Puterea curentului alternativ (tensiunea) poate fi caracterizată folosind amplitudine. Cu toate acestea, valoarea amplitudinii curentului nu este ușor de măsurat experimental. Este convenabil să asociați puterea curentului alternativ cu orice efect produs de curent, independent de direcția acestuia. Acesta este, de exemplu, efectul termic al curentului. Rotirea acului unui ampermetru care măsoară curentul alternativ este cauzată de alungirea filamentului, care se încălzește atunci când curentul trece prin el.

Actual sau efectiv Valoarea curentului alternativ (tensiunea) este valoarea curentului continuu la care aceeași cantitate de căldură este eliberată la rezistența activă într-o perioadă ca și în cazul curentului alternativ.

Să conectăm valoarea efectivă a curentului cu valoarea sa de amplitudine. Pentru a face acest lucru, să calculăm cantitatea de căldură generată la rezistența activă prin curent alternativ într-un timp egal cu perioada de oscilație. Să ne amintim că, conform legii Joule-Lenz, cantitatea de căldură eliberată într-o secțiune a circuitului cu rezistență permanent actual pe parcursul , este determinat de formula
. Curentul alternativ poate fi considerat constant doar pentru perioade foarte scurte de timp.
. Să împărțim perioada de oscilație pentru un număr foarte mare de perioade mici de timp
. Cantitatea de căldură
, alocat la rezistenţă pe parcursul
:
. Cantitatea totală de căldură eliberată într-o perioadă poate fi găsită prin însumarea căldurii degajate pe perioade scurte de timp individuale sau, cu alte cuvinte, prin integrarea:

.

Puterea curentului în circuit variază în funcție de o lege sinusoidală

,

.

Omitând calculele asociate cu integrarea, scriem rezultatul final

.

Dacă prin circuit ar curge ceva curent continuu , apoi într-un timp egal cu , căldura ar fi eliberată
. Prin definiție, curent continuu , care are același efect termic ca și curentul alternativ, va fi egal cu valoarea efectivă a curentului alternativ
. Găsim valoarea efectivă a curentului prin echivalarea căldurii degajate într-o perioadă în cazul curenților continui și alternativi.

(4.28)

Evident, exact aceeași relație conectează valorile efective și ale amplitudinii tensiunii într-un circuit cu un curent alternativ sinusoidal:

(4.29)

De exemplu, tensiunea de rețea standard de 220 V este tensiunea efectivă. Folosind formula (4.29), este ușor de calculat că valoarea amplitudinii tensiunii în acest caz va fi egală cu 311 V.

4.4.5. alimentare de curent alternativ

Fie ca într-o secțiune a circuitului cu curent alternativ defazajul dintre curent și tensiune să fie egal cu , adică Curentul și tensiunea se modifică conform legilor:

,
.

Atunci valoarea instantanee a puterii eliberate în secțiunea circuitului este

Puterea se schimbă în timp. Prin urmare, putem vorbi doar despre valoarea sa medie. Să determinăm puterea medie eliberată pe o perioadă destul de lungă de timp (de multe ori mai lungă decât perioada de oscilație):

Folosind binecunoscuta formulă trigonometrică

.

mărimea
nu este nevoie de medie, deoarece nu depinde de timp, prin urmare:

.

Pe o perioadă lungă de timp, valoarea cosinusului reușește să se schimbe de multe ori, luând atât valori negative, cât și pozitive, variind de la (1) la 1. Este clar că valoarea medie a cosinusului în timp este zero.

, De aceea
(4.30)

Exprimând amplitudinile curentului și tensiunii prin valorile lor efective folosind formulele (4.28) și (4.29), obținem

. (4.31)

Puterea eliberată în secțiunea AC a circuitului depinde de valorile efective ale curentului și tensiunii și defazaj între curent și tensiune. De exemplu, dacă o secțiune a unui circuit constă numai din rezistență activă, atunci
Și
. Dacă o secțiune a unui circuit conține doar inductanță sau numai capacitate, atunci
Și
.

Valoarea medie zero a puterii alocate inductanței și capacității poate fi explicată după cum urmează. Inductanța și capacitatea doar împrumută energie de la generator și apoi o returnează înapoi. Condensatorul se încarcă și apoi se descarcă. Puterea curentului din bobină crește, apoi scade din nou la zero, etc. Din acest motiv, energia medie consumată de generator la reactanțe inductive și capacitive este zero, acestea au fost numite reactive. La rezistența activă, puterea medie este diferită de zero. Cu alte cuvinte, un fir cu rezistență Când trece curentul prin el, se încălzește. Iar energia eliberată sub formă de căldură nu se întoarce înapoi la generator.

Dacă o secțiune a circuitului conține mai multe elemente, atunci schimbarea de fază poate fi diferit. De exemplu, în cazul secțiunii de circuit prezentată în Fig. 4.5, defazarea dintre curent și tensiune este determinată de formula (4.27).

Exemplul 4.7. Un rezistor cu rezistență este conectat la generatorul de curent sinusoidal alternativ . De câte ori se va schimba puterea medie consumată de generator dacă o bobină cu reactanță inductivă este conectată la un rezistor?
a) în serie, b) în paralel (Fig. 4.10)? Neglijați rezistența activă a bobinei.

Soluţie. Când numai rezistența activă este conectată la generator , consumul de energie

(vezi formula (4.30)).

Luați în considerare circuitul din fig. 4.10, a. În exemplul 4.6, a fost determinată valoarea amplitudinii curentului generatorului:
. Din diagrama vectorială din fig. 4.11,a determinăm defazajul dintre curentul și tensiunea generatorului

.

Ca urmare, puterea medie consumată de generator

.

Răspuns: atunci când este conectat în serie la un circuit de inductanță, puterea medie consumată de generator va scădea de 2 ori.

Luați în considerare circuitul din fig. 4.10, b. În exemplul 4.6, a fost determinată valoarea amplitudinii curentului generatorului
. Din diagrama vectorială din fig. 4.11b determinăm defazajul dintre curentul și tensiunea generatorului

.

Apoi puterea medie consumată de generator

Răspuns: atunci când inductanța este conectată în paralel, puterea medie consumată de generator nu se modifică.

Valoarea curentă (efectivă) a curentului alternativ este egală cu mărimea unui astfel de curent continuu, care, într-un timp egal cu o perioadă a curentului alternativ, va produce același lucru (efect termic sau electrodinamic) ca și curentul alternativ în cauză.

În literatura modernă, definiția matematică a acestei cantități este mai des folosită - valoarea rădăcină pătrată medie a curentului alternativ.

Cu alte cuvinte, valoarea efectivă a curentului alternativ poate fi determinată prin formula:

I = 1 T ∫ 0 T i 2 d t . (\displaystyle I=(\sqrt ((\frac (1)(T))\int _(0)^(T)i^(2)dt)).)

Pentru curent sinusoidal:

I = 1 2 ⋅ I m ≈ 0,707 ⋅ I m , (\displaystyle I=(\frac (1)(\sqrt (2)))\cdot I_(m)\aprox 0(,)707\cdot I_(m ),)

I m (\displaystyle I_(m)) - valoarea curentului de amplitudine.

Pentru curent triunghiular și dinți de ferăstrău:

I = 1 3 ⋅ I m ≈ 0,577 ⋅ I m . (\displaystyle I=(\frac (1)(\sqrt (3)))\cdot I_(m)\aproximativ 0(,)577\cdot I_(m).)

Valorile efective ale EMF și tensiunea sunt determinate în mod similar.

Informații suplimentare

În literatura tehnică în limba engleză, termenul este folosit pentru a desemna valoarea efectivă valoare efectivă- valoarea efectivă. Se folosește și abrevierea RMS (rms) - rădăcină medie pătrată- rădăcină pătrată medie (valoare).

În inginerie electrică, dispozitivele sistemelor electromagnetice, electrodinamice și termice sunt calibrate la valoarea efectivă.

Surse

• „Manual de fizică”, Yavorsky B. M., Detlaf A. A., ed. „Știință”, 19791
• curs de fizica. A. A. Detlaf, B. M. Yavorsky M.: Mai înalt. școală, 1989. § 28.3, paragraful 5
• „Bazele teoretice ale ingineriei electrice”, L. A. Bessonov: Superior. şcoală, 1996. § 7.8 - § 7.10

Legături

• Valori RMS ale curentului și tensiunii
• Valoarea RMS

Valori instantanee, maxime, efective și medii ale cantităților electrice de curent alternativ

Valori instantanee și maxime. Se numește mărimea forței electromotoare variabile, curentului, tensiunii și puterii la un moment dat valori instantanee aceste cantități și sunt notate cu litere mici ( e, i, u, p).
Valoare maximă(amplitudine) variabilă e. d.s. (sau tensiune sau curent) se numește cea mai mare valoare pe care o atinge într-o perioadă. Este indicată valoarea maximă a forței electromotoare E m, tensiune - U m, curent - eu m.

Valabil (sau eficient) Valoarea curentului alternativ este acea cantitate de curent continuu care, trecând prin rezistență egală și în același timp cu curentul alternativ, eliberează aceeași cantitate de căldură.

Pentru curentul alternativ sinusoidal, valoarea efectivă este de 1,41 ori mai mică decât maximul, adică ori.

În mod similar, valorile efective ale forței electromotoare alternative și ale tensiunii sunt, de asemenea, de 1,41 ori mai mici decât valorile lor maxime.

Din valorile efective măsurate ale curentului alternativ, tensiunii sau forței electromotoare, se pot calcula valorile maxime ale acestora:

E m = E· 1,41; U m = U· 1,41; eu m = eu· 1,41;

Valoarea medie= raportul dintre cantitatea de energie electrică care trece prin secțiunea transversală a unui conductor într-o jumătate de perioadă și valoarea acestui semiciclu.

Valoarea medie este înțeleasă ca media aritmetică a valorii sale pentru o jumătate de perioadă.

/ Valori medii și efective ale curenților și tensiunilor sinusoidale

Valoarea medie a unei mărimi care variază sinusoidal este înțeleasă ca valoarea sa medie pe o jumătate de perioadă. Curent mediu

adică valoarea medie a curentului sinusoidal este egală cu cea de amplitudine. De asemenea,

Conceptul de valoare efectivă a unei mărimi care variază sinusoidal este utilizat pe scară largă (se mai numește efectiv sau pătrat mediu). Valoarea curentă RMS

În consecință, valoarea efectivă a curentului sinusoidal este egală cu 0,707 a curentului de amplitudine. De asemenea,

Este posibil să se compare efectul termic al unui curent sinusoidal cu efectul termic al unui curent continuu care curge în același timp prin aceeași rezistență.

Cantitatea de căldură eliberată într-o perioadă de un curent sinusoidal este

Căldura degajată în același timp de un curent continuu este egală:

Astfel, valoarea efectivă a curentului sinusoidal este numeric egală cu valoarea unui astfel de curent continuu, care, într-un timp egal cu perioada curentului sinusoidal, eliberează aceeași cantitate de căldură ca și curentul sinusoidal.

Pentru a stabili echivalența curentului alternativ în ceea ce privește energia și puterea, generalitatea metodelor de calcul, precum și reducerea muncii de calcul, curenții variază continuu în timp. EMF și tensiunea sunt înlocuite cu cantități echivalente invariante în timp. Valoarea efectivă sau echivalentă este un astfel de curent invariant în timp la care este eliberat într-un element rezistiv cu rezistență activă r pe perioadă aceeași cantitate de energie ca și în cazul unui curent real care variază sinusoidal.

Energia pe perioadă eliberată într-un element rezistiv cu curent sinusoidal este

		i 2r dt =		eu m 2 sin2 ω t r dt..

Cu o constantă de curent în timp, energia

W=I 2rT

Echivalarea părților drepte

eu m

0,707eu m .

Astfel, valoarea efectivă a curentului este de √2 ori mai mică decât amplitudinea curentului.

Valorile efective ale EMF și tensiunea sunt determinate în mod similar:

E = E m / √2, U = U m / √2.

Valoarea efectivă a curentului este proporțională cu forța care acționează asupra rotorului motorului de curent alternativ, a părții mobile a dispozitivului de măsurare etc. Când vorbim despre valorile tensiunii, EMF și curentului în circuitele de curent alternativ, acestea înseamnă valori efective. Scalele instrumentelor de măsurare AC sunt calibrate corespunzător în valori efective ale curentului și tensiunii. De exemplu, dacă dispozitivul arată 10 A, atunci aceasta înseamnă că amplitudinea curentului

eu m = √2eu= 1,41 10 = 14,1 A,

și valoarea curentului instantaneu

i = eu m păcatul (ω t+ ψ) = 14,1 sin (ω t + ψ).

Atunci când se analizează și se calculează dispozitivele redresoare, se utilizează valorile medii ale curentului, EMF și tensiune, care este înțeleasă ca valoarea medie aritmetică a valorii corespunzătoare pentru o jumătate de perioadă (valoarea medie pentru o perioadă, după cum se știe, este egal cu zero):

		T 2		2E T			2E T		2E T
E mier =			E T păcatul ω t dt=			păcatul ω t dω t =		|cos ω t| π 0 =		0,637E T .

În mod similar, puteți găsi valorile medii ale curentului și tensiunii:

eu av = 2 eu T /π; U mier = 2U T /π .

Raportul dintre valoarea efectivă și valoarea medie a oricărei mărimi care se schimbă periodic se numește coeficient de formă a curbei. Pentru curent sinusoidal

Un curent sinusoidal alternativ are diferite valori instantanee pe parcursul unei perioade. Este firesc să ne punem întrebarea: ce valoare a curentului va fi măsurată de un ampermetru conectat la circuit? La calcularea circuitelor de curent alternativ, precum și în timpul măsurătorilor electrice, este incomod să folosiți valori instantanee sau de amplitudine ale curenților și tensiunilor, iar valorile lor medii pe o perioadă sunt zero. În plus, efectul electric al unui curent în schimbare periodică (cantitatea de căldură degajată, munca efectuată etc.) nu poate fi judecat după amplitudinea acestui curent. Sa dovedit a fi cel mai convenabil să introduceți conceptele așa-numitului valori efective ale curentului și tensiunii. Aceste concepte se bazează pe efectul termic (sau mecanic) al curentului, independent de direcția acestuia. Valoarea RMS a curentului alternativ- aceasta este valoarea curentului continuu la care in perioada de curent alternativ se degaja aceeasi cantitate de caldura in conductor ca si in cazul curentului alternativ. Pentru a evalua efectul produs de curentul alternativ, comparăm efectul acestuia cu efectul termic al curentului continuu. Puterea P a curentului continuu I care trece prin rezistența r va fi P = P2r. Puterea AC va fi exprimată ca efectul mediu al puterii instantanee I2r pe întreaga perioadă sau valoarea medie a (Im x sinωt)2 x r în același timp. Fie valoarea medie a lui t2 pentru perioada M. Echivalând puterea curentului continuu și puterea cu curentul alternativ, avem: I2r = Mr, de unde I = √M, Mărimea I se numește valoarea efectivă a curentului alternativ. Valoarea medie a lui i2 la curent alternativ se determină după cum urmează. Să construim o curbă sinusoidală a schimbării curentului. Punând la pătrat fiecare valoare a curentului instantaneu, obținem o curbă a lui P în funcție de timp. Valoarea RMS a curentului alternativ Ambele jumătăți ale acestei curbe se află deasupra axei orizontale, deoarece valorile negative ale curentului (-i) în a doua jumătate a perioadei, la pătrat, dau valori pozitive. Să construim un dreptunghi cu baza T și o zonă egală cu aria delimitată de curba i2 și axa orizontală. Înălțimea dreptunghiului M va corespunde valorii medii a lui P pentru perioada. Această valoare pentru perioadă, calculată folosind matematica superioară, va fi egală cu 1/2I2m. Prin urmare, M = 1/2I2m Deoarece valoarea efectivă a curentului alternativ I este I = √M, atunci în final I = Im / √2 În mod similar, relația dintre valorile efective și ale amplitudinii pentru tensiunea U și E are forma: U = Um / √2,E= Em / √2 Valorile reale ale variabilelor sunt indicate cu majuscule, fără indice (I, U, E). Pe baza celor de mai sus, putem spune că valoarea efectivă a curentului alternativ este egală cu un astfel de curent continuu, care, trecând prin aceeași rezistență ca și curentul alternativ, eliberează aceeași cantitate de energie în același timp. Instrumentele electrice de măsură (ampermetre, voltmetre) conectate la circuitul de curent alternativ indică valorile efective ale curentului sau tensiunii. Când construiți diagrame vectoriale, este mai convenabil să reprezentați nu amplitudinea, ci valorile efective ale vectorilor. Pentru a face acest lucru, lungimile vectorilor sunt reduse de √2 ori. Acest lucru nu schimbă locația vectorilor pe diagramă.

Lista parametrilor de tensiune și curent

Datorită faptului că semnalele electrice sunt cantități variabile în timp, în electrotehnică și radioelectronica sunt utilizate diferite metode de reprezentare a tensiunii și curentului electric, după cum este necesar.

Valorile tensiunii (curentului) AC

Valoare instantanee

Valoarea instantanee este valoarea semnalului la un anumit moment în timp, a cărui funcție este (u (t) , i (t) (\displaystyle u(t)~,\quad i(t))). Valorile instantanee ale unui semnal care se schimbă lent pot fi determinate folosind un voltmetru DC cu inerție scăzută, un înregistrator sau un osciloscop în buclă pentru procese rapide periodice, se utilizează un osciloscop digital sau cu raze catodice.

Valoarea amplitudinii

• Valoarea amplitudinii (de vârf), uneori numită pur și simplu „amplitudine” - cea mai mare valoare instantanee a tensiunii sau a curentului într-o perioadă (fără a lua în considerare semnul):

U M = max (| u (t) |) , I M = max (| i (t) |) (\displaystyle U_(M)=\max(|u(t)|)~,\qquad I_(M)= \max(|i(t)|))

Valoarea tensiunii de vârf este măsurată folosind un voltmetru cu impulsuri sau un osciloscop.

Valoarea RMS

Valoarea RMS (curent învechit, efectiv) - rădăcina pătrată a valorii medii a pătratului tensiunii sau curentului.

U = 1 T ∫ 0 T u 2 (t) d t , I = 1 T ∫ 0 T i 2 (t) d t (\displaystyle U=(\sqrt ((\frac (1)(T))\int \limits _(0)^(T)u^(2)(t)dt))~,\qquad I=(\sqrt ((\frac (1)(T))\int \limits _(0)^(T )i^(2)(t)dt)))

Valorile RMS sunt cele mai comune, deoarece sunt cele mai convenabile pentru calcule practice, deoarece în circuitele liniare cu o sarcină pur rezistivă, curentul alternativ cu valori efective de I (\displaystyle I) și U (\displaystyle U) face același lucru ca curentul continuu cu aceleași valori de curent și tensiune. De exemplu, o lampă cu incandescență sau un cazan, conectat la o rețea cu o tensiune alternativă cu o valoare efectivă de 220 V, funcționează (lumini, încălzește) exact în același mod ca atunci când este conectat la o sursă de tensiune continuă cu aceeași valoare a tensiunii .

Când nu sunt specificate în mod specific, ele înseamnă de obicei valorile eficace ale tensiunii sau curentului.

Dispozitivele de indicare ale majorității voltmetrelor și ampermetrelor AC, cu excepția instrumentelor speciale, sunt calibrate în valori eficace, dar aceste instrumente obișnuite oferă citiri rms corecte numai atunci când forma de undă este o undă sinusoidală. Dispozitivele cu convertor termic nu sunt critice pentru forma semnalului, în care curentul sau tensiunea măsurată este convertită folosind un încălzitor, care este o rezistență activă, într-o temperatură măsurată suplimentară, care caracterizează mărimea semnalului electric. De asemenea, insensibile la forma semnalului sunt dispozitivele speciale care pătrate valoarea semnalului instantaneu cu o medie ulterioară în timp (cu un detector pătratic) sau ADC-urile care pătrate semnalul de intrare, tot cu medie în timp. Rădăcina pătrată a semnalului de ieșire al unor astfel de dispozitive este exact valoarea rădăcină pătrată medie.

Pătratul tensiunii rms, exprimat în volți, este numeric egal cu disiparea medie a puterii în wați pe o rezistență de 1 ohm.

Valoarea medie

Valoarea medie (offset) - componentă constantă a tensiunii sau curentului

U = 1 T ∫ 0 T u (t) d t , I = 1 T ∫ 0 T i (t) d t (\displaystyle U=(\frac (1)(T))\int \limits _(0)^( T)u(t)dt~,\qquad I=(\frac (1)(T))\int \limits _(0)^(T)i(t)dt)

Folosit rar în inginerie electrică, dar relativ des folosit în inginerie radio (curent de polarizare și tensiune de polarizare). Din punct de vedere geometric, aceasta este diferența dintre zonele sub și deasupra axei timpului, împărțită la perioadă. Pentru un semnal sinusoidal, offset-ul este zero.

Valoarea medie rectificată

Valoarea medie rectificată - valoarea medie a modulului de semnal

U = 1 T ∫ 0 T ∣ u (t) ∣ d t , I = 1 T ∫ 0 T ∣ i (t) ∣ d t (\displaystyle U=(\frac (1)(T))\int \limits _( 0)^(T)\mid u(t)\mid dt~,\qquad I=(\frac (1)(T))\int \limits _(0)^(T)\mid i(t)\ mijlocul dt)

Foarte rar utilizate în practică, majoritatea contoarelor AC-magnetoelectrice (adică, în care curentul este redresat înainte de măsurare) măsoară de fapt această mărime, deși scara lor este calibrată în funcție de valorile eficace pentru o formă de undă sinusoidală. Dacă semnalul diferă considerabil de unul sinusoidal, citirile instrumentelor sistemului magnetoelectric au o eroare sistematică. Spre deosebire de dispozitivele sistemului magnetoelectric, dispozitivele sistemelor de măsurare electromagnetică, electrodinamică și termică răspund întotdeauna la valoarea efectivă, indiferent de forma curentului electric.

Din punct de vedere geometric, este suma ariilor delimitate de curba deasupra și sub axa timpului în timpul de măsurare. Cu o tensiune măsurată unipolară, valorile medii și medii rectificate sunt egale între ele.

Factori de conversie a valorii

• Coeficientul formei curbei tensiunii alternative (curent) este o valoare egală cu raportul dintre valoarea efectivă a tensiunii (curentului) periodică și valoarea medie redresată. Pentru tensiunea sinusoidală (curent) este egală cu π / 2 2 ≈ 1,11 (\displaystyle (\frac ((\pi )/2)(\sqrt (2)))\aprox 1,11) .

• Coeficientul de amplitudine al curbei tensiunii alternative (curentului) este o valoare egală cu raportul dintre valoarea maximă absolută a tensiunii (curentului) de-a lungul perioadei și valoarea efectivă a tensiunii (curentului) periodice. Pentru tensiunea sinusoidală (curent) este 2 (\displaystyle (\sqrt (2))) .

Parametrii DC

• Gama de ondulare a tensiunii (curentului) - o valoare egală cu diferența dintre cele mai mari și cele mai mici valori ale tensiunii (curentului) pulsatorie într-un anumit interval de timp

• Coeficientul de ondulare a tensiunii (curentului) este o valoare egală cu raportul dintre cea mai mare valoare a componentei variabile a tensiunii (curentului) pulsatorie și componenta constantă a acesteia.
  • Coeficientul de ondulare a tensiunii (curentului) bazat pe valoarea efectivă - o valoare egală cu raportul dintre valoarea efectivă a componentei alternative a tensiunii (curentului) pulsatorie și componenta sa directă
  • Coeficientul de ondulație medie al tensiunii (curentului) - o valoare egală cu raportul dintre valoarea medie a componentei variabile a tensiunii (curent) pulsatorie și componenta sa constantă

Parametrii ondulației sunt determinați folosind un osciloscop sau folosind doi voltmetre sau ampermetre (DC și AC)

Literatură și documentare

Literatură

• Manual de dispozitive radio-electronice: În 2 volume; Ed. D. P. Linde - M.: Energie, 1978
• Shultz Yu Echipamente electrice de măsurare: 1000 de concepte pentru practicieni: Manual: Trad. cu el. M.: Energoatomizdat, 1989

Documentație de reglementare și tehnică

• GOST 16465-70 Semnale de măsurare de inginerie radio. Termeni și definiții
• GOST 23875-88 Calitatea energiei electrice. Termeni și definiții
• GOST 13109-97 Energie electrică. Compatibilitatea mijloacelor tehnice. Standarde pentru calitatea energiei electrice în sistemele de alimentare cu energie electrică de uz general

Legături

• Circuite electrice DC
• Curent alternativ. Imaginea variabilelor sinusoidale
• Amplitudine, medie, eficientă
• EMF periodice nesinusoidale, curenți și tensiuni în circuitele electrice
• Sisteme de curent și tensiuni nominale ale instalațiilor electrice
• Electricitate
• Probleme ale armonicilor superioare în sistemele moderne de alimentare cu energie

Ce semnificație fizică are valoarea efectivă a tensiunii și a curentului?

Alexandru Titov

Valoarea efectivă a curentului alternativ este valoarea curentului continuu, a cărui acțiune va produce același lucru (sau efect termic) ca și acțiunea curentului alternativ în timpul unei perioade de acțiune. Să fie, de exemplu, curentul să treacă printr-un rezistor cu rezistența R = 1 Ohm. Atunci cantitatea de căldură eliberată în rezistor în timpul perioadei este egală cu integrala lui (i(t)^2 * R * T). Figura prezintă grafice ale puterii curente și pătratul puterii curente, raportate la valoarea maximă. Deoarece R = 1, atunci aria de sub al doilea grafic (zona galbenă) este cantitatea de căldură. Și valoarea curentului continuu, atunci când trece prin rezistor, va elibera aceeași cantitate de căldură, este valoarea efectivă a curentului. Nu este greu de determinat că aria indicată (determinată prin integrală) este egală cu 1/2, adică cantitatea de căldură este egală cu Im^2 * R * T / 2. Aceasta înseamnă că dacă curge un curent constant I prin rezistor, atunci cantitatea de căldură degajată va fi este egală cu I^2 * R * T. Echivalând aceste expresii și reducând cu R*T, obținem I^2 = Im/2, de unde I = Im / rădăcina lui 2. Aceasta este valoarea efectivă a curentului.

Același lucru este valabil și pentru valoarea efectivă a tensiunii și a fem.

Vitas latish

Pot să o spun nepoliticos
- tensiune - energie potentiala.... pieptene - par.... tensiune = stralucire, straluciri, ridicare par... .
- curentul este munca, actiune, forta... căldură, ardere, mișcare, explozie de energie cinetică

,

După înlocuirea valorii curente iși transformările ulterioare constatăm că valoarea efectivă a curentului alternativ este egală cu:

Relații similare pot fi obținute și pentru tensiune și fem:

Majoritatea instrumentelor electrice de măsurare măsoară valori nu instantanee, ci efective ale curenților și tensiunilor.

Având în vedere, de exemplu, că valoarea tensiunii efective în rețeaua noastră este de 220V, putem determina valoarea amplitudinii tensiunii în rețea: U m =UÖ2=311V. Relația dintre valorile efective și ale amplitudinii tensiunilor și curenților este importantă de luat în considerare, de exemplu, atunci când se proiectează dispozitive care utilizează elemente semiconductoare.

Valoarea RMS a curentului alternativ

Teorie/ TOE/ Prelegerea nr. 3. Reprezentarea mărimilor sinusoidale folosind vectori și numere complexe.

Curentul alternativ nu și-a găsit o utilizare practică de mult timp. Acest lucru s-a datorat faptului că primele generatoare de energie electrică au produs curent continuu, care a satisfăcut pe deplin procesele tehnologice ale electrochimiei, iar motoarele cu curent continuu au caracteristici bune de control. Cu toate acestea, pe măsură ce producția s-a dezvoltat, curentul continuu a devenit din ce în ce mai puțin potrivit pentru cerințele tot mai mari de alimentare economică. Curentul alternativ a făcut posibilă împărțirea eficientă a energiei electrice și schimbarea tensiunii folosind transformatoare. A devenit posibil să se producă electricitate la centralele mari, cu distribuția sa economică ulterioară către consumatori, iar raza de alimentare cu energie a crescut.

În prezent, producția și distribuția centrală a energiei electrice se realizează în principal pe curent alternativ. Circuitele cu curent alternativ - alternativ au o serie de caracteristici în comparație cu circuitele de curent continuu. Curenții și tensiunile alternative provoacă câmpuri electrice și magnetice alternative. Ca urmare a modificărilor din aceste domenii în circuite, apar fenomenele de auto-inducție și de inducție reciprocă, care au cel mai semnificativ impact asupra proceselor care au loc în circuite, complicând analiza acestora.

Curentul alternativ (tensiune, fem, etc.) este un curent (tensiune, fem, etc.) care variază în timp. Se numesc curenții ale căror valori se repetă la intervale regulate în aceeași succesiune periodic, iar cea mai scurtă perioadă de timp prin care se observă aceste repetări este perioada T. Pentru curent periodic avem

Gama de frecvențe utilizate în tehnologie: de la frecvențe ultra-joase (0,01-10 Hz - în sistemele de control automat, în tehnologia computerizată analogică) - până la frecvențe ultra-înalte (3000 ¸ 300000 MHz - unde milimetrice: radar, radioastronomie). În Federația Rusă, frecvența industrială f= 50 Hz.

Valoarea instantanee a unei variabile este o funcție de timp. Este de obicei notat cu o literă mică:

i- valoarea curentului instantaneu;

u– valoarea tensiunii instantanee;

e- valoarea instantanee a EMF;

R- valoarea puterii instantanee.

Cea mai mare valoare instantanee a unei variabile într-o perioadă se numește amplitudine (este de obicei notă cu o literă majusculă cu un indice m).

Amplitudinea curentului;

Amplitudinea tensiunii;

Amplitudinea EMF.

Valoarea unui curent periodic egală cu valoarea curentului continuu, care într-o perioadă va produce același efect termic sau electrodinamic ca și curentul periodic, se numește valoare efectivă curent periodic:

,

Valorile efective ale EMF și tensiunea sunt determinate în mod similar.

Curent variabil sinusoidal

Dintre toate formele posibile de curent periodic, curentul sinusoidal este cel mai răspândit. Față de alte tipuri de curent, curentul sinusoidal are avantajul că permite, în general, producerea, transportul, distribuția și utilizarea energiei electrice cât mai economice. Numai atunci când se utilizează curent sinusoidal este posibil să se păstreze neschimbate formele curbelor de tensiune și curent în toate secțiunile unui circuit liniar complex. Teoria curentului sinusoidal este cheia înțelegerii teoriei altor circuite.

Imagine a FEM sinusoidale, tensiuni și curenți pe planul de coordonate carteziene

Curenții și tensiunile sinusoidale pot fi reprezentați grafic, scrise folosind ecuații cu funcții trigonometrice, reprezentate ca vectori pe un plan cartezian sau numere complexe.

Arată în Fig. 1, 2 grafice a două CEM sinusoidale e 1 Și e 2 corespund ecuațiilor:

Se numesc valorile argumentelor funcțiilor sinusoidale faze sinusoid și valoarea fazei la momentul inițial (t=0): Și - faza initiala ( ).

Se numește mărimea care caracterizează viteza de modificare a unghiului de fază frecventa unghiulara. Deoarece unghiul de fază al unei sinusoide pe parcursul unei perioade T se modifică cu rad., atunci frecvența unghiulară este , Unde f– frecvență.

Când se consideră împreună două mărimi sinusoidale de aceeași frecvență, diferența dintre unghiurile lor de fază, egală cu diferența fazelor inițiale, se numește unghiul de fază.

Pentru EMF sinusoidal e 1 Și e 2 unghiul de fază:

Imagine vectorială a cantităților care variază sinusoidal

Pe planul cartezian, de la originea coordonatelor, trageți vectori egali ca mărime cu valorile amplitudinii mărimilor sinusoidale și rotiți acești vectori în sens invers acelor de ceasornic ( în TOE această direcție este considerată pozitivă) cu frecvența unghiulară egală cu w. Unghiul de fază în timpul rotației este măsurat de pe semiaxa pozitivă a abscisei. Proiecțiile vectorilor rotativi pe axa ordonatelor sunt egale cu valorile instantanee ale emf e 1 Și e 2 (Fig. 3). Se numește un set de vectori reprezentând femele, tensiuni și curenți care variază sinusoidal diagrame vectoriale. Când construiți diagrame vectoriale, este convenabil să plasați vectorii în momentul inițial de timp (t=0), care rezultă din egalitatea frecvențelor unghiulare ale mărimilor sinusoidale și este echivalent cu faptul că sistemul de coordonate carteziene însuși se rotește în sens invers acelor de ceasornic cu o viteză w. Astfel, în acest sistem de coordonate vectorii sunt staționari (Fig. 4). Diagramele vectoriale au găsit o largă aplicație în analiza circuitelor de curent sinusoidal. Utilizarea lor face calculele circuitelor mai clare și mai simple. Această simplificare constă în faptul că adăugarea și scăderea valorilor instantanee ale cantităților pot fi înlocuite cu adăugarea și scăderea vectorilor corespunzători.

Fie, de exemplu, în punctul de ramificare al circuitului (Fig. 5) curentul total este egal cu suma curenților și a două ramuri:

Fiecare dintre acești curenți este sinusoidal și poate fi reprezentat prin ecuație

Curentul rezultat va fi, de asemenea, sinusoidal:

Determinarea amplitudinii și fazei inițiale a acestui curent prin intermediul transformărilor trigonometrice adecvate se dovedește a fi destul de greoaie și nu foarte vizuală, mai ales dacă se însumează un număr mare de mărimi sinusoidale. Acest lucru este mult mai ușor de făcut folosind o diagramă vectorială. În fig. Figura 6 prezintă pozițiile inițiale ale vectorilor de curent, ale căror proiecții pe axa ordonatelor dau valori instantanee ale curentului pentru t=0. Când acești vectori se rotesc cu aceeași viteză unghiulară w poziția lor relativă nu se schimbă, iar unghiul de defazare dintre ele rămâne egal.

Deoarece suma algebrică a proiecțiilor vectorilor pe axa ordonatelor este egală cu valoarea instantanee a curentului total, vectorul curentului total este egal cu suma geometrică a vectorilor curenti:

.

Trasarea unei diagrame vectoriale la scară vă permite să determinați valorile și din diagramă, după care o soluție pentru valoarea instantanee poate fi scrisă luând în considerare în mod formal frecvența unghiulară: .

RMS și valori medii ale curentului și tensiunii alternative.

Media sau media aritmetică Fcp funcţie arbitrară a timpului f(t)pentru un interval de timp T determinat de formula:

Valoare medie numerică Fav egală cu înălțimea unui dreptunghi egală ca suprafață cu figura delimitată de curbă f(t), axa tși limitele integrării 0 – T(Fig. 35).

Pentru o funcție sinusoidală, valoarea medie pe o perioadă întreagă T(sau pentru un număr întreg de perioade complete) este egal cu zero, deoarece ariile semiundelor pozitive și negative ale acestei funcții sunt egale. Pentru tensiunea sinusoidală alternativă se determină valoarea medie absolută pentru întreaga perioadă T sau valoarea medie pentru jumătatea perioadei ( T/2) între două valori zero (Fig. 36):

Ucp = Um∙ păcat wt dt = 2R. Astfel, parametrii cantitativi ai energiei electrice pe curent alternativ (cantitate de energie, putere) sunt determinați de valorile tensiunii efective Uși curent eu. Din acest motiv, în industria energiei electrice, toate calculele teoretice și măsurătorile experimentale sunt de obicei efectuate pentru valori efective ale curenților și tensiunilor. În ingineria radio și tehnologia comunicațiilor, dimpotrivă, ele funcționează cu valorile maxime ale acestor funcții.

Formulele de mai sus pentru energia și puterea curentului alternativ coincid complet cu formule similare pentru curentul continuu. Pe această bază, se poate susține că valoarea efectivă a curentului alternativ este echivalentă energetic cu curentul continuu.

Ceea ce este considerat valoarea efectivă a curentului alternativ și a tensiunii alternative

Care este valoarea efectivă a curentului alternativ și a tensiunii alternative?

Ou de luptă

Curentul alternativ, în sens larg, este un curent electric care variază în timp. De obicei, în tehnologie, curentul este înțeles ca un curent periodic în care valoarea medie pe o perioadă de curent și tensiune este zero.

Curenții alternativi și tensiunile alternative își schimbă în mod constant magnitudinea. În orice alt moment, ele au o amploare diferită. Apare întrebarea cum să le măsori? Pentru a le măsura, a fost introdus conceptul de valoare efectivă.

Valoarea efectivă sau efectivă a unui curent alternativ este valoarea unui curent continuu care este echivalent în efectul său termic cu un curent alternativ dat.

Valoarea efectivă sau efectivă a unei tensiuni alternative este valoarea unei astfel de tensiuni continue, care în efectul ei termic este echivalentă cu o tensiune alternativă dată.

Toți curenții și tensiunile alternative din tehnologie sunt măsurate în valori efective. Dispozitivele care măsoară cantități variabile își arată valoarea efectivă.

Întrebare: tensiunea rețelei este de 220 V, ce înseamnă asta?

Aceasta înseamnă că o sursă de 220 V DC are același efect termic ca și rețeaua.

Valoarea efectivă a unui curent sau a unei tensiuni sinusoidale este de 1,41 ori mai mică decât amplitudinea acestui curent sau tensiune.

Exemplu: Determinați amplitudinea tensiunii unei rețele electrice cu o tensiune de 220 V.

Amplitudinea este de 220 * 1,41 = 310,2 V.

Am vorbit despre putere și funcționarea AC. Permiteți-mi să vă reamintesc că apoi am calculat-o printr-o integrală, iar la sfârșitul articolului am spus cu dezinvoltură că există modalități de a face o viață deja dificilă mai ușoară și de multe ori puteți face fără să luați integrala deloc, dacă știți despre valoarea curentă efectivă. Astăzi vom vorbi despre el!

Domnilor, probabil că nu va fi un secret pentru voi că în natură există un număr mare de tipuri de curent alternativ: sinusoidal, dreptunghiular, triunghiular și așa mai departe. Și cum pot fi chiar comparați unul cu celălalt? Informa? Hmm... presupun că da. Ele sunt diferite din punct de vedere vizual, nu poți contrazice asta. După frecvență? Da, de asemenea, dar uneori ridică întrebări. Unii oameni cred că definiția frecvenței în sine este aplicabilă doar unui semnal sinusoidal și nu poate fi folosită, de exemplu, pentru o secvență de impulsuri. Poate că formal au dreptate, dar nu împărtășesc punctul lor de vedere. Cum altfel este posibil? Și, de exemplu, pentru bani! Brusc? Degeaba. Actualul costă bani. Sau mai degrabă, costă bani să exploatezi curentul. Până la urmă, aceleași kilowați oră pentru care plătiți cu toții în fiecare lună la contor nu sunt altceva decât munca curentului. Și din moment ce banii sunt un lucru serios, merită să introduceți un termen separat pentru asta. Și pentru a compara curenții de diferite forme între ele în funcție de cantitatea de muncă, au introdus conceptul curent efectiv.

Deci, valoarea efectivă (sau medie pătrată) a curentului alternativ este cantitatea de curent continuu care, într-un timp egal cu perioada curentului alternativ, va genera aceeași cantitate de căldură pe rezistor ca și curentul nostru alternativ. . Sună foarte complicat și, cel mai probabil, dacă citiți această definiție pentru prima dată, este puțin probabil să o înțelegeți. Este în regulă. Când am auzit-o pentru prima dată la școală, mi-a luat mult timp să-mi dau seama ce înseamnă. Prin urmare, acum voi încerca să analizez această definiție mai detaliat, astfel încât să înțelegeți ce se ascunde în spatele acestei fraze complicate mai repede decât am făcut-o pe vremea mea.

Deci avem curent alternativ. Să spunem sinusoidală. Are propria sa amplitudine A mși punct Perioada T(sau frecventa f). În acest caz, nu ne pasă de faza, o considerăm egală cu zero. Acest curent alternativ trece printr-un rezistor R iar acest rezistor eliberează energie. Pentru o perioadă Perioada T Curentul nostru sinusoidal va elibera o anumită cantitate de jouli de energie. Putem calcula cu precizie acest număr de jouli folosind formulele integrale pe care le-am citat data trecută. Să presupunem că am calculat asta într-o singură perioadă T se va evidenţia perioada curentului sinusoidal Q jouli de căldură. Și acum, atenție, domnilor, un moment important! Să înlocuim curentul alternativ cu curent continuu și să-l alegem de o astfel de valoare (bine, adică atât de mulți amperi) încât pe același rezistor R pentru același timpPerioada T a fost eliberat exact același număr de jouliQ. Evident, trebuie să determinăm cumva mărimea acestui curent continuu, care este echivalent cu curentul alternativ din punct de vedere energetic. Și când vom găsi această valoare, va fi exact aceeași valoarea efectivă a curentului alternativ. Și acum, domnilor, reveniți încă o dată la acea definiție formală sofisticată pe care am dat-o la început. Se înțelege mai bine acum, nu-i așa?

Deci, esența întrebării, sper, a devenit clară, așa că hai să traducem tot ce s-a spus mai sus în limbajul matematicii. După cum am scris deja în articolul precedent, legea schimbării puterii curentului alternativ este egală cu

Cantitatea de energie eliberată în timpul funcționării curente în timp Perioada T- în consecință, egală cu integrala de-a lungul perioadei Perioada T:

Domnilor, acum trebuie să luăm această integrală. Dacă, din cauza antipatiei dvs. pentru matematică, acest lucru vi se pare prea complicat, puteți sări peste calcule și să vedeți rezultatul imediat. Și astăzi am chef să îmi amintesc de tinerețe și să mă ocup cu atenție de toate aceste integrale.

Deci cum ar trebui să o luăm? Ei bine, mărimile I m 2 și R sunt constante și pot fi imediat scoase din semnul integral. Și pentru pătratul sinusului trebuie să aplicăm formula reducerea gradului de la un curs de trigonometrie. Sper să vă amintiți de ea. Și dacă nu, atunci permiteți-mi să vă reamintesc din nou:

Acum să împărțim integrala în două integrale. Puteți folosi faptul că integrala unei sume sau diferențe este egală cu suma sau diferența de integrale. În principiu, acest lucru este foarte logic dacă vă amintiți că integrala este o zonă.

Deci avem

Domnilor, am vești excelente pentru voi. A doua integrală este egală cu zero!

De ce este așa? Da, pur și simplu pentru că integrala oricărui sinus/cosinus la o valoare care este un multiplu al perioadei sale este egală cu zero. Apropo, o proprietate foarte utilă! Vă recomand să vă amintiți. Geometric, acest lucru este de asemenea de înțeles: prima jumătate de undă a sinusului trece deasupra axei x, iar integrala acesteia este mai mare decât zero, iar a doua jumătate de undă merge sub axa x, deci valoarea sa este mai mică decât zero. Și în modul ele sunt egale între ele, așa că adăugarea lor (de fapt, integrala pe întreaga perioadă) va avea ca rezultat un zero.

Deci, eliminând integrala cosinus, obținem

Ei bine, nu trebuie să fii un mare guru al matematicii pentru a spune că această integrală este egală cu

Și astfel obținem răspunsul

Așa am obținut numărul de jouli care vor fi eliberați pe rezistorRcând trece prin el un curent sinusoidal cu amplitudineSuntîn cursul perioadeiPerioada T. Acum, pentru a găsi ceea ce în acest caz este egal cu curent efectiv trebuie să pornim de la faptul că pe aceeași rezistențăR pentru același timpPerioada T va fi eliberată aceeași cantitate de energieQ. Prin urmare putem scrie

Dacă nu este complet clar de unde vine partea stângă, vă recomand să repetați articolul despre legea Joule-Lenz. Între timp, vom exprima valoarea efectivă a curentuluieu acțiune. din această expresie, reducând anterior tot ce este posibil

Acesta este rezultatul, domnilor. Valoarea efectivă a curentului sinusoidal alternativ este rădăcina de două ori mai mică decât valoarea sa de amplitudine. Amintiți-vă bine acest rezultat, este o concluzie importantă.

În general, nimeni nu se deranjează, prin analogie cu curentul, să introducă valoarea tensiunii efective. În acest caz, dependența noastră de putere de timp va lua următoarea formă:

Acesta este ceea ce vom înlocui integrala și vom efectua toate transformările. Domnilor, fiecare dintre voi poate face asta la îndemâna dumneavoastră dacă doriți, dar pur și simplu voi da rezultatul final, deoarece este complet similar cu cazul curentului. Asa de, valoarea efectivă a tensiunii curentului sinusoidal este egală cu

După cum puteți vedea, analogia este completă. Valoarea tensiunii efective este, de asemenea, exact de două ori mai mică decât amplitudinea.

Într-un mod similar, puteți calcula valoarea efectivă a curentului și a tensiunii pentru un semnal de absolut orice formă: trebuie doar să scrieți legea schimbării puterii pentru acest semnal și să efectuați toate transformările descrise mai sus pas cu pas.

Probabil că toți ați auzit că prizele noastre au o tensiune de 220 V. Ce volți? La urma urmei, acum avem doi termeni - amplitudine și valoare efectivă. Deci se dovedește că 220 V în prize este valoarea curentă! Voltmetrele și ampermetrele conectate la circuitele de curent alternativ arată exact valorile efective. Și forma semnalului în general și amplitudinea acestuia în special pot fi vizualizate folosind un osciloscop. Ei bine, am spus deja că toată lumea este interesată de bani, adică de munca curentului, și nu de o amplitudine de neînțeles. Cu toate acestea, să determinăm în continuare cu ce este egală amplitudinea tensiunii în rețelele noastre. Folosind formula pe care tocmai am scris-o, putem scrie

De aici ajungem

Asta e, domnilor. În prizele noastre, se pare, avem o undă sinusoidală cu o amplitudine de până la 311 V, și nu 220, așa cum s-ar putea crede la început. Pentru a elimina toate îndoielile, vă voi prezenta o imagine cu cum arată legea modificărilor tensiunii în prizele noastre (rețineți că frecvența rețelei este de 50 Hz sau, ceea ce este același, perioada este de 20 ms). Această lege este prezentată în figura 1.

Figura 1 - Legea modificărilor tensiunii în prize

Și mai ales pentru voi, domnilor, m-am uitat tensiune în priză folosind un osciloscop. L-am urmărit până la capăt divizor de tensiune 1:5. Adică, forma semnalului va fi complet păstrată, iar amplitudinea semnalului de pe ecranul osciloscopului va fi de cinci ori mai mică decât ceea ce este de fapt în soclu. De ce am făcut asta? Da, pur și simplu pentru că, din cauza variației mari a tensiunii de intrare, întreaga imagine nu se potrivește pe ecranul osciloscopului.

ATENŢIE! Dacă nu aveți suficientă experiență de lucru cu tensiune înaltă, dacă nu aveți o idee absolut clară despre cum pot curge curenții în timpul măsurătorilor în circuite care nu sunt izolate galvanic de rețea, nu vă recomand cu insistență să efectuați o astfel de experimentați singuri, este periculos! Faptul este că cu astfel de măsurători folosind osciloscopul conectat la o priză cu împământare există șanse foarte mari ca prin împământarea internă a osciloscopului să se producă un scurtcircuit și aparatul să se ardă fără posibilitatea de recuperare! Și dacă faci aceste măsurători folosind osciloscopul conectat la o priză neîmpământată, carcasa, cablurile și conectorii acestuia pot conține potențial letal! Aceasta nu este o glumă, domnilor, dacă nu înțelegeți de ce este așa, este mai bine să nu o faceți, mai ales că oscilogramele au fost deja luate și le puteți vedea în Figura 2.

Figura 2 - Oscilogramă de tensiune în priză (divizor 1:5)

În figura 2 vedem că amplitudinea undei sinusoidale este de aproximativ 62 de volți și frecvența este exact de 50 Hz. Amintindu-ne că ne uităm printr-un divizor de tensiune, care împarte tensiunea de intrare la 5, putem calcula valoarea reală a tensiunii în priză, aceasta este egală cu

După cum se poate observa, rezultatul măsurării este foarte apropiat de cel teoretic, în ciuda erorii de măsurare a osciloscopului și a imperfecțiunii rezistențelor divizorului de tensiune. Acest lucru indică faptul că toate calculele noastre sunt corecte.

Asta e tot pentru azi, domnilor. Astăzi am aflat ce sunt curentul efectiv și tensiunea efectivă, am învățat cum să le calculăm și am verificat rezultatele calculului în practică. Vă mulțumim că ați citit asta și ne vedem pentru mai multe articole!

Alăturați-vă noastre

Valori RMS ale curentului și tensiunii

După cum se știe, emf variabilă. Inducția provoacă curent alternativ într-un circuit. La cea mai mare valoare a emf. curentul va avea o valoare maxima si invers. Acest fenomen se numește potrivire de fază. Deși valorile curentului pot fluctua de la zero la o anumită valoare maximă, există instrumente cu care puteți măsura puterea curentului alternativ.

Caracteristica curentului alternativ pot fi acțiuni care nu depind de direcția curentului și pot fi aceleași ca și în cazul curentului continuu. Aceste acțiuni includ acțiunea termică. De exemplu, curentul alternativ trece printr-un conductor cu o rezistență dată. După o anumită perioadă de timp, o anumită cantitate de căldură va fi eliberată în acest conductor. Este posibil să se selecteze o valoare a curentului continuu astfel încât aceeași cantitate de căldură să fie generată pe același conductor în același timp de către acest curent ca și în cazul curentului alternativ. Această valoare a curentului continuu se numește valoarea efectivă a curentului alternativ.

În prezent, este utilizat pe scară largă în practica industrială globală. curent alternativ trifazat, care are multe avantaje față de curentul monofazat. Un sistem trifazat se numește sistem care are trei circuite electrice cu propriile lor feme variabile. cu aceleași amplitudini și frecvență, dar deplasate în fază unul față de celălalt cu 120° sau 1/3 din perioadă. Fiecare astfel de lanț este numit fază.

Pentru a obține un sistem trifazat, trebuie să luați trei generatoare de curent alternativ monofazate identice și să le conectați rotoarele între ele, astfel încât să nu își schimbe poziția atunci când se rotesc. Înfășurările statorice ale acestor generatoare trebuie rotite unele față de altele cu 120° în direcția de rotație a rotorului. Un exemplu de astfel de sistem este prezentat în Fig. 3.4.b.

În conformitate cu condițiile de mai sus, se dovedește că emf care apare în al doilea generator nu va avea timp să se schimbe în comparație cu emf. primul generator, adică va fi întârziat cu 120°. E.m.f. al treilea generator va fi de asemenea întârziat în raport cu al doilea cu 120°.

Cu toate acestea, această metodă de producere a curentului alternativ trifazat este foarte greoaie și neprofitabilă din punct de vedere economic. Pentru a simplifica sarcina, trebuie să combinați toate înfășurările statorului ale generatoarelor într-o singură carcasă. Un astfel de generator se numește generator de curent trifazat (Fig. 3.4.a). Când rotorul începe să se rotească, a

a) b)

Orez. 3.4. Exemplu de sistem de curent alternativ trifazat

a) generator de curent trifazat; b) cu trei generatoare;

schimbarea e.m.f. inducţie. Datorită faptului că înfășurările se deplasează în spațiu, fazele de oscilație din ele se deplasează, de asemenea, una față de alta cu 120°.

Pentru a conecta un alternator trifazat la un circuit, trebuie să aveți 6 fire. Pentru a reduce numărul de fire, înfășurările generatorului și receptorilor trebuie să fie conectate între ele, formând un sistem trifazat. Există două tipuri de conexiuni: stea și triunghi. Când utilizați ambele metode, puteți economisi cablurile electrice.

Conexiune stea

De obicei, un generator de curent trifazat este reprezentat ca 3 înfășurări statorice, care sunt situate la un unghi de 120 ° una față de alta. Începuturile înfășurărilor sunt de obicei desemnate prin litere A, B, C, iar capetele - X, Y, Z. În cazul în care capetele înfășurărilor statorului sunt conectate la un punct comun (punctul zero al generatorului), metoda de conectare se numește „stea”. În acest caz, firele numite liniare sunt conectate la începuturile înfășurărilor (Fig. 3.5 din stânga).

Receptoarele pot fi conectate în același mod (Fig. 3.5., dreapta). În acest caz, firul care conectează punctul zero al generatorului și receptorilor se numește zero. Acest sistem de curent trifazat are două tensiuni diferite: între firul de linie și neutru sau, ceea ce este același, între începutul și sfârșitul oricărei înfășurări statorice. Această valoare se numește tensiune de fază ( Ul). Deoarece circuitul este trifazat, tensiunea de linie va fi v3 ori mai mult decât faza, adică: Ul = v3Uф.