Что такое период переменного тока: Период и частота переменного тока

Содержание

Период и частота переменного тока

Под этим термином «переменный электрический ток» следовало бы понимать ток, изменяющийся во времени любым образом, соответственно введенному в математику понятию «переменная величина». Однако в электротехнику термин «переменный электрический ток» вошел в значении электрического тока, вменяющегося по направлению (в противовес электрическому току постоянного направления), а следовательно, и по величине, так как физически нельзя представлять себе изменения электрического тока по направлению без соответствующих изменений по величине.

Движение электронов в проводе сначала в одну сторону, а затем в другую называют одним колебанием переменного тока. За первым колебанием следует второе, затем третье и т. д. При колебаниях тока в проводе вокруг него происходит соответствующее колебание магнитного поля.

Время одного колебания называют периодом и обозначают буквой Т. Период выражают в секундах или в единицах, составляющих доли секунды. К ним относятся: тысячная доля секунды — миллисекунда (мс), равная 10

-3 с, миллионная доля секунды — микросекунда (мкс), равная 10^-6 с, и миллиардная доля секунды — наносекунда (нс), равная 10^-9 с.

Важной величиной, характеризующей переменный ток, является частота. Она представляет собой число колебаний или число периодов в секунду и обозначается буквой f или F. Единицей частоты служит герц, названный в честь немецкого ученого Г. Герца и обозначаемый сокращенно буквами Гц (или Hz). Если в одну секунду происходит одно полное колебание, то частота равна одному герцу. Когда в течение секунды совершается десять колебаний, то частота составляет 10 Гц. Частота и период являются обратными величинами:

При частоте 10 Гц период равен 0,1 с. А если период равен 0,01 с, то частота составляет 100 Гц.

Частота — важнейшая характеристика переменного тока. Электрические машины и аппараты переменного тока могут нормально работать только на той частоте, на которую они рассчитаны. Параллельная работа электрических генераторов и станций на общую сеть возможна только на одной и той же частоте. Поэтому во всех странах частота переменного тока, производимого электростанциями, стандартизуется законом.

В электрической сети переменного тока частота равна 50 Гц. Ток пятьдесят раз в секунду идет в одну сторону и пятьдесят раз в обратную. Сто раз в секунду он достигает амплитудного значения и сто раз становится равным нулю, т. е. сто раз меняет свое направление при переходе через нулевое значение. Лампы, включенные в сеть, сто раз в секунду притухают и столько же раз вспыхивают ярче, но глаз этого не замечает, благодаря зрительной инерции, т. е. способности сохранять полученные впечатления около 0,1 с.

При расчетах с переменными токами пользуются также угловой частотой, она равна 2пиf или 6,28f. Ее следует выражать не в герцах, а в радианах в секунду.

При принятой частоте промышленного тока 50 гц максимально возможное число оборотов генератора — 50 об/сек (р = 1). На такое число оборотов строятся турбогенераторы, т. е. генераторы, приводимые паровыми турбинами. Число оборотов гидротурбин и приводимых ими гидрогенераторов зависит от природных условий (прежде всего от напора) и колеблется в широких пределах, снижаясь иногда до 0,35 — 0,50 об/сек.

Число оборотов оказывает большое влияние на экономические показатели машины — габаритные размеры и вес. Гидрогенераторы с несколькими оборотами в секунду имеют наружный диаметр в 3 — 5 раз больший и вес во много раз больший, чем турбогенераторы той же мощности с n = 50 об/сек. В современных генераторах переменного тока вращается их магнитная система, а проводники, в которых индуктируется э.д.с, размещаются в неподвижной части машины.

Переменные токи принято разделять по частоте. Токи с частотой меньше 10000 Гц называют токами низкой частоты (токами НЧ). У этих токов частота соответствует частоте различных звуков человеческого голоса или музыкальных инструментов, и поэтому они иначе называются токами звуковой частоты (за исключением токов с частотой ниже 20 Гц, которые не соответствуют звуковым частотам). В радиотехнике токи НЧ имеют большое применение, особенно в радиотелефонной передаче.

Однако главную роль в радиосвязи выполняют переменные токи с частотой более 10000 Гц, называемые токами высокой частоты, или радиочастоты (токи ВЧ). Для измерения частоты этих токов применяют единицы: килогерц (кГц), равный тысяче герц, мегагерц (МГц), равный миллиону герц, и гигагерц (ГГц), равный миллиарду герц. Иначе килогерц, мегагерц и гигагерц обозначают kHz, MHz, GHz. Токи частотой в сотни мегагерц и выше называют токами сверхвысокой или ультравысокой частоты (СВЧ и УВЧ).

Радиостанции работают с помощью переменных токов ВЧ, имеющих частоту от сотен килогерц и выше. В современной радиотехнике для специальных целей применяются токи с частотой в миллиарды герц и имеются приборы, позволяющие точно измерять такие сверхвысокие частоты.

Вызвать электрика в Ростове на Дону можно по телефонам 89081775067 и 241 92 67

http://rostovelectric.ru/
http://vk.com/elektrik89381019528
http://ok.ru/group/51833654542481
http://vk.com/stroikarus
http://elektrik-rostov-do.wix.com/220-380

http://vk.com/gruzoperevozki_rostov_61
http://vk.com/parket_rostov_89064173503
https://vk.com/moto_rostov_na_donu
https://www.instagram.com/motoelektrik_rnd/
https://vk.com/skuter_rostov
https://ok.ru/group/54561223475345
https://yandex.ru/uslugi/profile/AlexSergeev-204022
https://vk.com/motovel
http://89081775067.tt34.ru/
http://wikimapia.org/39762599/ru/

263

Период переменного ток — Энциклопедия по машиностроению XXL

В электротехнике фазу и разность фаз раньше иногда определяли единицей электрический градус , которому соответствовал промежуток времени, составляющий 1/360 периода переменного тока. Поскольку частота переменного тока во всех электрических сетях СССР составляет 50 Гц, то электрическому градусу соответствует промежуток времени 55,6 мкс. [c.142]

Электромагнитные возбудители колебаний (ЭМВ) создают силу в результате взаимодействия ферромагнитного якоря с переменным магнитным полем, возбуждаемым магнитной системой в воздушных зазорах между якорем и ее полюсами. Если в зазорах магнитной системы ЭМВ действует только переменная составляющая магнитного поля Ф и отсутствует постоянная составляющая Фо, якорь испытывает притяжение к полюсам дважды за период переменного тока. Основная гармоника переменного тока совершенно отсутствует в спектре частот переменной силы. Кроме того, на якорь действует постоянная составляющая переменной силы, притягивающая его к полюсам. Поляризация магнитной системы постоянным магнитным полем исключает удвоение частоты колебаний, но увеличивает постоянную составляющую переменной силы

[c.267]

Действующее или эффективное значение переменного тока равно такому значению постоянного тока, который за тот же отрезок времени, равный одному или целому числу периодов переменного тока, выделит в некотором сопротивлении такое же количество тепла, как и данный переменный ток [c.519]

Цикл сварки. Длительность одного цикла (в периодах переменного тока 50 гц) определяется по формуле [c.381]

Промежуточное положение по своим параметрам занимает дуга переменного тока. Так как в течение периода переменного тока электрод является попеременно катодом и анодом, то стойкость электрода обеспечивается. Разрушение окисной пленки в полупериод обратной полярности происходит достаточно интенсивно, хорошее качество сварного соединения обеспечивается. Главный недостаток дуги переменного тока — низкая устойчивость повторных зажиганий при смене полярности. Это усугубляется в сжатой дуге, так как ее столб интенсивно охлаждается плазмообразующим газом. Чтобы повысить устойчивость дуги, нужно или высокое напряжение источника питания, или специальные сложные стабилизаторы. Поэтому сжатая однофазная дуга переменного тока используется мало.

[c.226]

Амплитудные значения тока и напряжения. Частота, период переменного тока. Начальная фаза, сдвиг фаз. [c.318]

К катушке 5 подводится напряжение однофазного переменного тока, причем при прохождении напряжения через нуль магнитный поток катушки исчезает и якорь стремится отойти от сердечника (ярма). Это вызывает вибрацию якоря и гудение контактора. Для устранения этого явления магнитную систему контакторов переменного тока всегда снабжают короткозамкнутым витком, представляющим собой медную рамку, закрепленную в прорезях 6 ярма или якоря. Короткозамкнутый виток создает магнитный поток, отстающий от основного потока на четверть периода переменного тока, и удерживает якорь при прохождении напряжения через нуль, значительно снижая гудение магнитной системы контактора.

[c.115]

После усреднения по периоду переменного тока получим уравнение [c.327]

Мощность прямых потерь можно подсчитать по уравнению для средней мощности за период переменного тока [c.146]

Короткозамкнутый виток создает магнитный поток, отстающий от основного потока на четверть периода переменного тока, и удерживает якорь при прохождении напряжения через нуль, значительно снижая гудение магнитной системы контактора. [c.134]

В табл. 97 приведены данные о скорости и глубине нагрева в зависимости от частоты периодов переменного тока.

[c.241]

Рассмотрим теперь случай включения линии и для простоты возьмем случай включения на напряжение постоянного тока. При включении на переменный ток явление бу-г дет протекать приблизительно таким же образом, как и при включении на постоянный ток, в виду того, что продолжительность установления напряжения будет мала по сравнению с периодом переменного тока и напряжение переменного тока не успеет сильно измениться за период времени зарядки линии, т. к. последний процесс будет протекать весьма быстро. При включении линии на напряжение постоянного тока в линию устремится волна напряжения [c.88]

Большинство современных машин для контактной сварки оснащено электронными регуляторами времени и прерывателями. Деления шкалы регулятора соответствуют определенному промежутку времени в секундах (см. табл. 4). Деления шкалы прерывателей типа ПИТ и ПИШ соответствуют периодам переменного тока промышленной частоты (каждое деление равно одному периоду или 0,02 сек). [c.95]

Длительность срабатывания пневматического реле лежит в пределах от нескольких периодов переменного тока (50 гг ) до 1,5—2 сек. При опускании штока воздух беспрепятственно проходит из верхней камеры в нижнюю через отверстие, открываемое клапаном. [c.207]

Формирование соединения можно проследить на полосах толщиной 2 мм при длительном нагреве рельефа М (см. рис. 56, 6). После протекания двух волн (периодов) переменного тока рельеф расплавляется по наружному кольцу контакта (рис. 58) и начинает деформироваться в сторону углубления. Обратная деформация завершается полностью к 14 периоду. Расплав в центре рельефа появляется в [c.81]

Длительность t обычно кратна периоду переменного тока (0,02 сек). [c.99]

Между частотой и периодом переменного тока существует опре-ле. енная взаимосвязь, выражаемая следующей формулой [c.19]

Работа такого реле основана на односторонней проводимости усилительной лампы Л и фотоэлемента Ф. За каждый период переменного тока на аноде лампы Л и фотоэлемента Ф в течение одного полупериода приложено положительное напряжение, а в течение другого — отрицательное. В течение отрицательного полупериода через лампу и фотоэлемент ток не протекает, независимо от освещенности фотоэлемента. Во время положительного полупериода здесь [c.170]

За каждый период переменного тока на аноде электронной лампы в течение одного полупериода получается положительное напряжение, а в течение другого— отрицательное. Когда на аноде лампы действует отрицательная полуволна напряжения, ток через лампу пройти вообще не может, независимо от того, положительно или отрицательно заряжена сетка. [c.185]

Длительность импульса от 10″ до 10-= сек т. е. от Vio ДО 1 периода переменного тока [c.519]

Периодом переменного тока называется время Т, в течение которого ток или э. д. с. совершает полный цикл своего изменения. [c.497]

Диаграмма цикла импульсной серии в линии связи приведена на рис, 24. Цикл импульсной серии состоит из п периодов переменного тока, соответствующих числу щагов распределителя, причем нечетные полупериоды [c.52]

В большинстве случаев при активной нагрузке магнитного усилителя переходным процессом в цепи нагрузки магнитного усилителя можно пренебречь, так как пере.ходный процесс в этой цепи обычно зату.хает в течение 0,5—1,0 периода переменного тока. Таким образом, можно считать, что инерционность магнитного усилителя в основном определяется инерционностью цепи управления. [c.80]

Средней мощностью Р переменного тока называется отнесенная к единице времени работа А, совершенная переменным током за время Т, где Т — период переменного тока [c.311]

Время полного изменения ЭДС (0-> ш->0->— 0) называется периодом переменного тока Г. Число периодов в одну секунду называется частотой (/). [c.136]

На полосах толщиной 2 мм при длительном нагреве рельефа МИС (рис. 136, б) после двух периодов переменного тока рельеф расплавляется по наружному кольцу кон- [c.163]

Рис. 11.101. Электромагнитный молоток Беви с одной катушкой, работающей без переключателей и выпрямителей. При протекании импульса тока электромагнитные силы катушки 1, преодолевая упругие силы предварительно затянутой гайкой 3 пружины 4, втягивают боек 2. При уменьшении тока силы упругости пружины, преодолевая электромагнитные, толкают боек, ударяющий по инструменту. За один период переменного тока боек сделает два удара или 6000 ударов в минуту.

Поэтому точки А к Б будут иметь одинаковый потенциал, и тока в диагонали моста, куда включен измерителы1ый прибор, не будет. Теперь допустим, что к сопротивлению, например, Л, будет подключен генератор переменного тока. Исключим явный случай разбаланса, когда внутреннее сопротивление генератора соизмеримо с Л,. Предположим, что оно достаточно велико. Магнитоэлектрический гальванометр в диагонали моста реагирует лишь на постоянный или очень медленно меняющийся (доли герца) ток. Если генератор вьщает напряжение с низкой частотой, то прибор будет фиксировать изменение потенциала точки А и не постоянно, а периодически. Условие задачи требует учета только того обстоятельства, когда нарушается линейная зависимость между током и напряжением. Типичными нелинейными элемжтами электрических цепей являются полупроводниковые вентили, транзисторы, электронные лампы и т. п. Однако при очень больших токах нелинейные свойства достаточно сильно проявляются и у проволочных сопротивлений. В частности, если R будет работать в нелинейном режиме, то мост окажется разбалансированным, так как среднее значение Л, возрастает. Слово среднее» подчеркивает, что R, меняется периодически при переходе границ линейного участка. Однако инертный стрелочный гальванометр не реагирует на эти мгновенные изменения. Оно может обнаружить разбалансировку моста, которая происходит из-за увеличения R в среднем за время целого периода переменного тока. Разбаланса моста мы практически не обнаружим. [c.170]

Полученные фотографии показали, что при отсутствии магнитного поля, т.е. когда на ножку дуги действует только газовый вихрь, ее движение происходит скачкообразно. Интервал времени между двумя скачками колеблется в широких пределах и не связан с периодом переменного тока. Рассматривая процесс поведения ножки дуги за достаточно длинные промежутки времени, можно было сделать вывод, что перемещение ножки происходит преимущественно в направлении вращения газового вихря, при этом средняя частота вращшия ножки составила приблизительно 65 с [c.185]

Обычно работа магнитного усилителя в режиме насыщения имеет место лишь в определенную часть периода переменного тока. Чем больше величина тока подмагни-чивающего поля, созданного ампер-витками обмотки управления, тем большую часть периода магнитный усилитель работает в режиме насыщения и тем больше среднее значение тока, протекающего через силовые обмотки усилителя и внешнюю нагрузку. Таким образом, изменением тока обмотки подмагничивания можно регулировать величину тока главной цепи. - [c.68]

Кривая изменения направления и напряжения тока называется синусоидой. Время, в течение которого происходит весь цикл изменений — у Время тока, называется периодом (отрезок АВ) и обозначается буквой Т. Отрезки ЛС и СВ соответствуют полу-периоду. Переменный ток, применяе-мый для промышленных и бытовых еГо гГ целей, обычно меняется со скоростью 50 пер1сек. [c.10]

Градус электрический — внесистемная ед., в к-рой в электротехнике иногда выражают фазу и разность фаз. Г. э. соответствует промежутку времени, составляющему 1/360 периода переменного тока. При частоте эпектр. тока в 50 Гц Г. э, соответствует 55,6 мкс. [c.254]

Для измерения продолжительности импульсов кодов служит циклограф, показывающий результат измерения в циклах (периодах) переменного тока (равных 0,02 сек.). [c.495]

При включении циклографа в сеть переменного тока якорь перфоратора приходит в колебательное движение и при пропускании между его зубцами обычной телеграфной ленты набивает на ней два ряда точек расстояние между двумя точками одного ряда соответствует одному циклу (периоду) переменного тока, равному 0,02 сек. [c.495]

Легко показать, что для перлитной стали при = 1550° С и Гг = 1370° С (температура плавления FeO) и при обычном градиенте температуры 2000—4000° С/сл1 кристаллизация слоя стали толщиной 0,1—0,3 мм продлится 0,02—0,01 сек., т. е. интервал кристаллизации соизмерим с периодом переменного тока. Допустимый интервал М уменьщается при уменьщенин разности Г] — Гг. Эта разность температур у аустенитных сталей примерно в 1,5 раза меньще, чем у углеродистых. Для получения соединения необходимого качества осадка заготовок должна производиться за время, меньщее, чем время кристаллизации тонкого слоя расплавленного металла. Поэтому для стыковой сварки полезно ув-е личение начальной скорости осадки. [c.67]

ДИСПЕРСИЯ, изменение нек-рого физич. параметра в занисимости от частоты колебаний внешнего фактора напр, дисперсия алект-ропровэдности — изменение олектропроводно-сти при изменении периода переменного тока, проходящего через электролит. В большинстве случаев под дисперсией понимают дисперсию света (см,). [c.422]

Пара сил 359 Парабола 85, 198, 199 Параболоид 90, 192 Парадокс гидростатический 4П Пара источник—сток 418 Параллелограм 84, 112 Параллелепипед 87, 115 Параминобензолсульфо-кислоты 306 Парафины 295 Парахор 343 Паскаль 200, 409 Паули 324 Пептизация 350 Перекись водорода 275 Переместительность 91 Перемещение виртуальное 410 Перемычки (фильтрация)474 Перестановки 100 Периметр 109 Периодическая система элементов Менделеева 269 Периодический закон Менделеева 269 Период переменного тока 497 [c.620]

Переменным током обычно называют такой ток, направление которого меняется периодически, определенное число раз в единицу времени. Переменный ток может быть одно-, двух-, трех- и многофазным. Трехфазньш переменным током, в частности, называется система токов, отличающихся друг от друга в своих изменениях (по фазе) на /з периода. Переменный ток, даваемый электрическими генераторами, изменяется по времени по синусоидальному закону. Графическое изображение однофазного переменного тока показано на фиг. 104. [c.136]

В герметичн о-п рочных швах 5,рУ сталей обычно близок к 2 — 2,5 б, а у алюминиевых сплавов к 3 б. Он увеличивается с увеличением Ус и 4 и уменьшается с уменьшением Длительность 4 обычно кратна периоду переменного тока (0,02 с). Ориентировочные режимы (см. табл. 19, 20) корректируют в зависимости от вида оборудования и требований к соединению. [c.147]

Ветвь В4 — проверка технологического этапа импульсной сварки. Если программа движется по ветви В4, а сигнал о сварке в КСР отсутствует, то это означает, что требование робота о задании сварки стоит в очереди в ПРЭ при этом подсчитывается и засылается в БСИ время нахождения робота в очереди. При выполнении сварки подсчитывается длительность импульса сварки (в виде количества периодов переменного тока) и сравнивается с заданной по циклограмме. Затем идет проверка на конец числа импульсов сварки и в зависимости от нее задается либо пауза сварки, либо проковка и формируются соответствующие УСР и УСЦТП. [c.209]

Переменный синусоидальный ток

Переменный ток — это ток, который периодически изменяется как по модулю, так и по направлению. Появляется переменный ток благодаря электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция это явление возникновения тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока проходящего через него. Чтобы понять, как именно возникает ток, представим себе рамку (кусочек проволоки прямоугольной формы), которая находится под воздействием магнитного поля B.

Пока рамка находится в покое, тока в ней нет. Но как только мы начнём её поворачивать, электроны, которые находятся в рамке, начнут перемещаться вместе с ней, то есть двигаться в магнитном поле. Вследствие этого магнитное поле начинает действовать на электроны, заставляя их двигаться по рамке. Чем больше линий магнитного поля пронизывает рамку, тем сила действующая на электроны больше, следовательно, и электрический ток тоже. Получается, что ток достигает максимума в момент, когда рамка перпендикулярна магнитному полю (наибольшее количество линии пронизывает рамку) и равен нулю, когда параллельна (наименьшее количество линии пронизывает рамку). Соответственно и сила, которая действует на электроны, тоже изменяется. После прохождения момента, когда рамка параллельна вектору магнитной индукции B, ток в ней начинает течь в обратную сторону.

Ток, который получается при вращении рамки, изменяясь во времени, описывает синусоиду, то есть является синусоидальным. Переменный синусоидальный ток является частным случаем периодического переменного тока. Закон, описывающий изменение тока, имеет вид:

Амплитуда Im – это наибольшая абсолютная величина, которую принимает периодически изменяющийся ток.

Начальная фаза ψ — аргумент синусоидального тока (угол), отсчитываемый от точки перехода тока через нуль к положительному значению.

Время, за которое ток в проводнике дважды изменяет своё направление, называют периодом T. Период измеряется в секундах.

Циклической частотой f называется величина обратная периоду . Измеряется в Герцах, в домашней розетке циклическая частота тока равна 50 Гц, её также называют промышленной частотой. При такой частоте период тока равен , это значит, что за две сотых секунды ток в нашей розетке меняет свое направление два раза.

Угловая частота ω показывает с какой скоростью изменяется фаза тока и определяется как

Среднее значение Iср синусоидального тока за период Т определяют из геометрических представлений: площадь прямоугольника с основанием T/2 и высотой Iср приравнивают площади ограниченной кривой тока:

После упрощения получаем формулу:

Действующее значение синусоидального тока определяется из энергетических представлений: действующий ток равен по величине такому постоянному току I, который в активном сопротивлении R за период Т выделяет такое количество энергии, как и данный ток i. То есть действующее значение, это своеобразная аналогия между переменным и постоянным током.
Для синусоидального тока действующее значение определяется по формуле:

или

Это основное что нужно знать о переменном синусоидальном токе.

Читайте также — Мгновенная мощность

Частота электрического тока: определение, формула, характеристики

Переменный ток имеет ряд важных характеристик, влияющих на его физические свойства. Одним из таких параметров является частота переменного тока. Если говорить с точки зрения физики, то частота – это некая величина, обратная периоду колебания тока. Если проще – то это количество полных циклов изменения ЭДС, произошедших за одну секунду.

Известно, что переменный ток заставляет электроны двигаться в проводнике сначала в одну сторону, потом — в обратную. Полный путь «туда-обратно» они совершают за некий промежуток времени, называемый периодом переменного тока. частота же является количеством таких колебаний за 1 секунду.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

В качестве единицы измерения частоты во всем мире принят 1 Гц (в честь немецкого ученого Г.Герца), который соответствует 1 периоду колебания за 1 секунду.

В республиках бывшего СССР стандартной считается частота тока в 50 Гц.

Это значит, что синусоида тока движется в течение 1 секунды 50 раз в одном направлении, и 50 — в обратном, 100 раз проходя чрез нулевое значение. Получается, что обычная лама накаливания, включенная в сеть с такой частотой, будет затухать и вспыхивать примерно 100 раз за секунду, однако мы этого не замечаем в силу особенностей своего зрения.

Для измерения частоты переменного тока применяют приборы, называемые частотомерами. Частотомеры используют несколько основных способов измерения, а именно:

Метод дискретного счета;

Метод перезаряда конденсатора;

Резонансный метод измерения частот.

Метод сравнения частот; в качестве:

Метод дискретного счета основывается на подсчете импульсов необходимой частоты за конкретный промежуток времени. Его наиболее часто используют цифровые частотомеры, и именно благодаря этому простому методу можно получить довольно точные данные.

Более подробно о частоте переменного тока Вы можете узнать из видео:

Метод перезаряда конденсатора тоже не несет в себе сложных вычислений. В этом случае среднее значение силы тока перезаряда пропорционально соотносится с частотой, и измеряется при помощи магнитоэлектрического амперметра. Шкала прибора, в таком случае, градуируется в Герцах.

Погрешность подобных частотомеров находится в пределах 2%, и поэтому такие измерения вполне пригодны для бытового использования.

Резонансный способ измерения базируется на электрическом резонансе, возникающем в контуре с подстраиваемыми элементами. Частота, которую необходимо измерить, определяется по специальной шкале самого механизма подстройки.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Такой метод дает очень низкую погрешность, однако применяется только для частот больше 50 кГц.

Метод сравнения частот применяется в осциллографах, и основан на смешении эталонной частоты с измеряемой. При этом возникают биения определенной частоты. Когда же частота этих биений достигает нуля, то измеряемая частота становится равной эталонной. Далее, по полученной на экране фигуре с применением формул можно рассчитать искомую частоту электрического тока.

Ещё одно интересное видео о частоте переменного тока:

переменный ток

Поэтому, наша обыкновенная лампочка(или, например, обогревательный прибор)будет одинаково работать как при переменном напряжении, изменяющегося от нуля до 310В, так и при постоянном напряжении 220В. А 12-вольтовая лампочка будет одинаково светить как от источника переменного напряжения величиной 12В(изменяющегося от нуля до 16,8В), так и от любой батарейки или аккумулятора(а они являются, как известно, источниками постоянного напряжения). Итак, запомните!!!

1)электрический ток(напряжение), который периодически изменяет свое направление и величину, называется переменным током. Любой переменный ток характеризуется в основном своей частотой, амплитудой и действующим значением;

2)приборы, предназначенные для измерения переменного тока, показывают его действующее значение;

3)напряжение измеряют вольтметром(или комбинированным прибором — авометром), ток — амперметром(или комбинированным прибором — авометром). Также ток можно измерять так называемыми токовыми клещами. Служат они для бесконтактного измерения тока — рабочая часть прибора образует кольцо вокруг измеряемого провода и по величине электромагнитного поля, действующего на рабочую часть прибора, выводится информация на его небольшой дисплей о величине протекающего тока. Авометр — это комбинированный прибор(его в простонародье еще называют просто тестером), который полностью в своем техпаспорте называется ампервольтомметром и служит для измерения и тока, и напряжения, и сопротивлений. А цифровые модели могут измерять и частоту напряжения(тока), и емкости конденсаторов и другие вещи — это уж как задумает разработчик;

4)зная значение(действующее) переменного напряжения, всегда можно узнать его максимальное значение(не забудьте — оно меняется по синусоидальному закону). А связь здесь такая —

Umax = 1,4U, где U — действующее значение, а Umax — максимальное значение(амплитуда)… На этом пока всё!

интенсивность колебания зарядов в электрической сети, способы измерения

Направленное движение заряжённых частиц под действием электрической движущей силы (ЭДС) называют электротоком, он бывает переменным и постоянным. В последнем случае перемещение нуклонов происходит во времени стабильно, а в первом — периодически обращает направление и величину. Один из основных параметров переменного тока — частота. Зависит характеристика от периодичности колебаний электронов, может измеряться несколькими способами и приборами.

Переменный электрический ток

В английском языке этому термину соответствует выражение alternating current — аббревиатура AC, в энерготехнике как буквенное обозначение используют знак тильда (~). Переменный ток изменяется в периоде по синусоиде. Источниками служат генераторы, вырабатывающие ЭДС посредством электромагнитной индукции. Характеризуется АС следующими параметрами:

напряжение сети U в вольтах;
сила тока I=Q/Δt, [A] — количество зарядов, прошедших через поперечник проводника в единицу времени;
период Т — отрезок времени полного цикла изменений;
частота f — количество колебаний в течение секунды: f =1/Т, [Гц] в отечественных сетях стандарт 50 герц;
плотность тока j=I/S, [A/мм2] — векторная величина, где S площадь сечения проводника, направление j совпадает с курсом движения электронов;
фаза — состояние АС, может быть одно- и многофазным;
амплитуда I max — высота синусоиды, максимальная величина мгновенно достигаемого за период значения тока.

В энергетике преимущественно используются трёхфазные сети: 3 отдельных электроцепи с одинаковыми напряжением и частотой при сдвиге φ=120°. От стабильности колебательных движений нуклонов в системе зависит устойчивость и надёжность работы всей энергосети.

Период пульсаций и частота

Физическая сущность переменного тока заключается в перемещении электронов в проводнике сначала в одном направлении, затем в другую сторону. Полный цикл движений туда и обратно совершается за определённый период, определяемый по частоте колебаний: Т=1/ f.

Интенсивность циклов

Для условий электросетей России показатель f =50 Гц, а время одной пульсации составляет Т=1/50=0,02 секунды. Обратная связь двух параметров позволяет определить частоту ~ тока по длительности сигнала: f =1/0,02=50 Гц.

Один герц означает 1 колебание за секунду. Чем быстрее изменяется электродвижущая сила, тем скорее обращается радиус-вектор и сокращается период. Соответственно, при форсировании оборотов возрастает частота: величины Т и f обратно пропорциональны, чем больше одна, тем меньше вторая. Значения характеристики f изменяются в широких пределах, что предопределяет использование расширенной терминологии:

Количество нулей после единицы	Приставка к размерности герц
3 (тысяча)	Кило (кГц)
6 (миллион)	Мега (мГц)
9 (миллиард)	Гига (ГГц)

В зависимости от величины частота переменного тока подразделяется на следующие подгруппы:

промышленные: 16―25 Гц на железнодорожных сетях некоторых стран, 25 и 75 Гц в схемах блокировки рельсовых цепей, в автономных системах авиационной и военной энергетики — 400 Гц, на некоторых производственных и сельскохозяйственных установках 200―400 Гц;
звуковые находятся в интервале 20―20000 Гц (20 кГц), в передающих антеннах — до 1,5 ГГц;
технические: автоматика — используется диапазон от 1 кГц до 1 ГГц, металлургия и машиностроение: плавка, сварка и термообработка металлов;
радиолокационные станции спутниковой связи, спецсистемы ГЛОНАСС, GPS — до 40 ГГц и выше.

Токи высокой частоты (ТВЧ) начинаются с уровня десятков кГц, когда значимо проявляются излучения электромагнитных волн и скин-эффект: заряд, перемещающийся в проводнике, распределяется не по сечению, а в поверхностном слое.

Для выработки ТВЧ используют энергомашинные генераторы и колебательные контуры. В последнем случае устройство представляет собой цепь с включением в состав ёмкости и индуктивности.

Опасность разночастотных зарядов

Эквивалентные по воздействию на организм человека напряжения переменного и постоянного тока, равны соответственно 42 В и 120 В. Неравенство опасности исчезает при достижении ЭДС 500 В, а при больших значениях опаснее становится константный. Проявления неблагоприятного действия последнего — термическое и электролитическое, а переменного — преимущественно выражается в сокращении сосудов, мышц, голосовых связок. При этом определяющее значение на опасность оказывает частота тока:

40―60 Гц — наибольшая угроза поражения, возможность фибрилляции сердца; дальнейшее повышение интенсивности колебаний зарядов приводит к снижению риска, но вероятность гибельности сохраняется в пределах всего диапазона промышленных частот — до 500 Гц;
свыше 10 кГц начинаются ТВЧ — они безопасны до уровня 1 мГц относительно внутренних поражений, что обусловлено скин-эффектом, но вызывают ожог и угроза от них не меньше, чем от постоянных или переменных предшествующей группы;
токи высокой частоты сопровождаются электромагнитными излучениями — с этой стороны существует возможность негативного воздействия на живые организмы.

На относительной безопасности ТВЧ основано их применение в медицине для физиотерапевтических процедур. Тяжесть поражения электротоком зависит не только от физических параметров заряда, но и от состояния организма человека.

Измерительные приборы

Для определения интенсивности колебаний используют осциллограф, на котором можно увидеть частоту и форму сигнала. Существуют также специальные приборы — частотомеры. В них применяют следующие способы определения параметра:

перезаряд конденсатора — среднее значение силы тока пропорционально соотносится с его интенсивностью и измеряется магнитоэлектрическим амперметром со шкалой в герцах;
дискретный счёт — фиксирование импульсов нужной частоты за определённый период, получают данные достаточной точности: погрешность в пределах 2%, этого хороший показатель для бытового применения прибора;
резонансный метод основан на одноимённом электрическом явлении, возникающем в цепи с настраиваемыми элементами; частота — больше 50 Гц, определяется по шкале регулировочного механизма.

Ещё один известный способ применяется в осциллографах, основан на смешивании и сравнении эталонного параметра с измеряемой частотой. Вследствие наложения возникают биения, а при выравнивании на экране устанавливается определённая фигура. Рассчитывают искомую характеристику по зафиксированному графику посредством математических формул.

Электротехника и основы электроники

ЛЕКЦИЯ 5

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК

Переменным током

называется ток, величина и направление кото-

рого изменяются во времени. Мгновенное значение переменного тока оп-

ределяется выражением

)

ω sin(

)

2 sin(

)(

m i

I ti

= +

где

– амплитуда;

ω=2π

[с

-1

] – круговая частота;

f =

[Гц] – цикличе-

ская частота;

– период;

– начальная фаза.

Рис. 5.1. Графические изображения

переменного и импульсного токов:

–

переменный ток;

–

импульсный ток

Рис. 5.2. Осциллограмма

синусоидального тока

Если начало синусоиды сдвинуто влево относительно начала от-

счёта (0), т.е. синусоида в момент времени, равный нулю, имеет поло-

жительное значение, то начальная фаза – положительна. Если начало си-

нусоиды сдвинуто вправо относительно начала отсчёта (0), т.е. синусоида

в момент времени, равный нулю, имеет отрицательное значение, то на-

чальная фаза – отрицательна.

Действующее значение переменного тока

Действующие значение переменного тока

– такое значение посто-

янного тока, которое за один период переменного тока выделит на актив-

ном сопротивление столько же энергии, сколько и переменный:

ω sin

tdt

dt i

∫

Действующее значение переменного тока измеряют приборы элек-

тромагнитной системы.

Переменный ток

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК

Потери мощности из-за сопротивления провод I2R. Потери постоянного тока можно уменьшить, передавая при высоком и низком напряжении. текущие уровни.

Передача постоянного тока на высоком напряжение нецелесообразно, потому что потребуются нагрузки для работы на высоких уровни напряжения.

В отличие от постоянного тока, переменный ток может быть ступенчатым повышения или понижения напряжения с помощью трансформатора.

Напряжение переменного тока (амплитуда) меняется через некоторое время. Он меняет полярность каждые полупериод.

Многие практические электронные цепи требуют постоянного тока. Схема выпрямителя используется для преобразования переменного тока в постоянный.

AC используется для передачи энергии и передача информации.

Электронное оборудование управляет поток информации. Электрооборудование управляет потоком энергии.

Три общих атрибута AC — это амплитуда, частота и фаза.

Синусоидальная волна

Синусоидальная форма волны, или синусоидальная волна — это самая основная и наиболее часто используемая форма переменного тока. Производится AC генератор или электронный генератор.

Пиковое значение и размах

Значение размаха составляет вдвое больше максимального или пикового значения.

Среднее значение

Истинное среднее значение синусоида равна нулю. Для AC среднее значение принимается как среднее за половину только цикл.

Вольтметр постоянного тока покажет истинное среднее значение или ноль при измерении синусоидальной волны.

Эффективное (среднеквадратичное) значение

Эффективное значение — это значение переменного напряжения, которое оказывает такое же нагревательное воздействие на сопротивление, как и равное значение DC.

Vrms = 0,707Vp

Vp = 1,414Vrms

Мгновенные значения

Значение напряжения при конкретный момент — это мгновенное значение.Это значение может быть любым. между положительным пиком и отрицательным пиком.

ЧАСТОТА И ПЕРИОД

Частота

Частота, измеренная в герцах, — количество полных циклов за одну секунду.

60 Гц используется в быту власть в США. В некоторых других странах используется 50 Гц. Более низкие частоты могут вызвать огни мерцать. Более высокие частоты вызывают большие потери мощности.

Период

Период — это время, которое требуется форма волны для завершения одного цикла.Период измеряется в секундах.

Т = 1 / f

f = 1 / Т

ДЛИНА ВОЛНЫ

Расстояние, пройденное форма волны в течение одного цикла — это длина волны.

d = v / f

Электромагнитные (радио) волны

Радиоволны распространяются по скорость света. Чем выше частота, тем короче длина волны. Коротковолновый радиоприемники используются для приема или передачи высокочастотных сигналов.

Звуковые волны

Звуковые волны распространяются на приблизительно 340 м / с (1100 футов / с).

ФАЗОВЫЕ ОТНОШЕНИЯ

Фаза — это количество электрические степени, в которых одна волна опережает или отстает от другой волны.

Диаграммы

Фазор — это величина, которая имеет величину и направление. Величины постоянного тока скалярны, они имеют только величину.

На векторной диаграмме показан амплитуда сигнала относительно фазы.

Несинусоидальные волновые формы

Форма волны, которая не является синусоидальной волна (или косинусоидальная волна) — это несинусоидальная форма волны.

Импульсная волна

Форма пульсовой волны обычно используется для передачи цифровой информации.

Рабочий цикл — это отношение ширина импульса до периода одного цикла.

DC = PW / T

DC = рабочий цикл

PW = ширина импульса (с)

T = период (с)

Рабочий цикл можно выразить как процент, умноженный на 100.

Квадратная волна

Форма импульса с долей цикл 0,5 или 50% представляет собой прямоугольную волну.

Пилообразная волна

Треугольная волна

ГАРМОНИЧЕСКИЕ ЧАСТОТЫ

Точные целые числа, кратные основной частоты все называются гармониками. Вторая гармоника 100 Форма волны Гц составляет 200 Гц. Третий гарноник — 300 Гц. Второй гарноник имеет один половина амплитуды основной частоты.Третья гармоника имеет одна треть основной частоты.

Единицы измерения частоты

Октава — обычная единица для частотных кратных.

Physics4Kids.com: Электричество и магнетизм: переменный ток

В нашем мире есть два основных типа тока. Один из них — постоянный ток (DC), который представляет собой постоянный поток электронов в одном направлении. Другой — переменный ток, который представляет собой поток зарядов, меняющий направление.Такие ученые, как Charles Proteus Steinmetz и Nikola Tesla , добились больших успехов, когда мощность переменного тока была просто научным экспериментом. Заряды (электроны) всегда должны течь, чтобы иметь ток. Однако поток зарядов не всегда должен быть в одном направлении. В переменном токе заряды движутся в одном направлении в течение очень короткого времени, а затем меняют направление. Это происходит снова и снова.

Ученые описывают цикл переключения направлений как , частота .Частота измеряется в Гц (Гц). Говорят, что токи, которые циклируют чаще в течение определенного промежутка времени, имеют более высокую частоту. Переменный ток переключает 60 раз в секунду в США.

Поскольку Интернет является глобальным ресурсом, мы также должны упомянуть, что в мире существуют разные частоты переменного тока. Хотя все мы используем переменный ток, переключение происходит по-разному в течение определенного периода времени. В большинстве стран используются частоты переменного тока 50 или 60 герц.

Почему мы используем переменный ток во всем мире? Дешевле и проще изготавливать устройства на переменный ток. Это дешевле, потому что вы можете очень легко увеличивать и уменьшать ток для сети переменного тока. Выключатели питания переменного тока также дешевле в производстве. Вероятно, самым большим преимуществом переменного тока является то, что вы можете использовать высокое напряжение , с малыми токами, чтобы уменьшить потери при передаче энергии. Помните, что потеря энергии увеличивается с увеличением количества столкновений, а уменьшение тока уменьшает количество столкновений (и снижает нагрев проводов).Вы можете передавать энергию постоянным током, но при передаче постоянного тока теряется много энергии. Вам придется приложить гораздо больше усилий, чтобы передать мощность постоянного тока на такое же расстояние. БОЛЬШОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: НИКОГДА не прикасайтесь к розеткам в доме . Вы получите удар током. Электричество — это нечто большее, чем напряжение. Это нынешний , который убьет вас.

Проще всего увидеть в действии мощность переменного тока — это ваш дом. Все приборы и свет в вашем доме, вероятно, отключены от сети переменного тока. Существуют также преобразователи мощности, которые преобразуют мощность постоянного тока в мощность переменного тока, когда вам нужно электричество, и вокруг нет розеток (например, в кемпинге).

Или выполните поиск на сайтах по определенной теме.

Основы электротехники — концепции переменного тока

Основы электротехники — концепции переменного тока

А. Бхатия, Б.

Краткое содержание курса

Электричество вы получаете от электрической розетки переменный ток (AC).Есть много бытовые приборы, такие как компьютеры и телевизоры, которые фактически работают от постоянного тока, в то время как другие электрические бытовые приборы, такие как холодильники, кондиционеры, освещение и т. д. могут быть спроектированы как для переменного, так и для постоянного тока.

Так как некоторые виды Для питания нагрузок требуется только постоянный ток, а другие могут легко работать на любом Переменного или постоянного тока, естественно возникает вопрос: «Почему бы полностью не отказаться от AC и просто использовать DC для всего? »Этот вопрос дополняется тем фактом, что что в некотором смысле с AC труднее обращаться, а также использовать.Тем не менее, там является очень практической причиной, которая отменяет все другие соображения для широко распространенного распределенная электрическая сеть. Все сводится к вопросу о стоимости.

Этот трехчасовой курс материал дает представление об основных понятиях переменного тока и полностью основан на материалах для военно-морского образования и обучения (NAVEDTRA 14173), Электричество и электронные учебные серии; Модуль-2 «Понятия переменного тока». и охватывает главу 1.

Курс включает тест с несколькими вариантами ответов в конце, который предназначен для улучшения понимания конечно материалы.

Обучение Объектив

По завершении этого курса студент сможет:

Укажите разницу между переменным и постоянным напряжением и током;
Укажите преимущества передачи энергии переменного тока над передачей энергии постоянного тока;
Государство левых ручная линейка для дирижера;
Укажите отношения между током и магнетизмом;
Укажите методы с помощью которых может генерироваться мощность переменного тока;
Укажите отношения между частотой, периодом, временем и длиной волны;
Вычислить полный размах, мгновенные, действующие и средние значения напряжения и тока;
Вычислить разность фаз между синусоидальными волнами; и Объясните, как использовать закон Ома в переменном токе. схемы.

Целевая аудитория

Этот курс нацелен на студентов, профессиональных инженеров, техников по обслуживанию, энергоаудиторов, обслуживающий и обслуживающий персонал, инженеры и широкая публика.

Введение в курс

AC — это переменный Текущий. Ток течет в одном направлении в течение определенного периода времени, а затем переключается направление, идущее в обратном направлении. Он меняет направление снова и снова непрерывно.В Соединенных Штатах переменный ток в линиях электропередачи переключается. направление, вперед-назад, затем назад-вперед, 60 раз в секунду. Это частота 60 циклов и называется электричеством переменного тока 60 Гц.

Обычная форма сигнала в цепи питания переменного тока представляет собой синусоидальную волну, что приводит к наиболее эффективная передача энергии. Однако в некоторых приложениях разные используются формы волны, такие как треугольные или прямоугольные волны. Переменное напряжение и ток имеют ряд свойств, связанных с любой такой формой волны.В наиболее важными из этих свойств являются частота и амплитуда, так как некоторые типы оборудования с электрическим приводом должны быть спроектированы с учетом частоты и напряжение ЛЭП. В этом контексте длина волны обычно не важна, но становится гораздо более важным, когда мы начинаем работать с сигналами на значительном более высокие частоты.

Содержание курса

В этом курсе вы необходимы для изучения военно-морских учебных и учебных материалов (NAVEDTRA 14173), Учебные серии по электричеству и электронике; Модуль-2 «Концепции чередования. Текущая «Глава 1:

Концепции переменного тока (Глава 1, NAVEDTRA 14173)

Пожалуйста нажмите на подчеркнутые выше гипертексты, чтобы просмотреть, загрузить или распечатать документы для вашего исследования.Из-за большого размера файла мы рекомендуем сначала сохраните файл на свой компьютер, щелкнув правой кнопкой мыши и выбрав «Сохранить» Target As … «, а затем откройте файл в Adobe Acrobat Reader.

Краткое содержание курса

Переменный ток, или синусоидальная волна, создается источником переменного напряжения, которое достигает максимума в одном направлении (+), уменьшается до нуля, разворачивается и продолжается в в противоположном направлении, пока не будет достигнут максимум.Цикл повторяется непрерывно. Синусоидальная волна является наиболее распространенным типом формы волны. Он назван так потому, что изменяется значение со скоростью нарастания, так как тригонометрическая функция, известная как синус.

коробка передач переменного тока использует напряжения от 200 до 600 тысяч вольт. Для удовлетворения требований клиентов энергетическая компания устанавливает трансформатор в разных точках сети переменного тока линия передачи для понижения выходного напряжения. Задействованы разные потенциалы. Для жилых домов и коммерческих построек его понижают до уровня 220/120 вольт. а для промышленного использования — 220 вольт и выше.Напряжение переменного тока обычно передается при более высоких напряжениях, что означает меньший ток при той же мощности, и менее резистивные потери. Это главное преимущество переменного тока перед постоянным током для больших дистанционные передачи.

Данный курс знакомит с вам с определениями следующих терминов.

Амплитуда = величина волны и представлена векторной стрелкой, длина которой указывает величину и направление.
Пиковое значение = мгновенное максимальное значение как для положительного, так и для отрицательного чередования.Это значение можно рассматривать как максимальную амплитуду сигнала. Пиковое значение = один половинное значение размаха.
от пика до пика значение = значение между положительным и отрицательным максимумом любого напряжения или текущий. Это в два раза больше пикового значения того же сигнала. Vpp = пик x 2.
Среднеквадратичное значение (rms) = эффективное (DC) значение, эквивалентное переменному току. Rms = 0,707 × пик ценить. Вариации: пиковое значение = среднеквадратичное значение / 0,707 и максимальное значение = среднеквадратичное значение x 1,414. Напряжение переменного тока всегда даются в среднеквадратичных значениях, и исходя из этого значения пиковые и размагниченные значения может быть получено математически.Это значение говорит нам, насколько хорошо синусоида будет делают свою работу с точки зрения постоянного тока. Поскольку максимальные значения мгновенные, переменное напряжение или ток не могут обеспечивать такую же мощность, как эти значения, если они были постоянным током. Однако для этого доступно 70,7% амплитуды переменного тока.
Среднее значение = длина вектора каждого интервала в 1 градус положительного или отрицательного чередование. Это составляет 0,637. Формула переменного или пульсирующего Пик постоянного тока: Vaverage = 0.637 х пик. Среднее значение полного цикла равно нулю, потому что положительные и отрицательные средние отменяются.
Частота = количество повторений периодической волны за одну секунду. Его символ — f, а единица измерения — герцы. Частота обратно пропорциональна времени, где f (герц) = 1 / т. Когда время известно, можно вычислить частоту.
Период = время, t (секунды) = 1 / f, необходимое для завершения одного полного цикла повторяющейся формы волны. Цикл — это переход от нуля к положительному пику, к нулю и к отрицательному. пик, а затем до нуля.
Длина волны = физическая длина одного полного цикла, измеряемая в метрах. Скорость / частота определяет длину (лямбда). Поскольку электромагнитные волны распространяются со скоростью света в воздухе, или на скорости 300000000 метров в секунду, высокая частота означает короткая длина волны. Лямбда = 3 x 108 / f (Гц). Для длины звуковой волны лямбда = 344,4 мс / f, поскольку звук намного медленнее электромагнитных волн.
Фазовое соотношение = угловое соотношение между двумя волнами.В цепи переменного тока обычно между напряжением и током. Фазовый сдвиг — это изменение фазового угла. это между двумя точками. Разность фаз сигналов выражается в градусах вести или отставать.

Тест

Один раз вы закончили изучать над содержанием курса, тебе следует пройти тест для получения кредитов PDH .

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Материалы содержащиеся в онлайн-курсе не являются заявлением или гарантией со стороны Центра PDH или любого другого лица / организации, упомянутых здесь.Материалы предназначены только для общей информации. Они не заменяют грамотного профессионала. совет. Применение этой информации к конкретному проекту должно быть пересмотрено. зарегистрированным архитектором и / или профессиональным инженером / геодезистом. Кто-нибудь делает использование информации, изложенной в настоящем документе, делает это на свой страх и риск и предполагает любую вытекающую из этого ответственность.

Что такое переменный ток? — Основы схемотехники

В артикуле Что актуально? , мы обсудили два основных типа тока — постоянный и переменный ток, уделяя особое внимание постоянному току.В этой статье мы сосредоточимся на переменном токе.

Переменный ток

Электрический ток определяется как поток заряда. В отличие от постоянного тока, который представляет собой поток заряда в одном направлении, переменный ток — это электрический ток, который периодически меняет направление.

Вот графическое представление зависимости постоянного тока от переменного тока :

Переменный ток — это основа наших систем передачи электроэнергии.Еще в конце 1880-х годов Никола Тесла и Томас Эдисон спорили о том, следует ли нам использовать системы передачи переменного или постоянного тока для подачи электроэнергии. И это было известно как «Война токов», когда Эдисон поддерживал постоянный ток, а Тесла — переменный.

К сожалению, с постоянным током возникла серьезная проблема, и преобразовать его в более высокие или более низкие напряжения было непросто. Для уменьшения потерь мощности требовалось высокое напряжение. С другой стороны, переменный ток может легко достигать высоких напряжений за счет использования трансформаторов.

Сегодня в наших домах широко используется переменный ток. Однако постоянный ток, несомненно, возвращается, поскольку он питает компьютеры, электромобили, фотоэлементы и т. Д. Причина этого заключается в том, что постоянный ток намного легче хранить.

Генератор

Генератор переменного тока — это электрический генератор, вырабатывающий переменный ток. Его раннее развитие произошло благодаря Майклу Фарадею и Ипполиту Пиксии. Генераторы обычно вырабатывают переменный ток за счет вращения ротора; однако в 1830-х годах от кондиционера было мало толку.Учитывая это, коммутаторы, поворотный электрический переключатель, использовались для преобразования выходного сигнала в постоянный ток.

(Генератор переменного тока, Источник)

Генератор включает вращение катушки в магнитном поле. Когда одна сторона движется вверх, другая движется вниз через магнитное поле. Ток индуцируется, когда катушка разрезает перпендикулярно линиям магнитного поля. В результате направление тока постоянно меняется, так как его частота зависит от скорости ротора.

AC

Форма волны

Форма волны переменного тока имеет амплитуду и волновой цикл.Амплитуда соответствует пиковому напряжению. Частота волны — это количество волновых циклов, которые происходят в секунду, а период волны — это время, необходимое для завершения одного цикла.

Теперь, как нам точно измерить напряжение волны переменного тока, учитывая, что оно постоянно меняется?

Мы можем точно измерить волновое напряжение переменного тока, измерив среднеквадратичное значение, известное как RMS. Обратите внимание, что большинство значений переменного тока также являются значениями RMS. Розетки от сети подают 240 В электричества, что является среднеквадратичным значением напряжения сети переменного тока.А чтобы рассчитать среднеквадратичное значение, мы можем использовать следующий метод.

Давайте возьмем для примера первые 180 градусов волнового цикла. Разделив кривую на 180 / n градусов промежутка между средними ординатами (n = количество средних ординат), мы получим следующую диаграмму:

Используя эту информацию, мы можем вычислить среднеквадратичное значение напряжения для кривой, используя следующее уравнение:

Среднеквадратичное значение напряжения также полезно при преобразовании переменного тока в постоянный. Среднеквадратичное значение — это то, что в конечном итоге является стабильным напряжением постоянного тока.

Трансформатор

Трансформаторы используются для изменения напряжения переменного тока в электрической цепи. Как упоминалось ранее, одна из причин, по которой для питания электрической сети было выбрано переменное напряжение, заключается в том, что оно легко повышается и понижается. Это означает, что напряжение можно изменить с помощью трансформатора.

Закон индукции Фарадея объясняет, как работает трансформатор. Этот закон гласит, что индуцированное напряжение в цепи (вторичной обмотке) пропорционально скорости изменения во времени магнитного потока, проходящего через эту цепь, а изменяющийся ток в первичной катушке создает другой магнитный поток в сердечнике трансформатора.Проще говоря, ток в первичной обмотке вызывает индуцированный ток во вторичной обмотке. Ниже показано соотношение между напряжением, током и обмотками катушек.

Преобразование переменного тока в постоянный

Самый простой способ преобразовать переменный ток в постоянный — использовать компонент, известный как выпрямитель. Один из самых распространенных типов выпрямителей — это мостовой выпрямитель, схему которого можно увидеть ниже.

Мостовой выпрямитель состоит из 4 диодов в мостовой конфигурации.Диод — это компонент схемы, который позволяет току течь только в одном направлении. Его использование заключается в преобразовании переменного тока в постоянный, потому что постоянный ток — это ток, который движется только в одном направлении. Это приводит к следующему преобразованию волны:

Рассматривайте волну постоянного тока выше как пульсирующую волну. Благодаря этому ее можно быстро решить, добавив в схему сглаживающий конденсатор, как показано ниже. Сглаживающий конденсатор обеспечивает более стабильный и постоянный источник напряжения за счет зарядки при пиках и разрядки при падении напряжения.

График сглаженной волны:

Более гладкая волна обеспечивает более стабильный источник постоянного напряжения, что позволяет схеме питать множество устройств и компонентов. Переменный ток по-прежнему имеет решающее значение в нашей повседневной жизни, даже если мы этого не замечаем.

Форма волны и частота — Humane Slaughter Association

Форма волны описывает форму одного цикла напряжения или тока. Ток может генерироваться как переменный ток (AC), где направление тока чередуется вокруг нуля с положительным и отрицательным направлением (биполярное; рис. 7a, c, e, f).В качестве альтернативы, постоянный ток (DC) течет только в одном направлении (униполярном), будь то положительное или отрицательное (рис. 7b, d). Постоянный ток обычно является импульсным (pDC), что означает, что ток отключен (нулевая амплитуда) на определенную часть времени цикла. Результирующая форма волны может быть выражена соотношением метка: пространство (где метка — это время, когда ток «включен», а пробел — это время, когда ток «выключен», то есть равен нулю). Альтернативным описанием этого является рабочий цикл, где продолжительность метки выражается в процентах от продолжительности времени цикла.

То, как протекает переменный или постоянный ток, можно исследовать с течением времени, чтобы выявить форму / форму волны. Например, волны могут быть гладкими волнистыми кривыми (синусоидальными или синусоидальными), квадратными или прямоугольными, пилообразными или треугольными. Ток также может быть изменен для получения сигналов различной формы. Например, волны переменного тока могут быть выпрямлены до разной степени (например, наполовину или полностью) для создания волн постоянного тока (например, импульсных или постоянных, соответственно). Или волна может быть обрезана для получения различных форм. В электрошокерах с водяной баней использовались различные формы волны (в том числе некоторые из тех, что показаны на рисунке 7), в основном, чтобы попытаться уменьшить повреждение туши или повысить эффективность электрического импульса.Однако до сих пор научные исследования показывают, что качество туши не обязательно улучшается при изменении формы волны, и синусоидальный переменный ток, по-видимому, производит наиболее эффективное оглушение для благополучия животных.

Рис. 7. Выбор сигналов постоянного и переменного тока. Время обычно указывается в миллисекундах (мс).

(Примечание: этот рисунок предназначен только для описательных целей, чтобы облегчить понимание электрической терминологии; показанные формы волн не обязательно подходят для гуманного электрического оглушения животных.)

Частота

Частота тока — это количество повторений одного полного цикла формы сигнала в секунду, и она измеряется в герцах (Гц). Например, «стандартная» электросеть в Европе характеризуется синусоидальной формой волны с частотой 50 Гц, то есть она повторяется 50 раз в секунду (рис. 8а). Если каждую секунду выполняется 50 циклов, это означает, что один полный цикл выполняется за 20 миллисекунд; эта продолжительность известна как период тока.Формы сигналов, которые повторяют один полный цикл большее количество раз в секунду, будут иметь более высокую частоту, например, ток на рисунке 8b имеет частоту в четыре раза большую, чем ток на рисунке 8a.

Рис. 8. Вверху: синусоидальная волна 50 Гц. 5 циклов в 1/10 секунды = 50 циклов в секунду.

Внизу: синусоидальная волна 200 Гц. 20 циклов в 1/10 секунды = 200 циклов в секунду.

Далее: Описательные единицы тока и напряжения

Формы сигналов переменного тока и теория

Введение в AC Wave

Переменный ток — это ток, который периодически меняет свое направление.Как мы уже обсуждали ранее, переменный ток имеет двунаправленную природу. Форма волны переменного тока представляет собой / описывает все символы переменного тока.

Обычно мы будем представлять форму волны переменного тока синусоидальной формой волны, и ее математическая формула равна

A (t) = A sin (2πƒt)

Где,

А — амплитуда сигнала

t — период времени

f — частота сигнала

В процессе генерации переменного тока провод или катушка вращаются в магнитном поле, создаваемом двумя магнитами.Если мы построим примеры движущейся катушки / провода относительно времени, это сформирует график переменного тока, который называется «формой волны переменного тока». Формы сигналов переменного тока меняются со временем, поэтому их также называют сигналами, зависящими от времени, или периодическими сигналами.

На основе методов генерации переменного тока мы получим разные типы сигналов. Но синусоидальный сигнал — это наиболее часто используемый сигнал для описания переменного тока.

Вернуться к началу

Представление формы сигнала переменного тока

С помощью синусоидального сигнала мы можем понять все особенности и эволюцию переменного тока.Мы представляем синусоидальную волну с ее амплитудой по отношению к ее периоду времени. Амплитуда (или иногда называемая напряжением) представлена по вертикальной оси, а горизонтальная ось представляет период времени.

В выражении сигнала переменного тока A (t) = A sin (2πƒt), A (t) — это функция, которая изменяется во времени. В общем, форма волны переменного тока будет такой, как показано ниже.

Форма волны переменного тока имеет одинаковую амплитуду как в положительном, так и в отрицательном полупериоде.Амплитуда формы волны будет измеряться по времени. Вот почему форма волны переменного тока зависит от времени.

Вернуться к началу

Типы периодических сигналов

Есть много типов волн, с помощью которых мы можем объяснить переменный ток. Поскольку переменный ток зависит от времени, т.е. является периодическим, все формы волны, которые используются для описания переменного тока, также являются периодическими. Другие типы сигналов, которые обычно используются для представления переменного тока, указаны ниже.

Синусоида
прямоугольная волна
Пила — зуб волновой
Треугольная волна

Поскольку мы уже знакомы с синусоидальной волной, давайте начнем с прямоугольной формы волны.

Квадратная форма волны

Прямоугольные формы волны в основном используются для представления электрических сигналов, таких как выходы цепи напряжения, а также для представления тактового сигнала. Они симметричны по своей природе, что означает, что они имеют одинаковую продолжительность как для положительных, так и для отрицательных волн.

Эти формы волн не округлены. Вместо пиковых амплитуд они имеют вертикальные подъемы и спуски с плоской вершиной на уровне пикового напряжения. Из-за плоского верха они выглядят как квадратные. Вот почему они называются «прямоугольные волны». Пример прямоугольной волны показан на рисунке

ниже.

Мы уже знаем, что формы прямоугольных волн симметричны по своей природе. При этом время, необходимое для завершения положительного полупериода, должно быть равно времени, необходимому для завершения отрицательного полупериода.Так что мы можем рассчитать рабочий цикл прямоугольной волны, вычислив время нарастания и время спада. Рабочий цикл означает «Время, затраченное на положительный полупериод для формы волны».

Если мы говорим, что время, затрачиваемое на полупериод + ve, — «Время включения», а время, затраченное на полупериод — ve, — «Время выключения». Частоту прямоугольной волны можно найти по приведенной формуле.

Частота = 1 / (время «ВКЛ.» + «ВЫКЛ.» Время)

Большинство форм сигналов цифровых электронных схем представлены только в виде прямоугольных сигналов.

Вернуться к началу

SAW — ЗУБ Форма волны

Это еще один тип периодической формы волны. В этой форме волны пики формы волны в экстремальные моменты времени (низкие или высокие) подобны зубьям полотна ножовки. Вот почему мы называем это формой волны зубьев пилы. Волновые формы зубьев пилы бывают двух типов. Один — это положительная пилообразная волна пандуса, а другой — отрицательная пилообразная волна пандуса.
В волне положительной наклонной пилы у нее медленное время нарастания и высокий крутой распад.

В волне с отрицательной рампой пилы у нее быстрое время нарастания и медленное крутое разрушение.

Наиболее часто используемая форма волны зубьев пилы — это волна с положительным наклоном. Он имеет частоту в соотношении четных гармоник типа 1/2, 1/4, 1/6, 1/8… 1 / n и т. Д.

Пилообразная форма волны используется музыкантами для получения звука высокой четкости в аудиоустройствах из-за его высокой гармонической способности.

Вернуться к началу

Треугольная волна

Треугольные волны — это волны, которые колеблются между положительными и отрицательными значениями. Они также имеют двунаправленный характер.Его форма аналогична форме волны линейной положительной наклонной пилы. Треугольные волны имеют медленное время нарастания и время затухания.

Скорость изменения напряжений в треугольных волновых формах, в их положительном и отрицательном полупериодах одинакова.

Треугольные формы волны имеют рабочий цикл 50%, поскольку для подъема и спада требуется одинаковое время. Частота треугольной волны — это среднее значение ее уровня напряжения.

Вернуться к началу

Характеристики формы сигнала переменного тока

Форма волны переменного тока может быть объяснена ее основными ключевыми характеристиками, такими как амплитуда, частота, период времени.

Амплитуда

Максимальное значение тока или напряжения известно как «Амплитуда». Это представлено либо положительным пиком, либо отрицательным пиковым значением синусоидальной волны. Этот максимальный уровень напряжения также называется пиковым напряжением. Он может быть как положительным, так и отрицательным. Отрицательный знак в значении указывает направление тока.

Период времени

Время, необходимое для завершения одного полного цикла, называется «периодом времени». Обозначается буквой «Т».Период времени можно рассчитать, начиная с любой точки синусоидальной волны переменного тока. Независимо от того, где мы начинаем измерять период времени, речь идет о завершении одного полного цикла.

Частота

Частота формы волны обратно пропорциональна ее периоду времени. Это также можно объяснить как «количество раз, которое повторяется синусоидальный цикл за секунду». Частота измеряется в герцах по имени немецкого ученого Генриха Герца, доказавшего существование электромагнитных волн.

Обозначается буквой «ф»

Частоту можно измерить по приведенной ниже формуле.

Частота = 1 / Период времени.

Вернуться к началу

Резюме

Ток, который периодически меняет свое направление, называется «переменным током» или «переменным током».
Форма волны, которая представляет характеристики формы волны переменного тока, известна как «формы волны переменного тока».
Обычно мы используем синусоидальную волну для объяснения характеристик переменного тока.
Есть много других типов волн, с помощью которых мы можем объяснить переменный ток. Они есть
- Форма прямоугольной волны
- Треугольная форма волны
- Пила — форма волны зуба
Основными характеристиками формы волны переменного тока являются амплитуда, период времени и частота.

Вернуться к началу

Переменный ток (AC) Введение

Переменный ток (AC) Введение

Электрические системы переменного тока (AC) встречаются на большинстве многомоторных высокопроизводительных самолетов с турбинным приводом и воздушных судов транспортной категории.Переменный ток — это тот же тип электричества, который используется в промышленности и для питания наших домов. Постоянный ток (DC) используется в системах, которые должны быть совместимы с аккумулятором, например в легких самолетах и автомобилях. Есть много преимуществ переменного тока при выборе его по сравнению с постоянным током для бортовых электрических систем.

Переменный ток может передаваться на большие расстояния легче и экономичнее, чем постоянный ток, поскольку переменное напряжение можно увеличивать или уменьшать с помощью трансформаторов. Поскольку все больше и больше единиц работают в самолетах с электроприводом, требования к мощности таковы, что при использовании переменного тока можно реализовать ряд преимуществ (особенно на самолетах большой транспортной категории).Можно сэкономить место и вес, поскольку устройства переменного тока, особенно двигатели, меньше и проще устройств постоянного тока. В большинстве двигателей переменного тока щетки не требуются, и они требуют меньшего обслуживания, чем двигатели постоянного тока. Автоматические выключатели удовлетворительно работают при нагрузках на больших высотах в системе переменного тока, в то время как образование дуги в системах постоянного тока настолько велико, что автоматические выключатели необходимо часто заменять. Наконец, большинство самолетов, использующих 24-вольтовую систему постоянного тока, имеют специальное оборудование, которое требует определенного количества переменного тока в 400 циклов.В этих самолетах для преобразования постоянного тока в переменный используется инвертор.

Переменный ток постоянно меняется по величине и полярности, или, как следует из названия, чередуется. На рисунке 9-12 показано графическое сравнение постоянного и переменного тока. Полярность постоянного тока никогда не меняется, а полярность и напряжение переменного тока постоянно меняются. Следует также отметить, что цикл переменного тока повторяется с заданными интервалами. При переменном токе и напряжение, и ток начинаются с нуля, увеличиваются, достигают пика, затем уменьшаются и меняют полярность.Если построить график этой концепции, становится легко увидеть переменную форму волны. Эта форма волны обычно называется синусоидальной волной.

Рисунок 9-12. Кривые постоянного и переменного напряжения. [щелкните изображение, чтобы увеличить] Определения
Значения переменного тока

Существуют три значения переменного тока, которые применяются как к напряжению, так и к току. Эти значения помогают определить синусоидальную волну и называются мгновенными, пиковыми и эффективными. Следует отметить, что при обсуждении этих терминов в тексте говорится о напряжении.Но помните, что значения относятся к напряжению и току во всех цепях переменного тока.

Мгновенное значение

Мгновенное напряжение — это значение в любой момент времени вдоль волны переменного тока. Синусоидальная волна представляет собой серию этих значений. Мгновенное значение напряжения изменяется от нуля при 0 ° до максимума при 90 °, обратно до нуля при 180 °, до максимума в противоположном направлении при 270 ° и снова до нуля при 360 °. Любая точка на синусоиде считается мгновенным значением напряжения.

Пик

Пиковое значение — это наибольшее мгновенное значение, часто называемое максимальным значением. Наибольшее единичное положительное значение появляется через определенный период времени, когда синусоида достигает 90 °, а наибольшее одиночное отрицательное значение появляется, когда волна достигает 270 °. Хотя это важно для понимания синусоидальной волны переменного тока, авиатехники редко используют пиковые значения.

Действующее значение

Действующее значение напряжения всегда меньше пикового (максимального) значения синусоидальной волны и приблизительно равно напряжению постоянного тока того же значения.Например, цепь переменного тока на 24 вольта и 2 ампера должна выделять такое же тепло через резистор, что и цепь постоянного тока на 24 вольта и 2 ампера. Эффективное значение также известно как среднеквадратичное значение или среднеквадратичное значение, которое относится к математическому процессу, с помощью которого определяется значение.

Большинство измерителей переменного тока отображают действующее значение переменного тока. Практически во всех случаях номинальные значения напряжения и тока системы или компонента даны в действующих значениях. Другими словами, отраслевые рейтинги основаны на эффективных значениях.Пиковые и мгновенные значения, используемые только в очень ограниченных ситуациях, должны быть указаны как таковые. При исследовании переменного тока любые значения, указанные для тока или напряжения, считаются действующими, если не указано иное. На практике используются только действующие значения напряжения и тока.

Действующее значение равно 0,707 пикового (максимального) значения. И наоборот, пиковое значение в 1,41 раза больше эффективного значения. Таким образом, значение 110 вольт, указанное для переменного тока, составляет всего 0,707 пикового напряжения этого источника питания.Максимальное напряжение составляет примерно 155 вольт (110 × 1,41 = максимум 155 вольт).

Частота повторения сигнала переменного тока называется частотой переменного тока. Частота обычно измеряется в циклах в секунду (CPS) или в герцах (Гц). Один Гц равен одному CPS. Время, необходимое синусоиде для завершения одного цикла, известно как период (P). Период — это значение или период времени, обычно измеряемый в секундах, миллисекундах или микросекундах. Следует отметить, что временной период цикла может меняться от одной системы к другой; всегда говорят, что цикл завершается на 360 ° (относительно 360 ° вращения генератора переменного тока).[Рисунок 9-13] Рисунок 9-13. Значения AC.

Определение цикла

Цикл — это завершение шаблона. Когда напряжение или ток проходят через серию изменений, возвращаются к начальной точке, а затем повторяют ту же серию изменений, эта серия называется циклом. Когда значения напряжения отображаются в виде графика, как на Рисунке 9-14, отображается полный цикл переменного тока. Один полный цикл часто называют синусоидой и равен 360 °. Обычно синусоида запускается при нулевом напряжении.Затем напряжение увеличивается до максимального положительного значения, уменьшается до нулевого значения, затем увеличивается до максимального отрицательного значения и снова уменьшается до нуля. Цикл повторяется до тех пор, пока напряжение не исчезнет. В полном цикле есть два чередования: положительное чередование и отрицательное. Следует отметить, что полярность напряжения меняется на каждый полупериод. Следовательно, в течение положительного полупериода считается, что поток электронов идет в одном направлении; во время отрицательного полупериода электроны меняют направление и текут в обратном направлении по цепи.

Рисунок 9-14. Цикл напряжения.

Определенная частота

Частота — это количество циклов переменного тока в секунду (CPS). Стандартной единицей измерения частоты является Гц. [Рис. 9-15] В генераторе напряжение и ток проходят полный цикл значений каждый раз, когда катушка или проводник проходит под северным и южным полюсом магнита. Количество циклов на каждый оборот катушки или проводника равно количеству пар полюсов.

Рисунок 9-15.Частота в циклах в секунду.

Таким образом, частота равна количеству циклов в одном обороте, умноженному на количество оборотов в секунду.

Определенный период

Время, необходимое синусоиде для завершения одного полного цикла, называется периодом (P). Период обычно измеряется в секундах, миллисекундах или микросекундах. [Рисунок 9-14] Период синусоидальной волны обратно пропорционален частоте. То есть, чем выше частота, тем короче период.Математическая взаимосвязь между частотой и периодом определяется следующим образом:

Определенная длина волны

Расстояние, которое проходит форма волны за период, обычно называется длиной волны и обозначается греческой буквой лямбда (λ). Длина волны связана с частотой по формуле:

Чем выше частота, тем короче длина волны. Длина волны измеряется от одной точки формы волны до соответствующей точки следующей формы волны.[Рис. 9-14] Поскольку длина волны — это расстояние, общие единицы измерения включают метры, сантиметры, миллиметры или нанометры. Например, звуковая волна с частотой 20 Гц будет иметь длину волны 17 метров, а волна видимого красного света 4,3 × 10 –12 Гц будет иметь длину волны примерно 700 нанометров. Имейте в виду, что фактическая длина волны зависит от среды, через которую должна проходить форма волны.

Рисунок 9-16. Синфазные и противофазные условия.

Фазовые отношения

Фаза — это соотношение между двумя синусоидальными волнами, обычно измеряемое в угловых градусах.Например, если есть два разных генератора переменного тока, вырабатывающих мощность, было бы легко сравнить их отдельные синусоидальные волны и определить их фазовое соотношение. На рисунке 9-16B между двумя формами сигнала напряжения разность фаз составляет 90 °. Фазовое соотношение может быть между любыми двумя синусоидальными волнами. Соотношение фаз можно измерить между двумя напряжениями разных генераторов переменного тока или между током и напряжением, создаваемыми одним и тем же генератором переменного тока.

Рисунок 9-16A показывает сигнал напряжения и сигнал тока, наложенные на одну и ту же временную ось.Обратите внимание, что когда напряжение увеличивается в положительном чередовании, ток также увеличивается.

Разное