี่ เฮิรตซ์ เสียง อัลตราโซนิก 20 000- 1 00 000 คลื่นวิทยุ รังสีอินฟราเรด แสงที่มองเห็น 4x10" 4 -7.5x10" 4 รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา

อีกตารางหนึ่งจะช่วยให้คุณทำความคุ้นเคยกับขอบเขตของความถี่วิทยุ

คลื่นปานกลาง (SW)		300 - 3000 กิโลเฮิร์ตซ์	ออกอากาศ
คลื่นสั้น (KB)			ออกอากาศ; วิทยุสมัครเล่น (27 MHz)
คลื่นสั้นเกินขีด (VHF)
ก) เมตร			ออกอากาศ; โทรทัศน์.
B) เดซิเมตร		300 - 3000 เมกะเฮิรตซ์	ออกอากาศ; เซลล์(900 เมกะเฮิรตซ์; 1800 เมกะเฮิรตซ์); ระบบนำทาง GPS; ความถี่ของสัญญาณกันขโมยกุญแจรถ 433, 92 MHz และ 867.8 MHz
ข) เซนติเมตร			เรดาร์; บลูทูธ (2.4 - 2.48 กิกะเฮิร์ตซ์); เซ็นเซอร์ระดับเสียง ระบบทำให้เคลื่อนที่ไม่ได้
ง) มิลลิเมตร			เรดาร์

รูปที่ 11 แผนภาพบันทึก "กฎของโอห์ม"

องค์ประกอบพื้นฐานของวงจรไฟฟ้า

ทฤษฎีไฟฟ้าใกล้จะเสร็จแล้วเหลือเพียงการพิจารณาองค์ประกอบพื้นฐานของวงจรไฟฟ้าที่อาจจำเป็นเมื่อติดตั้งอุปกรณ์รักษาความปลอดภัย