Электротехника
Электротехника
ОглавлениеПРЕДИСЛОВИЕВВЕДЕНИЕ ГЛАВА I. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1. ОДНОФАЗНЫЕ ЦЕПИ § 1.2. ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ СИНУСОИДАЛЬНОЙ ЭДС § 1.3. ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ § 1.4. СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА  5. МЕТОД ВЕКТОРНЫХ ДИАГРАММ§ 1.6. СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 1.7. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ § 1.8. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИНДУКТИВНОСТЬЮ § 1.9. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ § 1.10. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЕМКОСТЬЮ § 1.11. ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С АКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКОЙ § 1.12. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ R, L И С. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ § 1.13. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ § 1.14. РЕЗОНАНС ТОКОВ § 1.15. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ § 1.16. ПРОВОДИМОСТЬ И РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ § 1.17. СИМВОЛИЧЕСКИЙ МЕТОД 2. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ § 1.19. ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 1.21. СОЕДИНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКОМ § 1.22. МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ ГЛАВА II. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ § 2.3. ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ § 2.4. ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ § 2.5. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.  6. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИБОРЫ§ 2.7. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.8. ФЕРРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ § 2.9. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ВАТТМЕТРЫ § 2.10. ОДНОФАЗНЫЙ ФАЗОМЕТР § 2.11. ОДНОФАЗНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ § 2.12. ОММЕТРЫ § 2.13. ЛОГОМЕТРЫ § 2.15. ДЕТЕКТОРНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.16. ШКОЛЬНЫЕ ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ § 2.17. ПОНЯТИЕ О ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ § 2.18. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 2.19. ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГИИ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ § 2.20. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ § 2.21. ПОНЯТИЕ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ГЛАВА III. ТРАНСФОРМАТОРЫ § 3.2. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.3. ХОЛОСТОЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.4. РАБОЧИЙ РЕЖИМ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.5. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА § 3.6. ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ § 3.  8. АВТОТРАНСФОРМАТОР§ 3.9. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ Глава IV. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ. ВЫПРЯМИТЕЛИ 4.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ § 4.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ § 4.3. ТИРИСТОРЫ § 4.4. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 4.5. ПРИМЕНЕНИЕ ТИРИСТОРОВ ДЛЯ ВЫПРЯМЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА § 4.6. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ § 4.7. ПОНЯТИЕ ОБ ИНВЕРТОРАХ § 4.8. ФЕРРОРЕЗОНАНС В НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ § 4.9. ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ГЛАВА V. МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА § 5.2. ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.3. СОЗДАНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМОЙ § 5.4. СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ. ТИПЫ ОБМОТОК СТАТОРА § 5.5. СКОЛЬЖЕНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 1.6. МАГНИТНЫЙ ПОТОК ЭДС И ТОКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.7. ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.  8. АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С КОНТАКТНЫМИ КОЛЬЦАМИ§ 5.9. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.11. РЕВЕРСИРОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5.12. ОДНОФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ § 5.13. ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 5.14. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.15. ЭДС СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.16. РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ § 5.17. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.18. УПРОЩЕННАЯ ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА § 5.19. РАБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ПАРАЛЛЕЛЬНО С СЕТЬЮ § 5.20. ОБРАТИМОСТЬ СИНХРОННЫХ МАШИН. ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.21. ПУСК И ОСТАНОВКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ § 5.22. ВЛИЯНИЕ ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ НА РАБОТУ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ. СИНХРОННЫЙ КОМПЕНСАТОР § 5.24. ПРИМЕНЕНИЕ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ГЛАВА VI. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6.  2. ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА. ТИПЫ ОБМОТОК ЯКОРЯ§ 6.3. ЭДС И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6.4. РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ § 6.5. КОММУТАЦИЯ § 6.6. СПОСОБЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА § 6.7. ОБРАТИМОСТЬ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА. ДВИГАТЕЛИ § 6.8. ДВИГАТЕЛЬ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО И НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.9. ДВИГАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ § 6.11. КОЛЛЕКТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ГЛАВА VII. ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ § 7.2. РЕЛЕ § 7.3. ДАТЧИКИ § 7.4. АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ § 7.5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ § 7.6. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ § 7.7. ТЕЛЕМЕХАНИКА § 7.8. КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ ГЛАВА VIII. ПРОИЗВОДСТВО, ПЕРЕДАЧА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ § 8.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ § 8.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ § 8.3. ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ § 8.4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ ГЛАВА IX.  ГЛАВА X. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ § 10.1. ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ ДЛЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА § 10.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА § 10.3. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ § 10.4. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЗЕМЛЕНИЕ НА НЕЙТРАЛЬ (ЗАНУЛЕНИЕ) § 10.5. ЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА И КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК § 10.6. ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ ПОРАЖЕННОМУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ § 10.7. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ В УЧЕБНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ ЛИТЕРАТУРА |
Действующее и среднее значения переменного тока
Действующее значение переменного тока численно равно такому постоянному току, который, проходя через то же сопротивление, что и переменный ток, выделяет за время, равное 1 периоду, одинаковое количество тепла. Все приборы показывают действующее значение .
Если левые части
уравнения равны, то и правые будут тоже
равны.
Приравняв правые части и выполнив
операцию интегрирования, получим:
Среднее арифметическое значение переменного тока определяется в течении полупериода; если через поперечное сечение проводника в течении 1 полупериода будет протекать один и тот же заряд при постоянном и переменном токе, то такое значение постоянного тока будет равно среднему значению переменного тока .
Среднее значение тока за период равно нулю.
Коэффициенты формы и амплитуды
Отношение действующего значения переменного тока (напряжения или ЭДС) к среднему значению называется коэффициентом формы, а отношение амплитудного значения к действующему –коэффициентом амплитуды.
Для синусоидального тока:
, а .
Для кривых, имеющих более острую форму, чем синусоида: ;.
Начальная фаза. Сдвиг фаз
Предположим,
что в магнитном поле генератора
находится два одинаковых витка,
сдвинутых в пространстве друг
относительно друга на угол
. |
При вращении в них буду находится ЭДС
одинаковой частоты и амплитуды.Но т.к. витки сдвинуты в пространстве, то наводимая в них ЭДС будет достигать амплитудных и нулевых значений не одновременно.
В начальный момент времени ЭДС витка будет:
В этих выражениях углы иназываютсяфазными, илифазой. Углыиназываютсяначальной фазой. Фазный угол определяет значение ЭДС в любой момент времени, а начальная фаза определяет значение ЭДС в начальный момент времени.
Разность начальных фаз двух синусоидальных величин одинаковой частоты и амплитуды называется углом сдвига фаз
Разделив угол сдвига фаз на угловую частоту, получим время, прошедшее с начала периода:
Если угол сдвига фаз составляет 1800, то такие ЭДС находятся в противофазе |
Графическое изображение синусоидальных величин
Синусоидальные
величины можно изображать графически
при помощи синусоид или вращающихся
векторов.
Любая синусоидальная величина характеризуется:
амплитудой;
угловой частотой;
начальной фазой.
При изображении величины с помощью синусоиды ординаты синусоиды в масштабе представляют собой мгновенное значение, абсциссы – промежутки времени.
При этом длина вектора равна амплитудному значению величины, угол между положительным направлением оси абсцисс и векторов даст начальную фазу. Вектор вращается против часовой стрелки с угловой скоростью. Проекция конца вектора на ось ординат даст мгновенное значение синусоидальной величины.
Совокупность нескольких синусоид называется синусоидальной (волновой) диаграммой.
Совокупность нескольких векторов называется векторной диаграммой.
Сложение и вычитание синусоидальных величин
.
Для сложения двух синусоидальных величин с помощью синусоид необходимо сложить их ординаты в каждый момент времени.
Для того, чтобы сложить две величины с помощью векторов, необходимо к концу первого вектора добавить второй, не изменяя его величины и направления. Соединив начало первого вектора с концом второго, получим суммарный вектор.
Пиковое и среднеквадратичное значение переменного тока, напряжения
Переменный ток — это вид тока, направление которого периодически изменяется под действием нагрузки, то есть полный цикл переменного тока состоит из отрицательного и положительного циклов. При графическом представлении положительный цикл начинается с оси, достигает максимального положительного значения вверх и снова возвращается к нулю (оси), аналогично отрицательный цикл начинается с оси, достигает максимального отрицательного значения вниз и возвращается обратно.
снова на ноль (ось). Такое графическое представление известно как синусоидальная форма волны.
Синусоидальный сигнал состоит из различных значений, а именно: пикового значения, среднего значения, среднеквадратичного значения.
Пиковое значение определяется как максимальное значение, которого переменная величина (ток или напряжение) достигает за один цикл (положительный или отрицательный).
Среднеквадратичное значение (среднеквадратичное) означает квадратный корень из средних квадратов мгновенных значений. Среднеквадратичное значение можно определить либо графическим, либо аналитическим методом.
Уравнение
В определении переменного тока периодическое изменение направления и изменение величины во времени можно представить в виде уравнения
I = Io sin(ωt)
I = Io cos(ωt)
Io = Im = пиковое значение переменного тока
График, представляющий пиковое, среднеквадратичное значение и среднее значение что ток может изменяться в любой момент времени настолько сильно, что в цепи, когда ток проходит, предполагается, что он был бы постоянным только в течение небольшого времени, которое может быть представлено как «dt»,
небольшой заряд, протекающий по цепи в течение этого короткого времени dt, обозначается как «dq».
Следовательно, ток теперь можно представить как
I = Io sin(ωt)
dq = I dt
dq = Io sin(ωt) dt
Мы знаем, что переменный ток имеет положительный цикл, а также отрицательный цикл, каждый из циклов считается половиной, таким образом, если T, если период времени для полного цикла, то, T/2, становится периодом времени для половины цикла. при интегрировании приведенного выше уравнения от 0 до T/2 мы получаем значение заряда,
q = Io T/
Из этого заряда мы можем рассчитать среднее значение переменного тока, чтобы быть,
q = Iav . T/2
, следовательно, Iav = 2 Io /π = 0,636 Io
Если попытаться найти значение тока для всего цикла, имеющего период времени T, то среднее значение окажется равным нулю, часть отрицательного цикла и путь положительного цикла компенсируют друг друга.
Аналогично можно узнать СКЗ, среднеквадратичное значение тока, которое больше среднего значения, аналогичного среднему значению тока.
Среднеквадратичное значение тока также рассчитывается для полупериода,
Irms = Iv = Io/ √2 = 0,707 Io
Irms = Iv = среднеквадратичное значение тока
Этот ток приводит к выделению тепла, небольшого количества тепла, которое выделяется за небольшой промежуток времени dt , представляется как «dH»,
I = Io sin(ωt)
dH = I2 R dt
dH = (Io)2 R (sin ωt)2 dt
Чтобы найти тепло от Приведенное выше уравнение малой теплопроводности, для периода полупериода отключения T/2, мы должны проинтегрировать приведенное выше уравнение тепловыделения в пределах от 0 до T/2, после чего мы получим значение теплоты,
H = (Io)2 R . T/2
H = (Irms)2 R . T/2
где H= выделяемое тепло
R= сопротивление, создаваемое цепью
Среднеквадратичное значение
Среднеквадратичное или действующее значение переменного тока является представлением исследуемого тока, протекающего через сопротивление, возникающее в цепи, за заданный период времени.
Заключение
Таким образом, из приведенной выше информации мы можем сделать вывод, что максимальное значение, достигаемое альтернативной величиной, напряжением или током, в течение полупериода, называется его пиковым значением для максимального значения, это значение также известно как амплитуда или крестовое значение. Синусоидальная переменная величина, как показано выше, достигает своего пика при 90°. Из этого пикового значения мы можем узнать среднее значение всех мгновенных значений переменной величины за один полный цикл, Среднее значение. Среднее значение рассчитывается без учета знаков положительного или отрицательного цикла, так как для обоих циклов среднее значение эквивалентно, а для полного цикла среднее значение оказывается равным нулю. Мы также рассчитываем среднеквадратичное значение или действующее значение переменного тока, которое представляет собой исследуемый ток, протекающий через сопротивление, установленное в цепи, за заданный период времени. В результате этого тока в цепи выделяется определенное количество тепла.
Переменный ток — 2023
Цепи переменного тока — это цепи, по которым протекает переменный ток. Такие схемы широко используются в электропередаче, радио и телевидении, вычислительной технике, телекоммуникациях и медицине. Он изменяется синусоидально или периодически, таким образом, чтобы периодически менять свое направление. Самая распространенная форма такого а.с. может быть представлена;
I = Io sin 2π ft………………………………………………………………………… 1
= Io sin wt
I — мгновенный ток в момент времени t, Io — максимальное (или пиковое) значение тока или его амплитуда; f — частота, w = ( 2π ft) us — угловая скорость, (wt) — фазовый угол тока ……………………………………………………………..2
= В o sin wt
Примеры
Если переменное напряжение представлено 1f
V = 4 sin 900 πt, рассчитать пиковое и мгновенное напряжение
Пиковое напряжение, VO = 4V
2πft = 900πt
F = 900
2
F = 450 Гц
W = 2πf = 900π
Пик и R.
M.S. значения переменного тока
ОЦЕНКА
- Различие между пиковым и среднеквадратичным значением напряжения.
- Рассчитать пиковое и мгновенное напряжение источника переменного тока, представленного; V = 5 sin 500∏t.
Изменение переменного тока (или напряжения) во времени
Переменный ток (или напряжение) изменяется синусоидально, как показано на диаграмме выше. Это синусоидальная форма волны. Амплитуда или пиковое значение тока Io является максимальным числовым значением тока.
Среднеквадратичное (среднеквадратичное) значение тока является действующим значением тока. это тот постоянный ток, который выделяет то же количество теплоты за то же время при том же сопротивлении.
Среднеквадратичное значение значение тока определяется как:
I среднеквадратичное значение . = I o
√2 ………………………………………………………. 3
Счетчики с подвижным железом и нагретой проволокой измеряют среднеквадратичное значение тока, называемое среднеквадратичным током.
Однако они откалиброваны таким образом, чтобы показывать среднеквадратичное значение. ток напрямую. Большинство измерителей переменного тока считывают эффективное или среднеквадратичное значение. ценности. Среднее значение переменного напряжения равно нулю.
ОБЩАЯ ОЦЕНКА
1. Различайте тепло и температуру.
- Укажите пять эффектов тепла.
ЗАДАНИЕ ПО ЧТЕНИЮ
New School Physics стр. 447 -457
ЗАДАНИЕ НА ВЫХОДНЫЕ
- Цепь переменного тока 50 Гц имеет эффективное значение напряжения 50 В переменного тока 2,0 А. Определить пиковые значения напряжения и его тока.
