Змінний електричний струм

1.

Змінний електричний струм
1. Отримання змінного стуму. Ефективне
(діюче) значення змінного струму.
2. Активний опір, ємність та індуктивність у
колі змінного струму.
3. Закон Ома для кола змінного струму.
4. Робота і потужність змінного струму.
5. Принцип роботи трансформатора.
6. Поняття про трифазний струм.

2.

Отримання змінного стуму. Діюче значення
змінного струму.
BS cos 0 cos - Магнітний потік
Е.р.с. індукції, що виникає в рамці
t 0
d
0 sin( t 0 ) 0 sin( t 0 )
dt
I
i
R
0
R
0 ( t 0 ) I 0 sin( t 0 )
Генератор змінного стуму
Струм, що змінюється за
законом синуса

3.

Величину постійного струму, при проходженні якого в провіднику з
опором R протягом часу t виділяється така сама кількість теплоти Q
як і при проходженні змінного, називають діючою або ефективною
При проходженні постійного струму, за час dt виділяється кількість теплоти
2
dQ I еф
Rdt
T
2
2
Q I еф
Rdt I еф
RT
0
I I 0 sin t
Для змінного струму, що змінюється за законом
T
T
T
Q I RdT I RT I R sin tdt I 02 R
2
0
2
2
0
2
0
T
0
1 cos 2 t
dt
2
1
1
1
I 02 RT cos td ( t ) I 02 RT
2
0
2
Діюче (ефективне) значення струму та
напруги
I
,
I еф 0 0,707 I 0
2
U еф
U0
2

4.

Активний опір, ємність та індуктивність у
колі змінного струму.
Опір в колі змінного струму.
I I 0 sin t
Напруга, згідно з законом Ома
U IR I 0 R sin t U 0 sin t
Гармонічні коливання:
I x I 0 cos t o
I y I 0 sin t o

5.

Котушка індуктивності в колі змінного струму
I I 0 sin t
Е.р.с. самоіндукції
L
dI
dt
Згідно закону Ома
U L
U IR S S
dI
LI 0 cos t U 0 sin( t )
dt
2
U 0 I 0 L
X L L
- індуктивний опір котушки
Закон Ома для кола, в якому є тільки котушка
індуктивності матиме вигляд:
U0
I0
XL

6.

Конденсатор в колі змінного струму.
Заряд на конденсаторі
q Idt I 0 sin td t
U
I0
cos t
I
I
q
0 cos t 0 sin t
C
C
C
2
у колі з конденсатором напруга відстає
за фазою від коливань струму на
2
XC
1
C
– ємнісний опір конденсатора
I I 0 sin t

7.

Закон Ома для кола змінного струму.
Результуючий спад напруги визначається векторною сумою
U 0 U 0 R U 0 L U 0C
I0
U0
R 2 ( L
U 0 I 0 R 2 ( L
1 2
)
C
- Закон Ома для змінного струму
1 2
)
C
Z R 2 ( L
1 2 - Імпеданс– повний опір кола змінного струму
)
C
Зсув фаз між струмом і напругою визначається з векторної діаграми як
L
tg
R
1
C

8.

Робота і потужність змінного струму.
dA UIdt - Елементарна робота струму
Між напругою і струмом існує зсув фаз:
I I 0 sin t
U U 0 sin( t )
1
A U 0 I 0T cos
2
Робота струму за період
P U еф I еф cos
Середнє значення потужності
P(t ) UI U 0 I 0 sin 2 t
Миттєве значення потужності

9.

Фізичний принцип роботи трансформатора.
Рис. 8 а, б.
Створений струмом у первинній обмотці змінний магнітний потік спричинює
е.р.с. індукції у первинній і вторинній обмотках:
Напруга при цьому
U 1 I1 R1
U 2 I 2 R2
N2
d
dt
N1
d
dt
d
dt
d
I 2 R2 N 2
dt
I1 R1 N1

10.

U 2 N2
k
U 1 N1
- коефіцієнт трансформаціі
Потужність на первинній обмотці рівна потужності на вторинній,
тому:
U 2 I1
U1 I 2
Поняття про трифазний струм
Кожна з обмоток є самостійним генератором змінного струму, електрорушійні
сили що генеруються при обертанні
ротора
Рис. 8 а, б.

11.

Струми змінюються за законами:
Рис. 9 а,б.
Між фазною і лінійною напругою, при з’єднанні зіркою існує
співвідношення:
При з’єднанні трикутником: