Переменный электрический ток: формулы и примеры

 

Электромагнитные колебания, как и механические, бывают двух типов: свободные и вынужденные.

Свободные электромагнитные колебания, всегда колебания затухающие. Поэтому на практике они почти не используются. В то время, как вынужденные колебания используются везде и повсеместно. Ежедневно мы с вами можем наблюдать эти колебания.

Переменный электрический ток

Все наши квартиры освещены с помощью переменного тока. Переменный ток есть не что иное, как вынужденные электромагнитные колебания. Сила тока и напряжение будут меняться с течением времени согласно гармоническому закону. Колебания, например, напряжения можно обнаружить, если подать напряжение из розетки, на осциллограф.

На экране осциллографа появится синусоида. Можно вычислить частоту переменного тока. Она будет равняться частоте электромагнитных колебаний. Стандартная частота для промышленного переменного тока принята равной 50 Гц. То есть за 1 секунду направление тока в розетке меняется 50 раз. В промышленных сетях США используется частота 60 Гц.

Изменение напряжения на концах цепи будет вызывать за собой изменение силы тока в цепи колебательного контура. Следует всё же понимать, что изменение электрического поля во всей цепи не происходит мгновенно.

Но так как это время, значительно меньше, чем период колебания напряжения на концах цепи, то обычно считают, что электрическое поле в цепи сразу же меняется как меняется напряжение на концах цепи.

Переменное напряжение в розетке создается генераторами на электростанциях. Простейшим генератором можно рассматривать проволочную рамку, которая вращается в однородном магнитном поле. 

рисунок

Магнитный поток, пронизывающий контур, будет постоянно меняться и будет пропорционален косинусу угла между вектором магнитной индукции и нормалью к рамке. Если рамка вращается равномерно, то угол будет пропорционален времени.

Следовательно, магнитный поток будет изменяться по гармоническому закону:

Ф = B*S*cos(ω*t)

Скорость изменения магнитного потока, взятая с обратным знаком, согласно закону ЭМИ, будет равняться ЭДС индукции.

Ei = -Ф’ = Em*sin(ω*t).

Если к рамке подключить колебательный контур, то угловая скорость вращения рамки определит частот колебаний напряжения на различных участках цепи и силы тока. В дальнейшем мы будем рассматривать только вынужденные электромагнитные колебания.

Они описываются следующими формулами:

u = Um*sin(ω*t),

u = Um*cos(ω*t)

Здесь Um – амплитуда колебаний наряжения. Напряжение и сила тока меняются с одинаковой частой ω. Но колебания напряжения не всегда будут совпадать с колебаниями силы тока, поэтому лучше использовать более общую формулу:

I = Im*sin(ω*t +φ), где Im — амплитуда колебаний силы тока, а φ – сдвиг фаз между колебаниями силы тока и напряжения.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Процессы в колебательном контуре: уравнения и примеры
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspАктивное сопротивление: действующие значения силы тока и напряжения

Переменный Ток

Переменный Ток

Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике, включенном в цепь переменного тока.

Если индуктивность проводника настолько мала, что при включении его в цепь переменного тока индукционными полями можно пренебречь по сравнению с внешним электрическим полем, то движение электрических зарядов в проводнике определяется действием только внешнего электрического поля, напряженность которого пропорциональна напряжению на концах проводника.

При изменении напряжения по гармоническому закону U = U_m cos wt напряженность электрического поля в проводнике изменяется по такому же закону.

Под действием переменного электрического поля в проводнике возникает переменный электрический ток, частота и фаза колебаний которого совпадает с частотой и фазой колебаний напряжения:

где i — мгновенное значение силы тока, I_m— амплитудное значение силы тока.

Колебания силы тока в цепи являются вынужденными электрическими колебаниями, возникающими под действием приложенного переменного напряжения.

Амплитуда силы тока равна: 

При совпадении фаз колебаний силы тока и напряжения мгновенная мощность переменного тока равна:

Среднее значение квадрата косинуса за период равно 0,5. В результате средняя мощность за период

Для того чтобы формула для расчета мощности переменного тока совпадала по форме с аналогичной формулой для постоянного тока (Р = PR), вводится понятие действующих значений силы тока и напряжения. Из равенства мощностей получим

Действующим значением силы тока называют величину, в корень из 2 раз меньшую ее амплитудного значения:

Действующее значение силы тока равно силе такого постоянного тока, при котором средняя мощность, выделяющаяся в проводнике в цепи переменного тока, равна мощности, выделяющейся в том же проводнике в цепи постоянного тока.

Действующее значение переменного напряжения в корень из 2 раз меньше его амплитудного значения:

Средняя мощность переменного тока при совпадении фаз колебаний силы тока и напряжения равна произведению действующих значений силы тока и напряжения:

Сопротивление элемента электрической цепи, в которой происходит превращение электрической энергии во внутреннюю энергию, называют

активным сопротивлением. Активное сопротивление участка цепи можно определить как частное от деления средней мощности на квадрат действующего значения силы тока:

Закон Ома. Онлайн расчёт для постоянного и переменного тока.

Онлайн расчёт электрических величин напряжения, тока и мощности для участка цепи,
полной цепи, цепи с резистивными, ёмкостными и индуктивными элементами.
Теория и практика для начинающих.

Начнём с терминологии.
Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц, при котором происходит перенос заряда из одной области электрической цепи в другую.

Силой электрического тока (I) является величина, которая численно равна количеству заряда Δq, протекающего через заданное поперечное сечение проводника S за единицу времени Δt: I = Δq/Δt.
Напряжение электрического тока между точками A и B электрической цепи — физическая величина, значение которой равно работе эффективного электрического поля, совершаемой при переносе единичного пробного заряда из точки A в точку B.
Омическое (активное) сопротивление — это сопротивление цепи постоянному току, вызывающее безвозвратные потери энергии постоянного тока.
Теперь можно переходить к закону Ома.

Закон Ома был установлен экспериментальным путём в 1826 году немецким физиком Георгом Омом и назван в его честь. По большому счёту, Закон Ома не является фундаментальным законом природы и может быть применим в ограниченных случаях, определяющих зависимость между электрическими величинами, такими как: напряжение, сопротивление и сила тока исключительно для проводников, обладающих постоянным сопротивлением. При расчёте напряжений и токов в нелинейных цепях, к примеру, таких, которые содержат полупроводниковые или электровакуумные приборы, этот закон в простейшем виде уже использоваться не может.

Тем не менее, закон Ома был и остаётся основным законом электротехники, устанавливающим связь силы электрического тока с сопротивлением и напряжением.
Формулировка закона Ома для участка цепи может быть представлена так: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению (разности потенциалов) на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника и записана в следующем виде:
I=U/R,

где
I – сила тока в проводнике, измеряемая в амперах [А];
U – электрическое напряжение (разность потенциалов), измеря- емая в вольтах [В];

R – электрическое сопротивление проводника, измеряемое в омах [Ом].

Производные от этой формулы приобретают такой же незамысловатый вид: R=U/I и U=R×I.

Зная любые два из трёх приведённых параметров можно произвести и расчёт величины мощности, рассеиваемой на резисторе.
Мощность является функцией протекающего тока I(А) и приложенного напряжения U(В) и вычисляется по следующим формулам, также являющимся производными от основной формулы закона Ома:
P_(Вт) = U_(В)×I_(А) = I²_(А)×R_(Ом) = U²_(В)/R_(Ом)

Формулы, описывающие закон Ома, настолько просты, что не стоят выеденного яйца и, возможно, вообще не заслуживают отдельной крупной статьи на страницах уважающего себя сайта.

Не заслуживают, так не заслуживают. Деревянные счёты Вам в помощь, уважаемые дамы и рыцари!
Считайте, учитывайте размерность, не стирайте из памяти, что:

Единицы измерения напряжения: 1В=1000мВ=1000000мкВ;
Единицы измерения силы тока:1А=1000мА=1000000мкА;
Единицы измерения сопротивления:1Ом=0.001кОм=0.000001МОм;
Единицы измерения мощности:1Вт=1000мВт=100000мкВт.

Ну и так, на всякий случай, чисто для проверки полученных результатов, приведём незамысловатую таблицу, позволяющую в онлайн режиме проверить расчёты, связанные со знанием формул закона Ома.

ТАБЛИЦА ДЛЯ ПРОВЕРКИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТОВ ЗАКОНА ОМА.

Вводить в таблицу нужно только два имеющихся у Вас параметра, остальные посчитает таблица.

Все наши расчёты проводились при условии, что значение внешнего сопротивления R значительно превышает внутреннее сопротивление источника напряжения r_внутр.
Если это условие не соблюдается, то под величиной R следует принять сумму внешнего и внутреннего сопротивлений: R = R_внешн + r_внутр , после чего закон приобретает солидное название — закон Ома для полной цепи:
I=U/(R+r) .

Для многозвенных цепей возникает необходимость преобразования её к эквивалентному виду:

Значения последовательно соединённых резисторов просто суммируются, в то время как значения параллельно соединённых резисторов определяются исходя из формулы: 1/R_ll = 1/R₄+1/R₅.
А онлайн калькулятор для расчёта величин сопротивлений при параллельном соединении нескольких проводников можно найти на странице ссылка на страницу.

Теперь, что касается закона Ома для переменного тока.
Если внешнее сопротивление у нас чисто активное (не содержит ёмкостей и индуктивностей), то формула, приведённая выше, остаётся в силе.
Единственное, что надо иметь в виду для правильной интерпретации закона Ома для переменного тока — под значением U следует понимать действующее (эффективное) значение амплитуды переменного сигнала.

А что такое действующее значение и как оно связано с амплитудой сигнала переменного тока?
Приведём диаграммы для нескольких различных форм сигнала.

Слева направо нарисованы диаграммы синусоидального сигнала, меандра (прямоугольный сигнал со скважностью, равной 2), сигнала треугольной формы, сигнала пилообразной формы.
Глядя на рисунок можно осмыслить, что амплитудное значение приведённых сигналов — это максимальное значение, которого достигает амплитуда в пределах положительной, или отрицательной (в наших случаях они равны) полуволны.

Рассчитываем действующее значение напряжение интересующей нас формы:

Для синуса U = Uд = Uа/√2;
для треугольника и пилы U = Uд = Uа/√3;
для меандра U = Uд = Uа.

С этим разобрались!

Теперь посмотрим, как будет выглядеть формула закона Ома при наличии индуктивности или ёмкости в цепи переменного тока.
В общем случае смотреться это будет так:

А формула остаётся прежней, просто в качестве сопротивления R выступает полное сопротивление цепи Z, состоящее из активного, ёмкостного и индуктивного сопротивлений.
Поскольку фазы протекающего через эти элементы тока не одинаковы, то простым арифметическим сложением сопротивлений этих трёх элементов обойтись не удаётся, и формула приобретает вид:
Реактивные сопротивления конденсаторов и индуктивностей мы с Вами уже рассчитывали на странице ссылка на страницу и знаем, что величины эти зависят от частоты, протекающего через них тока и описываются формулами: X_C = 1/(2πƒС) ,   X_L = 2πƒL .

Нарисуем таблицу для расчёта полного сопротивления цепи для переменного тока.
Количество вводимых элементов должно быть не менее одного, при наличии индуктивного или емкостного элемента — необходимо указать значение частоты f !

КАЛЬКУЛЯТОР ДЛЯ ОНЛАЙН РАСЧЁТА ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ.

Теперь давайте рассмотрим практический пример применения закона Ома в цепях переменного тока и рассчитаем простенький бестрансформаторный источник питания.

Токозадающими цепями в данной схеме являются элементы R1 и С1.

Допустим, нас интересует выходное напряжение Uвых = 12 вольт при токе нагрузки 100 мА.
Выбираем стабилитрон Д815Д с напряжением стабилизации 12В и максимально допустимым током стабилизации 1,4А.
Зададимся током через стабилитрон с некоторым запасом — 200мА.
С учётом падения напряжения на стабилитроне, напряжение на токозадающей цепи равно 220в — 12в = 208в.
Теперь рассчитаем сопротивление этой цепи Z для получения тока, равного 200мА: Z = 208в/200мА = 1,04кОм.
Резистор R1 является токоограничивающим и выбирается в пределах 10-100 Ом в зависимости от максимального тока нагрузки.
Зададимся номиналами R1 — 30 Ом, С1 — 1 Мкф, частотой сети f — 50 Гц и подставим всё это хозяйство в таблицу.
Получили полное сопротивление цепи, равное 3,183кОм. Многовато будет — надо увеличивать ёмкость С1.
Поигрались туда-сюда, нашли нужное значение ёмкости — 3,18 Мкф, при котором Z = 1,04кОм.

Всё — закон Ома выполнил свою функцию, расчёт закончен, всем спать полчаса!

 

Формула активного сопротивления в цепи переменного тока

Различные факторы играют важную роль для вычисления потерь в линиях транспортировки электрической энергии. Для постоянного тока вполне хватает стандартных данных об омическом сопротивлении. А вот для цепей переменной разновидности необходимо учитывать активное и индуктивное сопротивление в сочетании с емкостной проводимостью токопроводников.

Можно воспользоваться для вычислений специальными таблицами. В них представлены с большой точностью различные варианты для выполнения расчетов в сетях переменного тока. Но, чтобы быстро разобраться в специфике представленных характеристик, желательно знать природу подобного явления и его основные характеристики.

Особенности активного сопротивления

Важно! Это явление наблюдается исключительно в ситуациях с переменным током. Только он способен образовывать в кабелях оба вида противодействия.

Величина активного сопротивления обусловлена эффектом поверхностного типа. Наблюдается процесс своеобразного перемещения тока от центра к поверхности проводника. Сечение кабеля используется не полностью, а возникающее противодействие будет значительно превышать аналогичный омический показатель.

Обратим внимание на такой момент:

1. Поверхностный эффект имеет незначительную величину в линиях из металлов, относящихся к категории цветных. Активное сопротивление приравнивают к омическому и считают его при условной температуре в +20°С, без учета фактических показателей окружающей среды. В справочниках имеются данные определения для использования в основном выражении R=r0l, с учетом того, что r0 – это номинальное значение искомой величины для 1 км провода, а l – его фактическая протяженность.
2. А вот в стальных изделиях данный показатель намного выше. Обязательно потребуется брать во внимание, зависящее от сечения явление перемагничивания и влияние таких компонентов, как вихревые токи. На практике обычно при больших нагрузках пользуются справочными данными. При этом, само явление ослабевает в проводниках многопроволочного типа.

Индуктивное сопротивление

Созданное в ходе передачи энергии переменное магнитное поле становится источником реактивного сопротивления подобного вида. Индуктивный вариант в основном зависит от характеристик проходящего тока, диаметра и расстояния между проводами.

Само сопротивление обычно классифицируют следующим образом:

• зависящее от параметров тока и материала — внутреннее;
• обусловленное геометрическими особенностями линии — внешнее. В этом случае данный показатель будет постоянной величиной, не зависящей от каких-либо других факторов.

Заводы по производству кабельной продукции всегда указывают в своих каталогах информацию об индуктивном сопротивлении.

Данный параметр обычно определяется следующим выражением:

в котором индуктивный показатель для 1 км провода – , а L – протяженность.

Х километрового участка рассчитывается по следующей формуле:

Где: Dср – расстояние среднее по центральной оси имеющихся проводов, мм; d – диаметр рабочего токопроводника, мм; μт –относительная магнитная проницаемость.

Принцип действия индуктивного сопротивления линий

Реактивная и активная составляющие обуславливают полное сопротивление, которое можно представить в виде суммы квадратов каждого показателя.

Емкостная проводимость

Одним из эксплуатационных показателей остается данный параметр, обозначающий емкость между проводниками и землей, а также аналогичный показатель между самими токопроводниками.

Можно увидеть прямую зависимость рабочей емкости от уменьшения расстояния между кабелями и их сечения. Следовательно, для линий низкого напряжения данная величина всегда будет больше, чем для высокого.

Попытка применить именно подобный способ для самостоятельного выполнения будет весьма непростой задачей, ведь в нем применяются и различные конструктивные нюансы типа геометрических характеристик, и диэлектрическая проницаемость изоляционного слоя, и многие другие вводные. Следовательно, оптимальным решением будет информация из таблиц, составленных производителями для конкретной марки кабеля. В каталогах все данные приведены с учетом номинального напряжения для каждой модификации.

Данный показатель будет объективным только при полностью обесточенных приемниках электричества.

Большое значение обозначенная емкость в любой рассматриваемой конструкции имеет для точного выполнения предварительных расчетов для устройств компонентов защиты и элементов заземления.

Для кабельных магистралей:

Источник: https://uelektrika.ru/osnovy-yelektrotekhniki/aktivnoe-i-induktivnoe-soprotivleni/

Активное сопротивление: формула, от чего зависит, в чем измеряется реактивное сопротивление

Сопротивлением в электротехнике называют такую величину, которая характеризует противодействие отдельность части электрической сети или ее элементов электрическому току.

Это основано на том, что сопротивление изменяет электрическую энергию и конвертирует ее в другие типы.

Например, в сетях с переменных электротоком происходят необратимые изменения энергии и ее передача между участниками этой электроцепи.

Сопротивление как физическую величину трудно переоценить, так как она является одной из ключевых характеристик электричества в сети и прямо или пропорционально определяет силу тока и напряжение. Этот материал познакомит с такими понятиями как: активное сопротивление и реактивное сопротивление в цепи переменного тока, как проявляется зависимость активного сопротивления от частоты.

Векторное изображение полного импеданса

Какое сопротивление называется реактивным, какое активным

Активное электросопротивление — это важный параметр электрической сети, который обуславливает превращение электрической энергии, поступающей в участок электроцепи или в отдельный элетроэлемент в любой другой тип энергии: химическую, механическую, тепловую, электромагнитную. Процесс превращения при этом считаю необратимым.

Типы рассматриваемой величины и формулы ее расчета

Реактивное сопротивление по-другому называется реактансом и представляет собой сопротивляемость элементов электроцепи, которые вызывается измерением силы электротока или напряжения из-за имеющейся емкости или индуктивности этого элемента. При реактансе происходит обменный процесс между отдельным компонентом сети и источником энергии. Часто это понятие относят к простому электрическому сопротивлению, однако оно отличается некоторыми моментами.

Течение переменного электротока не зависит от типа сопротивляемости элементов и всей сети

Какие отличия

Отличия этих типов электросопротивления в том, что «внутри» активностного типа энергия не накапливается, так как она попадает в активностый элемент и отдается окружающей среде в виде другого ее типа. Это может быть тепло или механическое поднятие груза, свечение, химическая реакция, задание чему-либо скорости.

Индуктивная величина и ее формулы

Важно! Преданная электроэлементу с активностным электросопротивлением энергия преображается и конвертируется, но не возвращается в сеть.

Сопротивляемость же реактивная, наоборот, копит энергию внутри себя за ¼ всего периода синусоидального электротока, а за следующую четверть возвращает ее обратно в сеть. То есть, в окружающую среду полученная энергия не передается.

Комплексная сопротивляемость отдельного элетроэлемента сети R

В активностном типе фазы электрических токов и напряжения совпадают, следовательно, выделяется некоторое количество электроэнергии. В реактивном виде фазы электротока и напряжения расходятся, поэтому энергия передается обратно. Это во многом объясняет то, что активностные электроэлементы нагреваются, а реактивные — нет.

Активная сопротивляемость в цепи переменного синусоидального тока

От чего зависит активное сопротивление

Активное электросопротивление зависит от сечения проводника. Это значит, что полезным сечением при электротоке с высокой частотой будет только тонкий наружный слой проводника. Из этого исходит также то, что активностное электросопротивление только возрастает с увеличением частоты электротока переменного типа.

Для того чтобы уменьшить поверхностный эффект проводника, по которому течет электроток высокой частоты, его изготавливают трубчатым и покрывают напылением металла, хорошо проводящего электрический ток, например, серебром.

Схема косвенного метода амперметра, вольтметра и ваттметра

В чем измеряется реактивное сопротивление

Само по себе, явление реактанса характерно только для цепей с электрическим током переменного типа. Обозначается оно латинской буквой «X» и измеряется в Омах.

В отличие от активностного варианта, реактанс может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Знак «+» или «-» соответствует знаку, по которому сдвигается фаза электротока и напряжения.

Знак положительный, когда ток отстает от напряжения и отрицателен, когда кот опережает напряжение.

Важно! Абсолютно чистое реактивное электросопротивление имеет сдвиг фазы на ± 180/2. То есть, фаза «двигается» на π/2.

Примером активной сопротивляемости — линия электропередач

Как правильно измерять сопротивление

При работе с радиоаппаратурой иногда требуется измерять не только активностное, но и реактивное электросопротивление (индуктивность и емкость). Для измерений применяют косвенный метод использования мультиметра, а более точные значения получают при мостовом методе.

Активом сопротивляемости может выступать любой резистор

Косвенный метод наиболее прост в своей реализации, так как не требует дополнительных схем включения. Одна требуется наличие трех отдельных приборов: амперметра, вольтметра и ваттметра.

Если измерить напряжение и силу электротока в цепи, то можно получить полное электросопротивление: Z=U*I  После измерения активностной мощности P, можно получить величину активного сопротивления отдельного элемента: R= P/I².

Обмотка трансформатора — один из примеров актива по превращению электроэнергии

Области проявления

Реактанс электросопротивления проявляется в емкости и индукции. Первое обуславливается наличием емкости проводниках и обмотках или включением в электрическую цепь переменного тока различных конденсаторов. Чем выше емкость потребителя и угловой частоты сигнала электротока, тем меньше емкостная характеристика.

Сопротивляемость, которую оказывает проводник переменному току и электродвижущей силе самоиндукции, называется индуктивным. Оно зависит от индуктивности потребителя.

Чем выше его индуктивность и выше частота переменного электротока, тем выше индуктивное электросопротивление.

Выражается оно формулой: xl = ωL, где xl — это электросопротивление индукции, L — индуктивность, а ω — угловая частота тока.

Емкостный реактанс электросопротивление проявляется, например, в конденсаторе, который накапливает электроэнергию в виде электромагнитного поля между своими обкладками. Индуктивное электросопротивление можно наблюдать в дросселе, который накапливает энергию в виде магнитного поля внутри своей обмотки.

Активностным же электросопротивлением может обладать любой резистор, линии электропередач, обмотки трансформатора или электрического двигателя.

Индукция ЭДС может наблюдаться в дросселе

Таким образом, активный резист и реактанс во многом отличаются друг от друга не только разницей по названию, но и по физическим свойствам. Первый вид превращает электроэнергию в другой вид и отдает ее в окружающую среду. Второй же — возвращает ее обратно в электросеть.

Источник: https://rusenergetics.ru/polezno-znat/aktivnoe-soprotivlenie

Активное сопротивление. Действующие значения силы тока и напряжения — Класс!ная физика

«Физика — 11 класс»

Активное сопротивление

Сила тока в цепи с резистором

Есть цепь, состоящая из соединительных проводов и нагрузки с малой индуктивностью и большим сопротивлением R.

Сопротивление R называется активным сопротивлением, т.к. при наличии нагрузки, обладающей этим сопротивлением, цепь поглощает энергию, поступающую от генератора. Эта энергия превращается во внутреннюю энергию проводников — они нагреваются.

• Напряжение на зажимах цепи меняется по гармоническому закону:
• u = Um cos ωt
• Мгновенное значение силы тока прямо пропорционально мгновенному значению напряжения. По закону Ома мгновенное значение силы тока:

В проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения, а амплитуда силы тока определяется равенством

Мощность в цепи с резистором

В цепи переменного тока промышленной частоты (v = 50 Гц) сила тока и напряжение меняются. При прохождении тока по проводнику, например по нити электрической лампочки, количество выделенной энергии также будет меняться во времени.

1. Мощность в цепи постоянного тока на участке с сопротивлением R определяется формулой
2. Р = I2R
3. Мгновенная мощность в цепи переменного тока на участке, имеющем активное сопротивление R, определяется формулой
4. Р = i2R

График зависимости мгновенной мощности от времени (рис.а):

Согласно графику (рис.б) среднее за период значение cos 2ωt равно нулю, а значит равно нулю второе слагаемое в формуле для среднего значения мощности за период.

Действующие значения силы тока и напряжения

Среднее за период значение квадрата силы тока:

Величина, равная квадратному корню из среднего значения квадрата силы тока, называется действующим значением силы переменного тока. Действующее значение силы переменного тока обозначается через I:

Действующее значение силы переменного тока равно силе такого постоянного тока, при котором в проводнике выделяется то же количество теплоты, что и при переменном токе за то же время.

Действующее значение переменного напряжения определяется аналогично:

Закон Ома для участка цепи переменного тока с резистором в действующих значениях:

В случае электрических колебаний важны общие характеристики колебаний, такие, как амплитуда, период, частота, действующие значения силы тока и напряжения, средняя мощность. Именно действующие значения силы тока и напряжения регистрируют амперметры и вольтметры переменного тока.

• Действующие значения непосредственно определяют среднее значение мощности Р переменного тока:
• р = I2R = UI.
• Итак: Колебания силы тока в цепи с резистором совпадают по фазе с колебаниями напряжения, а мощность определяется действующими значениями силы тока и напряжения.
• Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Следующая страница «Конденсатор в цепи переменного тока» Назад в раздел «Физика — 11 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин»

Электромагнитные колебания. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях — Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями — Уравнение, описывающее процессы в колебательном контуре.

Период свободных электрических колебаний — Переменный электрический ток — Активное сопротивление.

Действующие значения силы тока и напряжения — Конденсатор в цепи переменного тока — Катушка индуктивности в цепи переменного тока — Резонанс в электрической цепи — Генератор на транзисторе. Автоколебания — Краткие итоги главы

Источник: http://class-fizika.ru/11_27.html

Цепь переменного тока с активным сопротивлением

Когда в электрическую цепь переменного тока подключается активное сопротивление R, то под воздействием разницы потенциалов источника в цепи начинает течь ток I. В тех случаях, когда изменение напряжения происходит по синусоидальному закону, который выражается, как u = Um sin ωt, то изменение тока i также идет по синусоиде:

Активное сопротивление

i = Im sin ωt

При этом

Так что получается, что изменение напряжения и тока происходят по одинаковым законам. При этом через нулевое значение они проходят одновременно и своих максимальных значений также достигают одновременно. Из этого следует, что когда в электрическую цепь переменного тока подключается активное сопротивление R, то напряжение и ток совпадают по фазе.

Мощность, ток, напряжение

Если взять равенство Im = Um / R и каждую из его частей разделить на √2, то в итоге получится ни что иное, как закон Ома, применимый для той цепи, которая рассматривается: I = U/R.

Таким образом, получается, что это основополагающий закон для той цепи, которая имеет в своем составе только активное сопротивление, с точки зрения математики имеет такую же форму, что и для цепи тока постоянного.

Такой показатель, как электрическая мощность P для цепи, имеющей в своем составе активное сопротивление, равняется произведению мгновенного значения напряжения U на мгновенное значение силы тока i в любой момент времени.

Из этого следует, что в цепях переменного тока, в отличие от цепей тока постоянного, мгновенная мощность P – величина непостоянная, а ее изменение происходит по кривой. Для того чтобы получить ее графическое представление, необходимо ординаты кривых напряжения U и силы тока i перемножить при разных углах ωt.

Мощность изменяется по отношению к изменению тока с двойной частотой ωt. Это означает, что половине периода изменения напряжения и тока соответствует один период изменения мощности. Следует заметить, что абсолютно все значения, которые может принимать мощность, являются положительными величинами.

С точки зрения физики это означает, что от источника к приемнику передается энергия. Своих максимальных значений мощность достигает тогда, когда ωt = 270° и ωt = 90°.

В практическом отношении о той энергии W, которую создает электрический ток, принято судить по средней мощности, выражаемой формулой Рср = Р, а не по мощности максимальной. Ее можно определить, перемножив на время протекания тока среднее значение мощности W = Pt.

• Относительно линии АБ, соответствующей среднему значению мощности P, кривая мгновенной мощности симметрична. По этой причине
• P = Pmax / 2 = UI
• Если использовать закон Ома, то можно выразить активную мощность в следующем виде:
• P = I2R или P = U2/R.
• Специалисты в области электротехники ту среднюю мощность, которую потребляет активное сопротивление, чаще всего именуют или просто мощностью, или активной мощностью, а для ее обозначения используется буква P.

Необходимо особо отметить такую особенность проводников, включенных в сеть переменного тока: их активное сопротивление во всех случаях оказывается больше, чем если бы они были включены в сеть тока постоянного.

Причина этого состоит в том, что переменный ток не протекает равномерно распределяясь по всему поперечному сечению проводника, как ведёт себя постоянный ток, а выводится на его поверхность.

Таким образом, получается, что при включении проводника в цепь переменного тока его полезное сечение оказывается значительно меньшим, чем при включении в цепь тока постоянного. Именно поэтому его сопротивление возрастает. В физике и электротехнике это явление называется поверхностным эффектом.

То, что переменный ток распределяется по сечению проводника неравномерно, объясняется действием электродвижущей силы самоиндукции. Она индуцируется в проводнике тем магнитным полем, которое создается током, проходящим по нему.

Необходимо заметить, что действие этого магнитного поля распространяется не только на окружающее проводник пространство, но и на внутреннюю его часть. По этой простой причине те слои проводника, которые располагаются ближе к его центру, находятся под воздействием большего магнитного потока, чем те слои, что располагаются ближе к его поверхности.

Соответственно, электродвижущая сила самоиндукции, которая возникает во внутренних слоях, существенно больше, чем та, что образуется в слоях внешних.

Электродвижущая сила самоиндукции является существенным препятствием для изменения тока, и поэтому он будет следовать преимущественно по поверхностным слоям проводника.

Необходимо также отметить, что сопротивление активных проводников в цепях переменного тока существенно зависит от частоты: чем она больше, тем выше ЭДС самоиндукции, и поэтому ток в большей степени подвергается вытеснению на поверхность.

Источник: http://selectelement.ru/basic-concepts/ac-active-resistance.php

Активное и реактивное сопротивление

В электротехнике понятие сопротивления представляет собой величину, за счет которой определенная часть цепи может противодействовать электрическому току. Она образуется за счет изменения и перехода электроэнергии в другое энергетическое состояние.

Данное явление присуще только переменному току, когда в сети образуется активное и реактивное сопротивление, выражающееся в необратимом изменении энергии или передаче этой энергии между отдельными компонентами электрической цепи.

В случае необратимых изменений электроэнергии сопротивление будет считаться активным, а при наличии обменных процессов – реактивным.

Основные различия между активным и реактивным сопротивлением

Когда электрический ток проходит через элементы с активным сопротивлением, происходят необратимые потери выделяемой мощности. Типичным примером служит электрическая плита, где в процессе работы происходят необратимые превращения электричества в тепловую энергию. То же самое происходит с резистором, в котором тепло выделяется, но обратно в электроэнергию не превращается.

Реактивное сопротивление возникает в тех случаях, когда переменный ток проходит через так называемые реактивные элементы, обладающие индуктивностью и емкостью.

Первое свойство характерно для катушки индуктивности без учета активного сопротивления ее обмотки. В данном случае причиной появления реактивного сопротивления считается ЭДС самоиндукции.

В зависимости от частоты тока, при ее возрастании, наблюдается и одновременный рост сопротивления, что отражается в формуле xl = wL.

Закон Ома для участка цепи

Реактивное сопротивление конденсатора зависит от емкости. Оно будет уменьшаться при увеличении частоты тока, поэтому данное свойство широко используется в электронике для выполнения регулировочных функций. В этом случае для расчетов используется формула xc = 1/wC.

В графике это выражение выглядит в виде треугольника сопротивлений, где реактивное и активное сопротивление соответствуют катетам, а полное сопротивление или импеданс – гипотенузе.

Индуктивное сопротивление

Реактивное сопротивление подразделяется на два основных вида – индуктивное и емкостное.

При рассмотрении первого варианта следует отметить возникновение в индуктивной обмотке магнитного поля под действием переменного тока.

В результате, в ней образуется ЭДС самоиндукции, направленной против движения тока при его росте, и по ходу движения при его уменьшении.

Таким образом, при всех изменениях тока и наличии взаимосвязей, ЭДС оказывает на него противоположное действие и приводит к созданию индуктивного сопротивления катушки.

Под влиянием ЭДС самоиндукции энергия магнитного поля обмотки возвращается в электрическую цепь. То есть, между источником питания и обмоткой происходит своеобразный обмен энергией. Это дает основание полагать, что катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением.

В качестве типичного примера можно рассмотреть действие реактивного сопротивления в трансформаторе. Данное устройство имеет общий магнитопровод, с расположенными на нем двумя обмотками или более, имеющими общую зависимость. На одну из них поступает электроэнергия из внешнего источника, а из другой выходит уже трансформированный ток.

Под действием первичного тока, проходящего по катушке, в магнитопроводе и вокруг него происходит наведение магнитного потока. В результате пересечения витков вторичной обмотки, в ней формируется вторичный ток.

При невозможности создания идеальной конструкции трансформатора, магнитный поток будет частично уходить в окружающую среду, что приведет к возникновению потерь.

От них зависит величина реактивного сопротивления рассеяния, которая совместно с активной составляющей образуют комплексное сопротивление, называемое электрическим импедансом трансформатора.

Конденсатор в цепи переменного тока

Емкостное сопротивление

В цепи, содержащей емкость и источник переменного тока происходят изменения заряда. Такой емкостью обладают конденсаторы, обладающие максимальной энергией при полном заряде. Напряжение емкости создает сопротивление, противодействующее течению переменного тока, которое считается реактивным. В результате взаимодействия, конденсатор и источник тока постоянно обмениваются энергией.

В конструкцию конденсатора входят токопроводящие пластины в количестве двух и более штук, разделенных слоями диэлектрика. Такое разделение не позволяет постоянному току проходить через конденсатор. Переменный ток может проходить через емкостное устройство, отклоняясь при этом от своей первоначальной величины.

Изменения переменного тока происходят под влиянием емкостного сопротивления. Чтобы лучше понять схему работы, найдем и рассмотрим принцип действия данного явления. Переменное напряжение, приложенное к конденсатору, изменяется в форме синусоиды.

Под его воздействием на обкладках наблюдается всплеск, одновременно здесь накапливаются заряды электроэнергии с противоположными знаками. Их общее количество ограничено емкостью устройства и его габаритами.

Чем выше емкость устройства, тем больше времени требуется на зарядку.

В момент изменения полупериода колебания, напряжение на обкладках конденсатора меняет свою полярность на противоположное значение, потенциалы также изменяются, а заряды пластин перезаряжаются.

За счет этого удается создать течение первичного тока и находить способ противодействовать его прохождению, при уменьшении величины и сдвиге угла.

Зарядка обкладок позволяет току, проходящему через конденсатор, опережать напряжение на 90.

Компенсация реактивной мощности

С помощью электрических сетей осуществляется передача электроэнергии на значительные расстояния.

В большинстве случаев она используется для питания электродвигателей, имеющих высокое индуктивное сопротивление и большое количество резистивных элементов. К потребителям поступает полная мощность, которая делится на активную и реактивную.

В первом случае с помощью активной мощности совершается полезная работа, а во втором – происходит нагрев трансформаторных обмоток и электродвигателей.

Сколько миллиампер в ампере

Под действием реактивной составляющей, возникающей на индуктивных сопротивлениях, существенно понижается качество электроэнергии. Противостоять ее вредному воздействию помогает комплекс мероприятий по компенсации с использованием конденсаторных батарей. За счет емкостного сопротивления удается понизить косинус угла φ.

Компенсирующие устройства применяются на подстанциях, от которых электричество поступает к проблемным потребителям. Этот способ дает положительные результаты не только в промышленности, но и на бытовых объектах, снижая нагрузку на оборудование.

Источник: https://electric-220.ru/news/aktivnoe_i_reaktivnoe_soprotivlenie/2017-12-23-1414

Активное сопротивление в цепи переменного тока

Электрические лампы накаливания, печи сопротивления, бытовые нагревательные приборы, реостаты и другие приемники, где электрическая энергия преобразуется в тепловую, на схемах замещения обычно представлены только сопротивлением R. Для схемы, изображенной на рис. 13.1, а, заданы сопротивление R и напряжение, изменяющееся по закону

u = Umsinωt

Найдём ток и мощность в цепи.

Ток в цепи переменного тока с активным сопротивлением

По закону Ома найдем выражение для мгновенного тока:

где Im = Um/R — амплитуда тока

Из уравнений напряжения и тока видно, что начальные фазы обеих кривых одинаковы, т. е. напряжение и ток в цепи с сопротивлением R совпадают по фазе. Это показано на графиках и векторной диаграмме (рис. 13.1, б, б).

Действующий ток найдем, разделив амплитуду на √ 2:

Формулы (13.1) выражают закон Ома для цепи переменного тока с сопротивлением R. Внешне они ничем не отличаются от формулы для цепи постоянного тока, если переменные напряжение и ток выражены действующими величинами.

 Мгновенная мощность в цепи переменного тока с активным сопротивлением

При переменных величинах напряжения и тока скорость преобразования электрической энергии в приемнике, т. е. его мощность, тоже изменяется. Мгновенная мощность равна произведению мгновенных величин напряжения и тока: p  = Umsinωt * Imsinωt = UmImsin2ωt

Из тригонометрии найдём 

Более наглядное представление о характере изменения мощности в цепи дает график в прямоугольной системе координат, который строится после умножения ординат кривых напряжения и тока, соответствующих ряду значений их общего аргумента — времени t.

 Зависимость мощности от времени — периодическая кривая (рис. 13.2).

Если ось времени t поднять по чертежу на величину р = Pm√2 = UmIm√2, то относительно новой оси t’ график мощности является синусоидой с двойной частотой и начальной фазой 90°:

Таким образом, в первоначальной системе координат мгновенная, мощность равна сумме постоянной величины Р = UmIm√2 и перемен- ной р’:

р = Р + р’

Анализируя график мгновенной мощности, нетрудно заметить, что мощность в течение периода остается положительной, хотя ток и напряжение меняют свой знак. Это получается благодаря совпадению по фазе напряжения и тока.

Постоянство знака мощности говорит о том, что направление потока электрической энергии остается в течение периода неизменным, в данном случае от сети (от источника энергии) в приемник с сопротивлением R, где электрическая энергия необратимо преобразуется в другой вид энергии. В этом случае электрическая энергия называется активной.

Если R — сопротивление проводника, то в соответствии с законом Ленца — Джоуля электрическая энергия в нем преобразуется в тепло.

Активная мощность для цепи переменного тока с активным сопротивлением

Скорость преобразования электрической энергии в другой вид энергии за конечный промежуток времени, значительно больший периода изменения тока, характеризуется средней мощностью. Она равна средней мощности за период, которую называют активной.

Активная мощность — среднее арифметическое мгновенной мощности за период.

Для рассматриваемой цепи активную мощность Р нетрудно определить из графика рис. 13.2. Средняя величина мощности равна высоте прямоугольника с основанием Т, равновеликого площади, ограниченной кривой р(t) и осью абсцисс (на рисунке заштриховано).

• Равенство площадей РТ = Sp выполняется, если высоту прямоугольника взять равной половине наибольшей мгновенной мощности Pm.
• В этом случае часть площади Sp , находящаяся выше прямоугольника, точно укладывается в оставшуюся незаштрихованной его часть:
• P = UI
• Активная мощность для данной цепи равна произведению действующих величин тока и напряжения:
• P = UI = I2R = U2R

С математической точки зрения активная мощность является постоянной составляющей в уравнении мгновенной мощности p(t) [см. выражение (13.2)].

Среднюю мощность за период можно найти интегрированием уравнения (13.2) в пределах периода:

Сопротивление R, определяемое из формулы (13.3) отношением активной мощности цепи к квадрату действующего тока, называется активным электрическим сопротивлением.

Источник: https://electrikam.com/aktivnoe-soprotivlenie-v-cepi-peremennogo-toka/

Активное и реактивное сопротивление. Треугольник сопротивлений

Активное и реактивное сопротивление — сопротивлением в электротехнике называется величина, которая характеризует противодействие части цепи электрическому току. Это сопротивление образовано путем изменения электрической энергии в другие типы энергии. В сетях переменного тока имеется необратимое изменение энергии и передача энергии между участниками электрической цепи.

При необратимом изменении электроэнергии компонента цепи в другие типы энергии, сопротивление элемента является активным. При осуществлении обменного процесса электроэнергией между компонентом цепи и источником, то сопротивление реактивное.

В электрической плите электроэнергия необратимо преобразуется в тепло, вследствие этого электроплита имеет активное сопротивление, так же как и элементы, преобразующие электричество в свет, механическое движение и т.д.

В индуктивной обмотке переменный ток образует магнитное поле. Под воздействием переменного тока в обмотке образуется ЭДС самоиндукции, которая направлена навстречу току при его увеличении, и по ходу тока при его уменьшении. Поэтому, ЭДС оказывает противоположное действие изменению тока, создавая индуктивное сопротивление катушки.

С помощью ЭДС самоиндукции осуществляется возвращение энергии магнитного поля обмотки в электрическую цепь. В итоге обмотка индуктивности и источник питания производят обмен энергией. Это можно сравнить с маятником, который при колебаниях преобразует потенциальную и кинетическую энергию. Отсюда следует, что сопротивление индуктивной катушки имеет реактивное сопротивление.

Самоиндукция не образуется в цепи постоянного тока, и индуктивное сопротивление отсутствует. В цепи емкости и источника переменного тока изменяется заряд, значит между емкостью и источником тока протекает переменный ток. При полном заряде конденсатора его энергия наибольшая.

В цепи напряжение емкости создает противодействие течению тока своим сопротивлением, и называется реактивным. Между конденсатором и источником происходит обмен энергией.

После полной зарядки емкости постоянным током напряжение его поля выравнивает напряжение источника, поэтому ток равен нулю.

Конденсатор и катушка в цепи переменного тока работают некоторое время в качестве потребителя энергии, когда накапливают заряд. И также работают в качестве генератора при возвращении энергии обратно в цепь.

Если сказать простыми словами, то активное и реактивное сопротивление – это противодействие току снижения напряжения на элементе схемы. Величина снижения напряжения на активном сопротивлении имеет всегда встречное направление, а на реактивной составляющей – попутно току или навстречу, создавая сопротивление изменению тока

Настоящие элементы цепи на практике имеют все три вида сопротивления сразу. Но иногда можно пренебречь некоторыми из них ввиду незначительных величин. Например, емкость имеет только емкостное сопротивление (при пренебрежении потерь энергии), лампы освещения имеют только активное (омическое) сопротивление, а обмотки трансформатора и электромотора – индуктивное и активное.

Активное сопротивление

В цепи действия напряжения и тока, создает противодействие, снижения напряжения на активном сопротивлении. Падение напряжения, созданное током и оказывающее противодействие ему, равно активному сопротивлению.

При протекании тока по компонентам с активным сопротивлением, снижение мощности становится необратимым. Можно рассмотреть резистор, на котором выделяется тепло. Выделенное тепло не превращается обратно в электроэнергию. Активное сопротивление, также может иметь линия передачи электроэнергии, соединительные кабели, проводники, катушки трансформаторов, обмотки электромотора и т.д.

• Отличительным признаком элементов цепи, которые обладают только активной составляющей сопротивления, является совпадение напряжения и тока по фазе. Это сопротивление вычисляется по формуле:
• R = U/I, где R – сопротивление элемента, U – напряжение на нем, I – сила тока, протекающего через элемент цепи.
• На активное сопротивление влияют свойства и параметры проводника: температура, поперечное сечение, материал, длина.

Реактивное сопротивление

Тип сопротивления, определяющий соотношение напряжения и тока на емкостной и индуктивной нагрузке, не обусловленное количеством израсходованной электроэнергии, называется реактивным сопротивлением. Оно имеет место только при переменном токе, и может иметь отрицательное и положительное значение, в зависимости от направления сдвига фаз тока и напряжения. При отставании тока от напряжения величина реактивной составляющей сопротивления имеет положительное значение, а если отстает напряжение от тока, то реактивное сопротивление имеет знак минус.

Активное и реактивное сопротивление, свойства и разновидности

Рассмотрим два вида этого сопротивления: емкостное и индуктивное. Для трансформаторов, соленоидов, обмоток генераторов и моторов характерно индуктивное сопротивление. Емкостный вид сопротивления имеют конденсаторы. Чтобы определить соотношение напряжения и тока, нужно знать значение обоих видов сопротивления, которое оказывает проводник.

Реактивное сопротивление образуется при помощи снижения реактивной мощности, затраченной на образование магнитного поля в цепи. Снижение реактивной мощности создается путем подключения к трансформатору прибора с активным сопротивлением.

Конденсатор, подключенный в цепь, успевает накопить только ограниченную часть заряда перед изменением полярности напряжения на противоположный. Поэтому ток не снижается до нуля, так как при постоянном токе. Чем ниже частота тока, тем меньше заряда накопит конденсатор, и будет меньше создавать противодействие току, что образует реактивное сопротивление.

Иногда цепь имеет реактивные компоненты, но в результате реактивная составляющая равна нулю. Это подразумевает равенство фазного напряжения и тока. В случае отличия от нуля реактивного сопротивления, между током и напряжением образуется разность фаз.

Катушка имеет индуктивное сопротивлением в схеме цепи переменного тока. В идеальном виде ее активное сопротивление не учитывают. Индуктивное сопротивление образуется с помощью ЭДС самоиндукции. При повышении частоты тока возрастает и индуктивное сопротивление.

На индуктивное сопротивление катушки оказывает влияние индуктивность обмотки и частота в сети.

Конденсатор образует реактивное сопротивление из-за наличия емкости. При возрастании частоты в сети его емкостное противодействие (сопротивление) снижается. Это дает возможность активно его применять в электронной промышленности в виде шунта с изменяемой величиной.

Треугольник сопротивлений

Схема цепи, подключенной к переменному току, имеет полное сопротивление, которое можно определить в виде суммы квадратов реактивного и активного сопротивлений.

Если изобразить это выражение в виде графика, то получится треугольник сопротивлений. Он образуется, если рассчитать последовательную цепь всех трех видов сопротивлений.

По этому треугольному графику можно увидеть, что катеты представляют собой активное и реактивное сопротивление, а гипотенуза является полным сопротивлением.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrotehnika/aktivnoe-i-reaktivnoe-soprotivlenie/

Мощности в цепях переменного тока

Расчетные формулы для цепей однофазного тока

1. Мгновенное значение мощности в цепи с активным сопротивлением r, Вт:

 

 

 

Среднее значение активной мощности в цепи с активным сопротивлением г, Вт:

2. Цепи с чисто индуктивным сопротивлением: ток в цепи i=Im sinωt, тогда ЭДС самоиндукции

 

т.е. ЭДС отстает от тока, ее вызвавшего, на угол

 

 

 

 

Падение напряжения на катушке

Мгновенная мощность катушки

Средняя за период мощность идеальной катушки:

 

Это означает, что в течение периода идеальная катушка дважды получает от источника энергию, преобразуя ее в магнитное поле, и дважды возвращает ее..

Емкостное сопротивление, Ом,

ействующее значение тока, А,

Мгновенная мощность

Средняя мощность

В течение периода конденсатор дважды получает от ис­точника энергию для заряда (создания электрического поля в диэлектрике) и дважды возвращает ее источнику (разряжа­ется).

Реактивная мощность конденсатора, вар,

Из изложенного следует важный для практики вывод: токи индуктивности и емкости в цепи переменного тока в каждый момент времени направлены в противоположные стороны. Другими словами, в каждый момент времени, когда катушка получает от источника электромагнитную энергию, конденсатор возвращает ее источнику и наоборот.

4. Цепь, содержащая последовательно включенные ак­тивное, индуктивное и емкостное сопротивления (рис. 1.9).

 

Реактивное сопротивление цепи, Ом,

Полное сопротивление цепи, Ом,

Угол сдвига фаз между векторами напряжения и тока

Коэффициент мощности цепи

Мгновенное значение приложенного напряжения равно сум­ме мгновенных значений падений напряжений на участках цепи:

Мгновенное значение мощности для этой цепи, Вт,

Среднее значение мощности равно активной мощности, Вт:

 

Реактивная мощность, вар,

Полная мощность, В-А,

При xL = xc имеет место резонанс напряжения, цепь ведет себя как чисто активная, а ток имеет наибольшее (при U = const) значение.

 

5. Цепь, содержащая параллельно включенные активное, индуктивное и емкостное сопротивления (рис. 1.10).

В такой цепи все элементы находятся под одинаковым напряжением источника

Проводимости элементов цепи:

активная, См,

емкостная,См, 

индуктивная, См,

 

Угол сдвига фаз тока и напряжения

Полная проводимость цепи, содержащей элементы R, L, С, См:

Значения мощностей рассчитываются по приведенным выше формулам.

При вс= Bl имеет место резонанс токов. Общий ток в цепи имеет минимальное значение и активный характер.

На практике параллельное включение конденсаторов в однофазной и трехфазной цепях широко используется для разгрузки питающих линий (проводов, кабелей, шин) от реактивной (индуктивной) составляющей тока. Это позволяет уменьшить потери электроэнергии в передающих линиях, и тем самым экономить ее, выбирать меньшие сечения про­водов и кабелей для питания тех же самых электроприем­ников.

Напряжение цепи переменного тока | Электрикам

Переменное напряжение — это напряжение, которое изменяется с течением времени. Далее будем рассматривать только гармоническое переменное напряжение (изменяется по синусоиде).

u = U_msin(2πt + Ψ ) = U_msin(ωt + Ψ )

Где u = u(t) — мгновенное значение переменного напряжения [В].

U_m — максимальное значение напряжения (амплитудное значение) [В].

f — частота  равная числу колебаний в 1 секунду (единица частоты f — герц (Гц) или с^-1)

ω — угловая частота (омега) (единица угловой частоты — рад/с или с^-1)

ω = 2πf = 2π/T

Аргумент синуса, т. е. (ωt + Ψ), называют фазой. Фаза характеризует состояние колебания (числовое значение) в данный момент времени t.

U — Действующее значение напряжения [В]:

Рассмотрим параметры напряжения в бытовой электросети.

Все мы знаем, что у нас дома в розетке поступает переменный ток, с напряжением 220 вольт и частотой 50 герц (в идеальных условиях) на самом деле допускается не большая погрешность как в меньшую, так и в большую сторону так, что не удивляйтесь если ваш вольтметр покажет не 220, а например 210 или даже 230 В.).

Большинство приборов измеряет не амплитудное, а действующее значение переменного напряжения, тока, мощности так, что если мы говорим что у нас напряжение сети 220, 380 В и т. д. то имеется виду именно действующие значения.

• Действующее значение напряжения U = 220 В.
• Амплитудное значение напряжения цепи переменного тока U_m = U*√2 = 220 *√2 = 311 В.
• Угловая частота ω = 2πf = 3,14*2*50 = 314 рад/с.
• Начальная фаза Ψ = 0 град.
• Мгновенное значение u  = 311sin(314t) В.

Мощность переменного тока. Работа переменного тока

Господа, всех вас в очередной раз приветствую! В сегодняшней статье я бы хотел поднять темы, касающиеся мощности и энергии (работы) в цепях переменного тока. Сегодня мы узнаем, что это такое и научимся их определять. Итак, погнали.

Прежде чем начать что-либо обсуждать про переменный ток, давайте-ка вспомним, как мы определяли мощность в случае постоянного тока. Да-да, у нас была отдельная статейка на эту тему, помните? Если нет, то напоминаю, что в случае постоянного тока мощность в цепи считается очень просто, по одной из этих трех замечательных формул:

где P – искомая мощность, которая выделяется на резисторе R;

I – сила тока в цепи через резистор R;

U – напряжение на резисторе R.

Это все здорово. Но как быть в случае переменного тока, а в частности – синусоидального? Ведь там у нас колбасится синус, значения тока и напряжения все время меняются, сейчас они одни, через мгновение – уже другие, т.е., выражаясь научным языком, они являются функциями времени. Пользуясь знаниями, полученными нами в предыдущей вводной статье, мы можем записать вот такой закон изменения силы тока:

Мы не будем сейчас повторять что здесь есть что, все это было досконально рассмотрено в прошлый раз.

Абсолютно аналогично можно записать зависимость напряжения от времени для переменного синусоидального тока

Пока что считаем, что у нас в цепи только резисторы (конденсаторы и индуктивности отсутствуют), следовательно, напряжение и ток совпадают по фазе между собой. Не понятно почему так? Ничего, в будущем разберем это подробно. Пока же для нас это значит только то, что фазы как в законе изменения тока, так и в законе изменения напряжения можно выкинуть.

И вот глядя на эти три строчки с формул и сопоставляя их между собой, не приходит ли вам на ум какая-либо идея? Например, что можно бы подставить ток или напряжение в формулу для мощности… Такая идея пришла? Это просто замечательно! Давайте ее сейчас же реализуем! Поскольку у нас и ток, и напряжения зависят от времени, все три полученные новые формула для мощности абсолютно также будет зависеть от времени.

Ох, прям в глазах рябит от синусов . Но ведь все довольно просто и очевидно откуда, что получилось, не так ли? По вот этим вот самым формулам можно рассчитать мгновенную мощность в определенный момент времени. Фишка в том, что если через резистор течет переменный ток, то в каждое мгновение времени на нем будет выделяться вообще говоря разная мощность: иначе и быть не может, раз амплитуда тока через резистор все время разная. Другое дело, что визуально, при большой частоте изменения тока, мы скорее всего это не заметим: температура резистора не будет хаотично скакать в такт изменения мощности, которая на нем выделяется. Это будет потому, что сам резистор благодаря его массе и теплоемкости синтегрирует эти перепады температуры.

Итак, с мощностью более-менее понятно. А как быть с энергией? Ну, то есть с теплом, которое выделяется на резисторе? Как оценить эту самую энергию? Для этого нам надо вспомнить, как же связаны между собой мощность и энергия. Мы уже затрагивали эту тему в статье про мощность в цепи постоянного тока. Тогда этот вопрос решился просто: при постоянном токе достаточно умножить мощность (которая там не зависит от времени и все время одинакова) на время наблюдения и получить выделяющуюся за это самое время наблюдения энергию. С переменным током все посложнее, потому что тут мощность зависит от времени. И, увы, тут не обойтись без интегралов… Что это вообще такое этот самый интеграл? Как, вероятно, многие из вас знают, интеграл – это просто площадь под графиком. В данном конкретном случае под графиком зависимости мощности от времени P(t). Да, вот так вот все просто.

Итак, энергия (или работа, что по сути одно и то же) в цепи переменного тока считается следующим образом

В этой формуле Q – это искомая работа (энергия) переменного тока (измеряется все так же в джоулях), P(t) – закон изменения мощности от времени, а Т – собственно, сам отрезок времени, который мы рассматриваем, и в течении которого ток работает.

Вообще говоря, это выражение можно рассматривать как общий случай и для постоянного тока, и для переменного (при этом переменный ток может быть любой формы, не обязательно синусоидальный). Во всех эих случаях можно считать энергию через вот этот вот интеграл. Если же мы подставим сюда P(t)=const (случай постоянного тока), то исходя из особенности взятия интеграла от константы результат расчета будет абсолютно таким же, как если бы мы просто умножили мощность на время, поэтому нет никакого смысла так заморачиваться и рассматривать интегралы в теме постоянного тока. Но полезно это знать, что бы была некая единая картина. Сейчас же, господа, я прошу вас запомнить главный вывод из всей этой болтовни – если мы хотим найти выделившуюся энергия за время T (без разницы какой ток – постоянный или переменный), то это можно сделать, найдя площадь под графиком зависимости мощности от времени на интервале от 0 до Т.

Если брать токи синусоидальные и подставлять конкретные выражения для зависимости мощности от времени, то энергию можно посчитать по одной из следующих формул

Господа, скажу сразу, в своих статьях я не буду рассказывать, как брать интегралы. Я надеюсь, что вы это знаете. А если нет – ничего страшного, не спешите закрывать статью. Я буду стараться строить изложение таким образом, чтобы незнание интегралов не привело в вашем сознании к fatal error . Очень часто их вообще не требуется считать ручками, а можно посчитать в специализированных программах или даже онлайн на многочисленных сайтах.

Давайте теперь разберем все вышесказанное на конкретном примере. Господа, специально для вас я подготовил рисуночек 1. Взгляните на него. Изображение кликабельно.

Рисунок 1 – Зависимость мощности от времени для переменного и постоянного тока

Там два графика: на верхнем показана зависимость мощности от времени для случая переменного синусоидального тока, а на нижнем – для случая постоянного тока. Как я их построил? Очень просто. Для первого графика я взял вот эту ранее написанную нами формулу.

Будем полагать, что амплитуда синусоидального тока равна I_m=1 A, сопротивление резистора, на котором рассеивается мощность, равно R=5 Ом, а частота синуса равна f = 1 Гц, что соответствует круговой частоте

То есть формула, по которой мы строим график мощности переменного тока, имеет вид

Именно по этой формуле построен верхний график на рисунке 1.

А как быть с нижним графиком? Господа, ну тут совсем все просто. Я исходил из того, что через тот же самый резистор R=5 Ом течет постоянный ток величиной I=1 А. Тогда, как должно быть понятно из закона Джоуля-Ленца, на данном резисторе будет рассеиваться вот такая вот мощность

Поскольку ток постоянный, то эта мощность будет одинаковой в любой момент времени. А для таких замечательнейших случаев эталонной стабильности великая и могучая математика предусматривает график в виде прямой. Что мы и видим на нижнем графике рисунка 1.

Понятное дело, что раз через наши пятиомные резисторы течет ток, то на них выделяется некоторая мощность и рассеивается некоторое количество энергии. Иными словами, резистор греется за счет выделяющейся на нем энергии. Мы уже обсуждали, что эта энергия считается через интеграл. Но, как мы уже говорили, есть и графическое представление этого интеграла – он равен площади под графиком. Эту площадь я заштриховал на рисунке 1. То есть, если мы найдем, чему равна площадь под верхним и нижним графиками, то мы определим, какое количество энергии выделилось в первом и втором случае.

Ну, с нижним графиком вообще все просто. Там – прямоугольник высотой 5 Вт и шириной 2 секунды. Поэтому площадь (то бишь энергия) находится элементарно

Отметим, что этот результат в точности совпадает с формулой, полученной нам для расчета энергии постоянного тока в одной из прошлых статей.

Со верхним графиком все не так просто. Там у нас неправильная форма и просто так сразу нельзя сказать, чему равна эта площадь. Вернее, сказать можно – она равна вот такому вот интегралу

Результат вычисления этого интеграла равен конкретному числу и это число – как раз наша искомая энергия, которая выделилась на резисторе. Мы не будем расписывать взятие этого интеграла. Посчитать такой интеграл ручками не составит труда для человека, хотя бы поверхностного знакомого с математикой. Если же все-таки это вызывает затруднение, или просто лень самому считать – есть огромное количество САПРа, которое сделает это за вас. Либо можно посчитать этот интеграл на каком-либо сайте: по запросу в гугле «интегралы онлайн» выдается достаточное количество результатов. Итак, сразу переходим к ответу и он равен

Вот так вот. Энергия, которая выделяется на резисторе при протекании синусоидального тока с амплитудой 1 А почти в два раза меньше энергии, которая будет выделяться в случае, если течет постоянный ток величиной 1 А. Оно и понятно – даже визуально на рисунке 1 площадь под верхним графиком заметно ниже, чем под нижним.

Как-то так, господа. Теперь вы знаете, как рассчитать мощность и энергию в цепи переменного тока. Однако сегодня мы рассмотрели довольно сложный путь. Оказывается, есть методы попроще, с использованием так называемых действующих величин тока и напряжения. Но об этом в следующей статье.

А пока что – всем вам огромной удачи, спасибо, что прочитали, и пока!

Вступайте в нашу группу Вконтакте

Вопросы и предложения админу: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Различные способы расчета оценки при завершении (EAC)

В PMBOK® Guide четко указано, как рассчитать оценку при завершении (EAC) в различных ситуациях. Я могу сказать вам по своему личному опыту, что вопросы расчета EAC, которые вы можете получить во время экзамена PMP®, могут быть довольно запутанными. Экзамен PMP® оценивает вашу способность понимать концепцию EAC, а также правильное применение EAC в каждом проекте, поэтому вам необходимо понимать различные способы расчета EAC.

Категории расчетов EAC

Есть четыре основные категории для расчета EAC.

Это следующие:

1. EAC = AC + снизу вверх ETC

   Эта формула используется, когда исходная оценка фундаментально ошибочна. Он рассчитывает фактическую плюс новую оценку оставшейся работы.

2. EAC = BAC / совокупный CPI

   Эта формула используется, когда исходная оценка выполняется без каких-либо отклонений.Это означает, что ваш проект идет хорошо: вы поддерживаете CPI и SPI равными 1, и вы должны продолжить проект таким же образом. Для менеджера проекта всегда хорошо, если он или она поддерживает CPI и SPI равными 1 или даже больше 1.

3. EAC = AC + (BAC — EV)

   Эта формула используется, когда предполагается, что текущее отклонение от исходной оценки изменится в будущем. Обычно это AC плюс оставшаяся стоимость работы, которую нужно выполнить.

4. EAC = AC + [BAC — EV / (совокупный CPI x совокупный SPI)]

   Эта формула используется для расчета фактического на сегодняшний день плюс оставшегося бюджета, измененного в зависимости от производительности. Он используется, когда мы считаем, что коэффициент текущей ликвидности является типичным, как и планировалось. Другими словами, мы должны уложиться в график раньше, чем первоначально было определено, и мы рассчитываем EAC соответственно для выполнения этого графика.

Пример 1:

Авраам — руководитель проекта ITES.Внезапно от заказчика поступает запрос на изменение объема, и высшее руководство запрашивает новую оценку общей стоимости проекта с этим новым реализованным объемом проекта. На проект уже потрачено 250 000 долларов США, а его индекс потребительских цен составляет 1,08. Менеджер проекта обсудил с командой и всеми заинтересованными сторонами и принял решение о некоторых будущих инвестициях, таких как административные расходы в размере 60 000 долларов США, затраты на контроль качества в размере 25 000 долларов США и прочие расходы в размере 11 000 долларов США. Какова оценка по завершении в этом случае?

Как это рассчитать?

В этом примере исходные оценки плохие, потому что они основаны на ошибочном подходе.Следовательно, вы должны рассчитать EAC, используя формулу из условия 1 здесь: Оценка на момент завершения = Фактическая стоимость + Оценка снизу вверх до завершения Используя вышеупомянутую формулу, вы можете рассчитать: 250 000 долларов США + (60 000 долларов США + 25 000 долларов США + 11 000 долларов США) = 346 000 долларов США.

Пример 2:

Кейт — менеджер проектов, которая руководит большим и сложным проектом. В середине проекта высшее руководство попросило ее дать обновленную оценку общей стоимости проекта. В начале проекта стоимость проекта оценивалась в 150 000 долларов на разработку, 170 000 долларов на проектирование и 120 000 долларов на контроль качества.Индекс эффективности затрат проекта — 1,04. Какова оценка завершения на данном этапе?

Как вы рассчитываете смету по завершении?

В этом примере CPI не считается ненормальным, поэтому будет использоваться формула с использованием CPI (условие 2):

Оценка на момент завершения = Бюджет на момент завершения / Индекс эффективности затрат

Используя вышеупомянутую формулу, вы можете рассчитать: (150 000 долларов США + 170 000 долларов США + 120 000 долларов США) / 1,04 = 423 076 долларов США.92.

Пример 3:

Дэйв — руководитель проекта в компании-разработчике программного обеспечения. Он и его команда работают над проектом по разработке программного обеспечения для своих клиентов. Во время выполнения менеджер проекта понял, что при сборе требований к проекту были допущены ошибки. Дэйв исправил ошибки и разработал план их устранения. В начале проекта стоимость проекта оценивалась в 200 000 долларов на дизайн, 300 000 долларов на разработку и 200 000 долларов на контроль качества.На данный момент на проект потрачено 400 000 долларов. Стоимость выполненных работ — 500 000 долларов США. Какая оценка по завершении?

Как вы рассчитываете сметы при завершении ?

В этом примере CPI считается ненормальным. Таким образом, вы можете рассчитать оценку при завершении, используя формулу из условия 3:

.

Оценка по завершении = Фактическая стоимость + (Бюджет по завершении — освоенная стоимость)

Используя вышеупомянутую формулу: 400 000 долларов США + (700 000 — 500 000 долларов США) = 600,00 долларов США 0

БЕСПЛАТНЫЙ курс

: Введение в CAPM®

Станьте CAPM® с этим курсом для FREEEnrol Now

Пример 4:

Лиза работает над проектом.Генеральный директор сообщил акционерам, что новая система будет введена в действие через шесть месяцев, не обсудив это сначала с PMO. В начале проекта стоимость проекта оценивалась в 150 000 долларов США на проектирование, 700 000 долларов США на разработку и 225 000 долларов США на обеспечение качества. На данный момент на проект потрачено 450 000 долларов. ИПЦ для проекта составляет 0,9, а ИПЦ — 0,8. Стоимость выполненных работ составляет 375 000 долларов США. Какая оценка по завершении?

Как рассчитать смету при завершении ?

В этом примере CPI считается ненормальным.Таким образом, вы можете рассчитать оценку по завершении, используя формулу из условия 4:
Оценка по завершении = фактическая стоимость + [(бюджет по завершении — освоенная стоимость) / (индекс эффективности затрат x индекс выполнения графика)]
Используя вышеупомянутую формулу : = 450 000 долларов США + [(1 075 000–375 000 долларов США) / (0,9 x 0,8)] = 450 000 долларов США + [700 000 долларов США / 0,72] = 450 000 долларов США + 972 222,23 доллара США = 1 422 222,23 доллара США

долларов США.

Запишитесь на наш сертификационный курс PMP сегодня и создайте прочный фундамент в принципах управления проектами.

DoctorsChoice: A.C. Formula II от Pure Encapsulations

способствует здоровому микробному балансу *

Хотя это может показаться странным, ваше здоровье зависит от определенного количества полезных бактерий в пищеварительном тракте. Когда вы едите, эти бактерии разрушают пищу на крошечные частицы, чтобы ваш тонкий кишечник мог поглощать питательные вещества. Без хороших бактерий вы не сможете переваривать пищу, которую едите должным образом. Хорошие бактерии также работают с вашей иммунной системой, защищая вас от патогенов, которые могут вызывать болезни.

Обычно для этой работы у вас достаточно хороших бактерий. Однако неправильное питание может нарушить баланс вашего желудочно-кишечного тракта; это может вызвать такие симптомы, как вздутие живота, тошнота и дискомфорт в животе. Это также может ослабить вашу иммунную систему, делая вас уязвимыми для болезнетворных микроорганизмов.

Вы можете улучшить свое пищеварение и увеличить количество полезных бактерий в организме, употребляя много фруктов и овощей. Если вы не получаете их в достаточном количестве в своем повседневном рационе, возможно, вам стоит принимать натуральные добавки.

A.C. Formula от Pure Encapsulations содержит ряд растительных ингредиентов для улучшения здоровья пищеварительной системы. Травы и минералы в этой формуле работают вместе, чтобы уменьшить дискомфорт в желудке, вызванный дисбалансом естественной микрофлоры кишечника. A.C. Formula помогает создать здоровую среду для микрофлоры, такой как здоровые дрожжевые бактерии и грибки, в пищеварительном тракте, а также повышает иммунитет. Некоторые из ингредиентов, содержащихся в каждой овощной капсуле, включают:

• Барбарис, который способствует здоровью иммунной системы, затрудняя прикрепление нездоровых бактерий к клеткам через алкалоид берберин.
• Семена грейпфрута, которые поддерживают здоровый баланс микробов и грибков в организме. кишечник
• Лаванда, успокаивающая слизистую оболочку толстой кишки и желудка
• Красный тимьян, успокаивающий желудочно-кишечный тракт
• Ундециленовая кислота
  

Примите от четырех до шести капсул Pure Encapsulations ™ A.C. Формула ежедневно. Разделите дозы поровну между приемами пищи, принимая таблетки, запивая полным стаканом воды непосредственно перед едой.

Формула преобразования

переменного тока в постоянный — Как преобразовать переменный ток в постоянный ток

Изучите математику преобразования переменного тока в постоянный ток и способы питания устройств постоянного тока от источника переменного тока.

Преобразование переменного тока в постоянный

Физическое преобразование мощности переменного тока (AC) в мощность постоянного тока (DC) включает несколько этапов и устройство, называемое выпрямителем.К счастью, вычислить математическое преобразование довольно просто.

Обычно мы выражаем постоянное напряжение как переменное среднеквадратичное напряжение. RMS означает среднеквадратичное значение и относится к квадратному корню из среднего (среднего арифметического) квадратов всех значений в наборе. В случае типичных синусоидальных сигналов переменного тока среднеквадратичное значение за все время равно среднеквадратичному значению одного периода волны. Это возможно, поскольку мы предполагаем, что волна идентична на каждом периоде.

RMS для стандартной формы сигнала переменного тока равно пиковому напряжению, деленному на квадратный корень из двух, как показано в этой формуле RMS to DC:

RMS уравнение для преобразования переменного тока в постоянный:

Если мы знаем пиковое напряжение переменного тока, мы можем быстро вычислить необходимое напряжение постоянного тока.Разделите пиковое напряжение на квадратный корень из двух, чтобы получить среднеквадратичное значение напряжения, которое эквивалентно требуемому напряжению постоянного тока. Важно отметить, что это определяет теоретический эквивалент напряжения постоянного тока на основе пикового напряжения переменного тока, а не точного напряжения постоянного тока, которое будет результатом любого реального преобразования. К сожалению, только гипотетические преобразования обеспечивают 100-процентную эффективность.

Применение теории на практике

Мы можем использовать приведенное выше уравнение RMS, чтобы определить и разрешить преобразование переменного тока в устройства постоянного тока.В качестве теоретического примера, лампа накаливания будет одинаково ярко расти при 141 В переменного тока (пиковое напряжение) и 100 В постоянного тока, поскольку мы выражаем среднеквадратичное значение пика 141 В как:

Это уравнение также позволяет нам работать в обратном направлении от устройства, зная его требования к мощности постоянного тока, чтобы вычислить необходимый входной переменный ток. Обладая этой информацией, мы можем преобразовать источник переменного тока от электросети в соответствующее напряжение для питания устройства. Помните, конечно, что в реальном приложении вам придется учитывать потери из-за неэффективности преобразования.Это уравнение может стать хорошей отправной точкой для практических приложений.

Преобразование переменного тока в постоянное напряжение довольно просто математически и обеспечивает основу для понимания необходимых преобразований для успешного питания устройств постоянного тока от стандартного источника переменного тока из распределительной сети.

Теги товаров

JT Eaton AC Formula 90 Приманка для грызунов

(Снято с производства)

AC Formula 90 — это приманка для грызунов из семян и зерна, отлично воспринимаемая грызунами.Эта исключительная приманка очень вкусна благодаря своему составу из семян и зерна. AC Formula 90 содержит хлорфацинон, приманку первого поколения для многокормовки. Он упакован в ведра по 75 упаковок по 1,5 унции.

JT Eaton A-C Formula 90 Rodenticide Seed and Grain Bait

AC Formula 90 — это приманка для грызунов из семян и зерна, отлично воспринимаемая грызунами. Этот родентицид очень приятен на вкус благодаря составу из семян и зерна.AC Formula 90 содержит хлорфацинон, приманку первого поколения для многокормовки. Он упакован в ведра по 75 упаковок по 1,5 унции.

Разместите AC Formula 90 в местах, недоступных для детей и домашних животных. Рекомендуется использовать устойчивые к взлому приманки, такие как Protecta Evo Mouse Bait Station или Protecta Evo Ambush Bait Stations (для крыс или мышей). Эти устойчивые к взлому приманки удерживают приманку и закрываются на ключ. Засадная приманка Protecta Evo имеет рейтинг 1 уровня. Этот рейтинг прошел серию испытаний, чтобы убедиться, что она устойчива к разрушению собаками и детьми в возрасте до шести лет.

Характеристики

• Посевной состав — предпочтительный корм для грызунов, особенно мышей.
• Утверждено на пищевых предприятиях, прошедших государственную инспекцию
• Эта приманка поставляется в закрывающемся ведре из упаковок емкостью 75 х 1,5 унции (подходит для ящика для инструментов грузовика стандартного размера).
• Вторичное отравление: средний риск
• Время до смерти: 3-5 дней
• Приманка для обслуживания
• Противоядие: Витамин K1
• Ограниченная гарантия сроком на 1 год для защиты от дефектов материалов и изготовления
• Брошюра по продукту

Дополнительная информация

Этикетка продукта	Этикетка
SDS	Паспорт безопасности материала
Целевой вредитель	Норвежские крысы, крысы, домашние мыши
Действующее (е) ингредиент (ы)	Хлорофацинон.005%
для использования:	AC Formula 90 может быть размещен в пределах 100 футов от искусственных сооружений, таких как дома, предприятия пищевой промышленности, промышленные и коммерческие здания, мусорные баки, временные жилые дома, сельскохозяйственные и общественные здания, транспортные средства, доки и портовые терминалы. . Травля за забором и периметром на расстоянии более 100 футов от конструкции запрещена. Травля в норе запрещена. При использовании на объекте, проинспектированном Министерством сельского хозяйства США, он должен быть помещен в стойку с приманкой, устойчивую к взлому.
Урожайность	НЕТ
Смесь | Применение	НЕТ
Приложение	Крысы: Примените 3-10 мест на каждое размещение каждые 15-30 футов в зараженных областях или вдоль стен.Обеспечьте бесперебойную подачу свежей приманки в течение 10 дней или до тех пор, пока новые признаки активности крыс не исчезнут. Мыши: Применяйте 1 упаковку на каждое размещение приманки. Разместите пакеты с интервалом 8-10 футов в зараженных местах или вдоль стен. Обеспечьте бесперебойную поставку свежей приманки в течение как минимум 15 дней или до тех пор, пока новые признаки активности мышей не исчезнут.
Повторное лечение	По необходимости
Ограничения на доставку	НЕТ
Дополнительные инструкции	Не размещать рядом с отверстиями вентиляционных каналов. Не разбрасывать наживку и не использовать в канализации. Дополнительные ограничения см. На этикетке продукта

Изучение формулы для импеданса в цепях переменного тока

Есть несколько физических упражнений, которые не предполагают определенной степени сопротивления, если таковые вообще имеются.Фактически, некоторые из наших повседневных действий во многом зависят от сопротивления. Например, практически все виды транспорта используют физическое сопротивление путем торможения для предотвращения столкновений. Сопротивление также является важным фактором в электрических цепях.

Для протекания тока через любую среду — проводники или воздух — необходимо преодолеть сопротивление. На печатных платах, когда электрическая энергия передается по переменному току, а не по постоянному току, сопротивление должно быть увеличено до импеданса, где высокочастотные эффекты становятся фактором.При разработке печатных плат важно понимать формулу импеданса, поскольку она влияет на многие решения, влияющие на успех сборки и эксплуатации вашей платы.

Какова формула импеданса для цепей переменного тока?

Если начать со знакомого закона Ома, который определяет взаимосвязь между напряжением, проходящим через него током и сопротивлением элемента для постоянного тока, с расширением, чтобы включить распространение сигнала переменного тока, получаем следующее.

V = I x R ⇒ v (t) = i (t) x Z (1)

где V — постоянное напряжение

v (t) — переменное напряжение

I — постоянный ток

i (t) — переменный ток

R — сопротивление

Z — импеданс

Импеданс — это сложный параметр, который может быть выражен в полярной форме как сумма сопротивления, емкостного и индуктивного реактивных сопротивлений, как показано ниже.

Z = R + j (XL — XC) = R + j (ωL — 1 / ωC) (2)

где ω (= 2𝝿f) — основная частота передаваемого сигнала.

Для линий передачи каждый элемент на пути и сама линия имеют импеданс. Между двумя элементами импеданс линии можно наблюдать как с передающей, так и с принимающей стороны по отношению к направлению передаваемого сигнала. Это дает начало понятию характеристического импеданса, основное уравнение которого приведено в формуле. (3).

Z0 = [(R + jωL) / (G + jωC)] 0,5 (3)

где R — сопротивление,

L — индуктивность,

G (1 / R) — проводимость

C — емкость

⍵ — частота сигнала

Для точного расчета импеданса линии передачи необходимо учитывать различные параметры сигнала, а также длину линии, количество и типы проводников. Для печатных плат линии передачи обычно классифицируются как микрополоски или полосковые линии, а полное сопротивление также сложно определить в замкнутой форме.Однако существуют формулы для расчета импеданса платы, которые могут дать разумные результаты, как показано ниже.

DFM для печатных плат HDI

Загрузить сейчас

Формулы импеданса для печатных плат

Для односторонних микрополосков можно использовать следующую формулу импеданса.

Z0 = [87 / (Dk +1,41) 0,5] {ln [5,98H / (0,8W + T)]} (4)

, где Dk — диэлектрическая проницаемость материала или меди

H — высота следа или слоя

Вт — ширина следа

T — толщина следа

Для дифференциальных микрополосков формула принимает следующий вид.

Z0 = [174 / (Dk +1,41) 0,5] {ln [5,98H / (0,8W + T)]} [1-0,48exp (0,96xD / H)] (5)

Для полосковых линий приведенное ниже уравнение можно использовать для определения импеданса.

Z0 = [60 / (Dk) 0,5] {ln [1,9B / (0,8W + T)]} (6)

Понимание того, как определять импеданс, является важным навыком при проектировании, поскольку контроль импеданса может быть серьезной проблемой, влияющей на производительность печатной платы. Следовательно, вы должны выбрать лучший метод, чтобы убедиться, что импеданс вашей платы установлен правильно.

Как наилучшим образом применить формулу импеданса во время разработки PCBA

Как упоминалось выше, точное вычисление импеданса может быть затруднено. И хотя формулы для импеданса могут использоваться в процессе проектирования, следует учитывать дополнительные вопросы. Например, при разработке высокоскоростных печатных плат следует использовать принятые стандарты, такие как Руководство по проектированию высокоскоростных плат с контролируемым импедансом IPC-2141A. Кроме того, может быть трудно проверить значения импеданса без выполнения тестов, таких как рефлектометрия во временной области (TDR), которая доступна в некоторых моделях CM.Эти и другие причины, по которым лучше всего полагаться на CM, перечислены ниже.

Преимущества формулы CM для использования импеданса

• CM должен быть знаком со стандартными требованиями к контролю импеданса
  
• CM закупает картонные материалы и может проверить параметрические значения
  
• CM может легко произвести любые необходимые корректировки несоответствия импеданса
  
• CM может проводить испытания импеданса для проверки значений импеданса на готовой плате

формул HVAC — расчеты для отрасли HVAC в 2020 г.

By My Service Depot в четверг, 25 июня 2020 г.

Технические специалисты HVAC часто сталкиваются с ситуациями, требующими конкретных формул и расчетов.Ознакомьтесь с этим списком некоторых из наиболее часто используемых формул в индустрии HVAC.

Средний человек, вероятно, не понимает, какой уровень точности требуется для выполнения первоклассных работ по ОВК. Им может показаться, что техник просто устанавливает какие-то воздуховоды или заменяет сломанную деталь в их кондиционере.

На самом деле, однако, вы знаете, что очень конкретные формулы определяют правильную работу системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, информируя техников о решениях, принимаемых в полевых условиях. Конечно, не все специалисты по HVAC знают эти формулы наизусть, а некоторые могут не до конца понимать, как они работают.

Многие распространенные, широко доступные инструменты могут помочь в выполнении расчетов, которые ваши сотрудники регулярно проводят в своей повседневной работе. Тем не менее, лучшее понимание основных формул, лежащих в основе этих расчетов, может помочь повысить эффективность ваших технических специалистов и способствовать их росту в качестве специалистов по HVAC. С этой целью мы составили некоторые из наиболее распространенных формул HVAC, используемых в 2020 году.

---

---

Формулы, включенные в это руководство:

Электрические формулы

Ниже мы включили некоторые электрические формулы, наиболее общие для HVAC работать вместе с некоторыми краткими пояснениями связанных терминов.

Общие термины по электрооборудованию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

E = напряжение или ЭДС
I = сила или ток
R = сопротивление или нагрузка
P = мощность
Коэффициент U (общий коэффициент теплопередачи коэффициент) = 1 / R
Фарад = один ампер, сохраненный под давлением одного вольт
MFD (микрофарад) = 1 Фарад / 1000000
Кулон (заряд переносится постоянным током в один ампер за одну секунду) = 6.242 × 1018
ВА (номинал вторичного трансформатора) = вольт x ампер

Закон Ома

Этот принцип гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален напряжению в этих точках.

E = I x R
I = R / E
R = E / I

Формула мощности

P = E x I

Для измерения в киловаттах: P = (E x I) / 1000

Три- Фраза Motor Voltage Disbalance

Перегрев компрессора часто вызывается дисбалансом напряжения между клеммами двигателя компрессора двигателя.Основная формула здесь следующая:

Процент дисбаланса = (наибольший дисбаланс, деленный на среднее значение вольт) x 100

Давайте рассмотрим быстрый пример, чтобы пройти этапы сбора данных, необходимых для выполнения этой формулы.

Шаг первый — Измерьте линейное напряжение между фазами клемм двигателя компрессора.

В этом примере значения напряжения для линий между фазами равны…

Линия 1 — линия 2 = 218 В
Линия 2 — линия 3 = 228 В
Линия 3 — линия 1 = 214 В

Шаг Два — Определите среднее значение показаний.

Учитывая приведенные выше числа, формула в этом случае будет…

218 + 228 + 214 = 660/3 = в среднем 220 вольт

Шаг третий — Определите дисбаланс для каждой фазы, сравнив разницу между напряжение каждой фазы до среднего напряжения.

При проведении этого шага помните, что результат должен быть положительным числом. Расчеты для чисел, которые мы работаем, следующие:

Строка 1 — Строка 2 = 220 — 218 = 2 В
Строка 2 — Строка 3 = 228 — 220 = 8 В
Строка 3 — Строка 1 = 220 — 214 = 6 V

Шаг четвертый — Возьмите самый большой дисбаланс, обнаруженный на третьем этапе, и разделите его на среднее значение вольт, обнаруженное на втором этапе.Умножьте на 100, чтобы получить процент.

Поскольку наибольший дисбаланс, который мы обнаружили, составлял 8 вольт, а среднее напряжение составляло 220, формула выглядит следующим образом…

Процентный дисбаланс = (8/220) x 100
Процентный дисбаланс = (0,03636363636) x 100
Процентный дисбаланс = 3.636363636%

Шаг пятый — Возведите процент дисбаланса в квадрат и умножьте его на два, чтобы определить процентное увеличение температуры обмотки.

Этот шаг позволяет вашему техническому специалисту определить фактическое влияние этого дисбаланса на температуру двигателя.С процентным дисбалансом, который мы определили выше, формула выглядит так…

Процент повышения температуры = 2 x (3,636363636) ²
Повышение температуры в процентах = 2 x (13,2231404932)
Повышение температуры в процентах = 26,4462809864

Как видите, a небольшой дисбаланс напряжения может привести к повышению температуры более чем на 26%. Убедитесь, что ваши технические специалисты следят за этой проблемой при проверке перегрева компрессоров.

Работа и формулы мощности в лошадиных силах

Работа = сила x расстояние
Мощность в лошадиных силах (л.с.) = 33000 фут-фунт-сила работы за одну минуту
л.с. = 745.7 Вт. при 32 градусах по Фаренгейту, что эквивалентно 12 000 БТЕ в час.

Консистенция воздуха

Сухой воздух = 78% азота + 21% кислорода + 1% различных других газов
Удельная плотность воздуха = 1 / 13,33 (или 0,75 фунта на кубический фут)
Повышение одного фунта стандартного воздуха на один градус Фаренгейт требует.24 БТЕ

Теплота / влажность

Относительная влажность = влажность / общая влажность, которую может удерживать воздух
Удельная влажность = масса водяного пара / общая масса пакета влажного воздуха
Температура точки росы (в градусах Цельсия) = наблюдаемая температура (в градусах) Цельсия) — ((100 — относительная влажность в процентах) / 5)

Формула для определения температуры точки росы также может быть выражена как…

Td = T — ((100 — RH) / 5)

Помните, что эта формула просто очень точное приближение, которое следует использовать только тогда, когда значение относительной влажности выше 50%.Более точную (и сложную) формулу можно найти здесь.

Определение тепла в условиях, отличных от стандартного воздуха

Общее тепло (БТЕ / час) = 4,5 x кубических футов в минуту (CFM) x Δh (стандартный воздух)
Явное тепло (BTU / час) = 1,1 x куб. Фут / мин x Δt (ст. Воздух)
Скрытое тепло (БТЕ / ч) = 0,69 x куб. Фут / мин x Δгр. (стандартный воздух)

Другие полезные формулы

Общее количество тепла (БТЕ / час) = 500 x галлонов в минуту (галлонов в минуту) x Δt (вода)
БТЕ / час = 3.413 x Вт = л.с. x 2546 = Кал. Кг x 3,97
фунтов = 453,6 грамма
фунтов на квадратный дюйм (PSI) = фут воды / 2,31 = дюйм ртутного столба (HG) / 2,03 = дюйм водяного столба / 27,7 = 0,145 x килопаскаль (кПа)
GPM = 15,85 x литры в секунду
CFM = 2,119 x литр в секунду
Ватт на квадратный фут = 0,0926 x мощность / масса²

Оставьте своих технических специалистов HVAC Sharp

Формулы выбраны и перечислены Вышеуказанное будет большим подспорьем для ваших технических специалистов в их повседневной повседневной работе.Поощряйте своих сотрудников распечатать это, чтобы использовать в качестве шпаргалки, или просто направьте их на этот ресурс для изучения во время простоя.

Если ваша команда использует наше программное решение HVAC Smart Service, вы можете сохранить некоторые (или все) наиболее важные формулы или расчеты в специальной форме. Это позволит техническим специалистам легко обращаться к расчетам через свое мобильное устройство. Вы также можете сохранить предыдущие расчеты для данного клиента или единицы оборудования, чтобы ваша компания могла ссылаться на них во время будущего обращения в службу поддержки (компании, предлагающие контракты на профилактическое обслуживание, найдут это особенно полезным).

Информированный техник — эффективный техник. По мере роста навыков и знаний вашей команды будет расти и успех вашего бизнеса в сфере HVAC.

---

Эта статья написана специалистами компании Smart Service в сфере полевых услуг. Smart Service — это система программного обеспечения для мобильного планирования, заказа работ и управления клиентами для QuickBooks. Тысячи предприятий, предоставляющих услуги на местах, полагаются на Smart Service для оптимизации рабочего процесса, устранения потерь и увеличения доходов.

Запросите бесплатную онлайн-демонстрацию Smart Service, чтобы узнать, как вы можете улучшить свой бизнес.

Запросить демонстрацию

Анализ развития кишечной флоры у детей, находящихся на грудном и искусственном вскармливании, с использованием методов молекулярной идентификации и обнаружения

Фон: Очевидное различие между новорожденными на грудном вскармливании и на искусственном вскармливании заключается в развитии кишечной флоры, которая, как считается, имеет важное значение для защиты от вредных микроорганизмов и для созревания кишечной иммунной системы.В этом исследовании были использованы новые методы молекулярной идентификации для проверки данных, полученных традиционными методами культивирования, и для проверки метода независимой от культуры флуоресцентной гибридизации in situ (FISH).

Методы: От каждого из шести новорожденных, находящихся на грудном вскармливании и шести новорожденных, вскармливаемых смесью, было взято по шесть образцов кала в течение первых 20 дней жизни. Микробные составы образцов анализировали культивированием на определенных средах и методом FISH с использованием специфических олигонуклеотидных зондов, нацеленных на 16S рРНК.Колонии, растущие на среде, идентифицировали путем случайного амплифицированного анализа паттернов полиморфной ДНК, а также путем амплификации полимеразной цепной реакции и последующего анализа гена 16S рРНК.

Полученные результаты: Молекулярная идентификация колоний показала, что селективные среды недостаточно селективны и не подходят для количественного анализа. Качественная информация по результатам культивирования в сочетании с данными, полученными с помощью метода FISH, выявила первоначальную колонизацию у всех младенцев сложной (взрослой) флоры.После этой начальной колонизации у всех младенцев начался отбор бактериальных штаммов, в котором важную роль играли штаммы Bifidobacterium. У всех младенцев, находящихся на грудном вскармливании, преобладающими становятся бифидобактерии, тогда как у большинства младенцев, вскармливаемых смесью, были обнаружены аналогичные количества Bacteroides и бифидобактерий (приблизительно 40%). Второстепенными компонентами фекалий младенцев на грудном вскармливании были в основном лактобациллы и стрептококки; образцы от младенцев на искусственном вскармливании часто содержали стафилококки, кишечную палочку и клостридии.

Выводы: Это исследование подтверждает различия в развитии кишечной флоры у детей, находящихся на грудном вскармливании и на искусственном вскармливании. Результаты, полученные с помощью метода FISH, были согласованными. Хотя репертуар зондов для этого исследования еще не был завершен, метод FISH, вероятно, станет эталоном для будущих исследований, направленных на развитие кишечной флоры, подобной грудному вскармливанию, у младенцев, вскармливаемых смесями.