Основные понятия об электрических цепях переменного тока
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ цепи переменного тока
Урок 5
Тема урока: Получение переменного тока. Основные понятия и определения, изображение переменного тока
Цель урока: формирование знаний по теме, воспитывать познавательный интерес; расширять кругозор учащихся; развивать мышление и память.
Теоретическая часть
Переменный ток, в отличие от тока постоянного, непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т. е. точно повторяются через равные промежутки времени.
Чтобы вызвать в цепи такой ток, используются источники переменного тока, создающие переменную ЭДС, периодически изменяющуюся по величине и направлению. Такие источники называются генераторами переменного тока.
На рисунке показана схема устройства
(модель) простейшего генератора переменного тока.
Прямоугольная рамка, изготовленная из медной проволоки, укреплена на оси и при помощи ременной передачи вращается в поле магнита. Концы рамки припаяны к медным контактным кольцам, которые, вращаясь вместе с рамкой, скользят по контактным пластинам (щеткам).
Магнит создает между своими полюсами равномерное магнитное поле, в котором плотность магнитных силовых линий в любой части поля одинаковая. Вращаясь, рамка пересекает силовые линии магнитного поля, и в каждой из ее сторон а и б индуктируются ЭДС.
Стороны в и г рамки — нерабочие, так как при вращении рамки они не пересекают силовых линий магнитного поля и, следовательно, не участвуют в создании ЭДС.
В любой момент времени ЭДС,
возникающая в стороне а, противоположна по направлению ЭДС,
возникающей в стороне б, но в рамке обе ЭДС действуют согласно и
в сумме составляют обшую ЭДС, т. е. индуктируемую всей рамкой. В этом можно
убедиться, если использовать для определения направления ЭДС известное как правило
правой руки.
Для этого надо ладонь правой руки расположить так, чтобы она была обращена в сторону северного полюса магнита, а большой отогнутый палец совпадал с направлением движения той стороны рамки, в которой мы хотим определить направление ЭДС. Тогда направление ЭДС в ней укажут вытянутые пальцы руки.
Для какого бы положения рамки мы ни определяли направление ЭДС в сторонах а и б, они всегда складываются и образуют общую ЭДС в рамке. При этом с каждым оборотом рамки направление общей ЭДС изменяется в ней на обратное, так как каждая из рабочих сторон рамки за один оборот проходит под разными полюсами магнита.
Величина ЭДС также
изменяется, так как изменяется скорость, с которой стороны рамки пересекают
силовые линии магнитного поля. Действительно, в то время, когда рамка подходит
к своему вертикальному положению и проходит его, скорость пересечения силовых
линий сторонами рамки бывает наибольшей, и в рамке индуктируется наибольшая
ЭДС. В те моменты времени, когда рамка проходит свое горизонтальное положение,
ее стороны как бы скользят вдоль магнитных силовых линий, не пересекая их, и
ЭДС не индуктируется.
Таким образом, при равномерном вращении рамки в ней будет индуктироваться ЭДС, периодически изменяющаяся как по величине, так и по направлению. ЭДС, возникающую в рамке, можно измерить прибором и использовать для создания тока во внешней цепи. Используя явление электромагнитной индукции, можно получить переменную ЭДС и, следовательно, переменный ток.
Переменный ток для промышленных целей и для освещения вырабатывается мощными генераторами, приводимыми во вращение паровыми или водяными турбинами и двигателями внутреннего сгорания.
Графическое изображение переменного тока
Построение графиков
переменных величин, меняющихся с течением времени, начинают с построения двух
взаимно перпендикулярных линий, называемых осями графика. Затем на
горизонтальной оси в определенном масштабе откладывают отрезки времени (или
угол поворота рамки), а на вертикальной, также в некотором масштабе, — значения
той величины, график которой собираются построить (ЭДС, напряжения или тока).
Полученная волнообразная кривая называется синусоидой, а ток, ЭДС или напряжение, изменяющиеся по такому закону, называются синусоидальными.
Синусоидальный характер изменения тока — самый распространенный в электротехнике, поэтому, говоря о переменном токе, в большинстве случаев имеют в виду синусоидальный ток.
Для сравнения различных переменных токов (ЭДС и напряжений) существуют величины, характеризующие тот или иной ток. Они называются параметрами переменного тока.
Переменный ток характеризуется периодом, амплитудой и частотой.
Промежуток времени, на протяжении которого совершается полный цикл изменения тока, называется
Максимальное значение
переменного тока (ЭДС или напряжения) называется его амплитудой или
амплитудным значением тока. Общепринятые обозначения амплитуд тока, ЭДС и
напряжения — Im, Em и Um.
Значение переменного тока (ЭДС, напряжения), соответствующее любому выбранному моменту времени, называется его мгновенным значением (i, u, е соответственно).
Мгновенное значение тока, как и амплитудное его значение, легко определить с помощью графика. Для этого из любой точки на горизонтальной оси, соответствующей интересующему нас моменту времени, проведем вертикальную линию до точки пересечения с кривой тока; полученный отрезок вертикальной прямой определит значение тока в данный момент, т. е. мгновенное его значение.
Число полных периодов, совершаемых током в 1 секунду, называется частотой переменного тока и обозначается латинской буквой f. Чтобы определить частоту переменного тока, т. е. узнать, сколько периодов своего изменения ток совершил в течение 1 секунды, необходимо 1 секунду разделить на время одного периода f = 1/T. Частота переменного тока измеряется единицей, называемой герцем.
При определении
сопротивления различных цепей переменному току использовать еще одна
вспомогательную величину, характеризующую переменный ток, так называемую угловую
или круговую частоту.
Круговая частота обозначается буквой ω, измеряется в радианах и связана с частотой соотношением
ω = 2πf
В общем виде в момент времени t=0 мгновенное значение переменных величин можно записать в виде:
i = Im sin ωt ,
u = Um sin ωt,
е = Еm sin ωt.
При этом начальный период времени t=0 совпадает с нулевыми значениями функций. Но в общем случае на оси времени можно выбрать любой момент отсчета, тогда формулы мгновенных значений будут иметь вид:
i = Im sin(ωt + φi),
u = Um sin(ωt +φu),
е = Еm sin(ωt +φе),
где φi,φu,φе – начальный фазовый угол или начальная фаза.
Временно́й сдвиг между максимальными значениями в разных витках определяется разностью фаз:
Если для синусоидальных
величин разность фаз равна ±π, то они противоположны по фазе, если начальные
фазы одинаковые и их разность равна 0, то это означает.
При расчетах цепей переменного тока, а также при электрических измерениях неудобно пользоваться мгновенными или амплитудными значениями токов и напряжений из-за емких расчетов. Для этих целей ввели понятие действующих значений тока, напряжения.
Действующее значение переменного тока равно такому постоянному току, который, проходя через то же сопротивление, что и переменный ток, за то же время выделяет такое же количество энергии.
Электрические приборы показывают действующие значения переменных величин, которые обозначаются прописными буквами без индексов (I, U, Е).
; ;
Вопросы для самопроверки:
— Объясните понятие «переменный ток».
— Что такое амплитуда переменного тока?
— Что такое частота тока? Единицы измерения частоты?
— Что такое угловая частота? Единицы измерения угловой частоты?
— Что такое разность фаз?
— В чем разница между действующими и амплитудными значениями синусоидальных величин?
— Запишите и расшифруйте
математическое выражение мгновенного синусоидального тока.
— Запишите и расшифруйте математическое выражение мгновенного синусоидального напряжения.
Практическая часть:
Пример 1. Определите угловую частоту, если частота сети равна 50Гц? 60Гц? 1кГц?
Пример 2. Амперметр показывает значение 10А. Определите амплитудное (максимальное) значение тока и запишите мгновенное значение тока (фазовый угол равен нулю).
Пример 3. Мгновенное значение напряжение равно u=282sin(ωt-47°). Определить действующее значение и начальную фазу напряжения.
Урок 6
Тема урока: Элементы электрической цепи синусоидального тока.
Цель урока: расширение и обобщение знаний по теме, применение теоретических знаний на практике; развитие памяти и логики.
Теоретическая часть
На любом участке цепи
переменного тока одновременно осуществляются необратимые процессы
преобразования электрической энергии в другие виды и проявляется действие
переменного электромагнитного поля.
При решении большинства электротехнических задач вводят допущения, которые позволяют раздельно учитывать каждое из явлений и упрощают задачу расчета электрических цепей переменного тока.
1. Цепь с идеальным резистивным элементом.
Рассмотрим, например, процессы, происходящие в обыкновенной лампе накаливания, включенной в сеть переменного тока. Между отдельными витками нити накаливания существует электрическая емкость, и нить обладает определенной индуктивностью, но они незначительны. Поэтому считают, что С=0 и L=0. В этом случае при анализе электрической цепи лампу называют идеальным резистивным элементом цепи с сопротивлением R.
Величина сопротивления
переменному току больше, чем сопротивлению постоянному току, за счет
неравномерного распределения тока в проводе (поверхностный эффект). Поэтому в
отличие от сопротивления постоянному току сопротивление в цепи переменного тока
называют активным сопротивлением. Активное сопротивление измеряется в
омах.
Если напряжение u = Um sinωt),подключить к сопротивлению R, то через него протекает ток
Это показывает, что напряжение на сопротивлении и ток, протекающий через него, совпадают по фазе: .
Напряжение, совпадающее по фазе с током, называют активным напряжением и обозначают Ua.
2. Цепь с идеальным индуктивным элементом.
Примером идеального индуктивного элемента может служить индуктивная катушка. Электрическая энергия, выделяемая в катушке за счет нагрева провода обмотки, как правило, невелика, как и межвитковая емкость, и во многих практических случаях ими можно пренебречь (R=0, C=0). При принятых допущениях индуктивную катушку называют идеальным индуктивным элементом цепи или L-элементом.
Параметром идеального индуктивного элемента является индуктивность L, а энергетические процессы в нем определяются только явлениями, происходящими в магнитном поле.
Индуктивность — коэффициент
пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом
контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность, краем
которой является этот контур.
На электрических схемах используют условные
графические обозначения катушек индуктивностей, примеры которых приведены на
рисунке.
Условные графические обозначения индуктивностей:
а – обозначение катушки индуктивности; б – с магнитодиэлектрическим сердечником;
в – с ферромагнитным сердечником
При прохождении электрического тока по катушке, ток создаст переменный магнитный поток Ф. Силовые линии этого потока, пересекая витки катушки, будут индуктировать в ней э.д.с. самоиндукции. По закону электромагнитной индукции
eL=
Так как в цепи, куда
включена индуктивность L, отсутствует активное сопротивление (рассматривается
идеальная катушка индуктивности), то по второму закону Кирхгофа u+eL=0, т. е. u = -eL Следовательно, напряжение источника всегда равно по
величине и противо-положно по направлению э. д. с. самоиндукции.
Если в формулу подставить значение тока и продифференцировать, то получим:
Обозначим величину ωL· равной амплитуде напряжения Um. Тогда по закону Ома
Величину называют индуктивным сопротивлением, измеряют в Омах и обозначают
Так как , то начальную фазу напряжения можно представить как φu= φi+ 90 и, следовательно,
Выведенное соотношение показывает, что если в катушке протекает синусоидальный ток, то напряжение также имеет синусоидальный характер, но при этом оно опережает ток на четверть периода (90°).
3. Цепь с идеальным емкостным элементом
Конденсатор – элемент
электрической цепи, предназначенный для использования его ёмкости. В
конденсаторе накапливается энергия электрического поля. Свойство элемента
запасать электрический заряд характеризует ёмкость (С). Этот параметр является
коэффициентом пропорциональности между зарядом q (Кл) и прикладываемым
напряжением u (В).
q = C·u,
При изменении напряжения на конденсаторе изменяется заряд и возникает электрический ток
Идеализированный конденсатор обладает только ёмкостью С (R=0, L=0).
Рассмотрим электрические процессы в цепи с идеальным ёмкостным элементом. Пусть напряжение источника изменяется по закону u = Um·sinωt, (φu = 0).
В цепи возникает ток
Из полученного выражения видно, что начальная фаза тока φi = . Угол сдвига фаз между напряжением и током составляет
Следовательно, синусоида напряжения на емкости отстаёт от синусоиды тока на угол 90°. На практике, если в электрической цепи напряжение отстаёт по фазе от тока, говорят об ёмкостном характере нагрузки.
Амплитуда тока будет равна Im = ω·C·Um=.
Величину называют ёмкостным сопротивлением конденсатора и измеряют в Омах
Xc=1/ ω•C =1/2πfC.
Итак, в цепях переменного тока выделяют следующие виды сопротивлений:
— активное (активным называют сопротивление резистора).
Единицей
измерения сопротивления является Ом. Сопротивление резистора не зависит от
частоты сети.
— реактивное (индуктивное XL и емкостное ХС). Единицей измерения индуктивного и емкостного сопротивления также является Ом. Величина индуктивного сопротивления линейно зависит от частоты. А величина ёмкостного сопротивления обратнопропорциональна частоте сети. В цепях со смешанным соединением нагрузки (активной, индуктивной, ёмкостной) реактивным сопротивлением цепи называют величину
X = XL — XC.
Для того, чтобы найти общее сопротивление электрической цепи со смешанным соединением нагрузки используют понятие полного сопротивления цепи, которое определяется как
Вопросы для самопроверки:
— Объясните физический смысл активного сопротивления проводника переменному току по сравнению с сопротивлением проводника постоянному току?
— Что такое индуктивность катушки? От чего она зависит?
— Что понимается под действующим значением переменного синусоидального тока? Как его рассчитать через амплитудное значение тока?
— Опишите физические явления, наблюдаемые в резисторе в цепи переменного синусоидального тока?
— Запишите математическую связь между мгновенным напряжением, мгновенным током и активным сопротивлением?
— Запишите математические
выражения мгновенного напряжения и тока на активном сопротивлении, приняв
начальную фазу напряжения φ=45°.
— Что понимается под углом сдвига фаз? Чему он равен на участке цепи с резистором? индуктивностью? ёмкостью?
— Как рассчитать индуктивное сопротивление идеальной катушки?
— Запишите математическое выражение мгновенного напряжения на индуктивном сопротивлении, приняв начальную фазу тока φ=45°.
— Объясните физический смысл ёмкостного сопротивления. Как рассчитать ёмкостное сопротивление идеального конденсатора?
— Чему равен угол сдвига фаз в ёмкости?
— Что понимается под термином реактивное сопротивление? Как его определить?
— Как в сети переменного тока определяется полное сопротивление?
Практическая часть:
Пример 1. В цепи переменного тока к резистору подведено напряжение u=141sin(wt-30°)В. Сопротивление идеального резистора равно 100 Ом. Определить амплитуду и начальную фазу тока; записать мгновенное и действующее значение тока.
Пример 2. К идеальной катушке подведено напряжение u=141sin(wt+73°)В.
Частота тока в сети
равна 50Гц. Индуктивность катушки равна 12,7 мГн. Определить индуктивное
сопротивление катушки, амплитуду и начальную фазу тока; записать мгновенное и
действующее значение тока.
Пример 3. К идеальному конденсатору подведено напряжение u=282sin(wt+30°)В. Частота тока в сети равна 50Гц. Ёмкость конденсатора равна 159мкФ. Определить ёмкостное сопротивление конденсатора, амплитуду и начальную фазу тока; записать мгновенное и действующее значение тока.
Урок 7
Тема урока: Неразветвленные цепи переменного тока. Мощность цепи синусоидального тока. Коэффициент мощности.
Цель урока: получение практического навыка расчета элементов цепи переменного тока; расширение знаний о физических явлениях в реальной катушке и реальном конденсаторе.
Теоретическая часть
Рассмотрим более сложные варианты
цепи, где последовательно с активным сопротивлением в цепь включено индуктивное
и ёмкостное сопротивление.
1. Цепь с активно-индуктивным сопротивлением.
Фаза напряжения на индуктивном сопротивлении опережает фазу тока на 90°, а фаза напряжения на активном сопротивлении совпадает с фазой тока.
Полное сопротивление цепи с активным сопротивлением и индуктивностью
а) — схема цепи; б) — сдвиг фаз тока и напряжения; в) — треугольник напряжений; д) — треугольник сопротивлений
Произведем геометрическое сложение радиусов-векторов UL и UR. Результирующий вектор UAB будет являеться гипотенузой прямоугольного треугольника. Из геометрии известно, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов.
По закону Ома напряжение должно равняться силе тока, умноженной на сопротивление. Разделим обе части уравнение на
Извлекая квадратный корень из обеих частей этого равенства, получим,
Полное сопротивление можно находить не только путем вычисления, но и путем построения треугольника сопротивлений
2.
Цепь с активно-ёмкостным сопротивлением.
Полное сопротивление такой цепи можно определить при помощи треугольника сопротивлений.
Полное сопротивление цепи с активным сопротивлением и емкостью
а) — схема цепи; б) — треугольник сопротивлений.
Разница между обоими случаями состоит лишь в том, что треугольник сопротивлений для активно-емкостной цепи будет повернут в другую сторону вследствие того, что ток в емкостной цепи не отстает от напряжения, а опережает его
В общем случае, когда цепь содержит все три вида сопротивлений, сначала определяется реактивное сопротивление этой цепи, а затем уже полное сопротивление цепи.
Полное сопротивление цепи содержащей R, L и C
а) — схема цепи; б) — треугольник сопротивлений.
Реактивное сопротивление этой цепи состоит из индуктивного и емкостного сопротивлений. Так как эти два вида реактивного сопротивления противоположны друг другу по своему характеру, то общее реактивное сопротивление цепи будет равно их разности
Общее реактивное сопротивление цепи
может иметь индуктивный или емкостный характер, в зависимости от того, какое из
этих двух сопротивлений преобладает.
Полное сопротивление цепи при параллельном соединении активного и реактивного сопротивления.
3. Параллельное соединение активного и реактивного элемента
Для того чтобы вычислить полное сопротивление цепи, составленной из активного и индуктивного сопротивлений, соединенных между собой параллельно, нужно сначала вычислить проводимость каждой из параллельных ветвей.
Полное сопротивление цепи при параллельном соединении активного и реактивных элементов
а) — параллельное соединение R и L; б) — параллельное соединение R и C.
Проводимость активной ветви, как известно, равна 1/R, аналогично проводимость индуктивной ветви равна 1/ωL , а полная проводимость равна 1/Z
Полная проводимость равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной проводимости, т. е.
откуда:
Нахождение полного сопротивления для
этого случая может быть произведено и геометрическим путем.
Для этого нужно
построить в соответствующем масштабе треугольник сопротивлений, и затем
произведение длин катетов разделить на длину гипотенузы. Полученный результат и
будет соответствовать полному сопротивлению.
Аналогично случаю, рассмотренному выше, полное сопротивление при параллельном соединении R и С :
Мощность цепи синусоидального тока
Мгновенной мощностью называют произведение мгновенного напряжения на входе цепи на мгновенный ток.
Пусть мгновенные напряжение и ток определяются по формулам:
Тогда
Среднее арифметическое значение мощности за период называют активной мощностью и обозначают буквой P.
Эта мощность измеряется в ваттах и характеризует необратимое преобразование электрической энергии в другой вид энергии, например, в тепловую, световую и механическую энергию.
Возьмем реактивный элемент (индуктивность
или емкость). Активная мощность в этом элементе , так как напряжение и ток в
индуктивности или емкости различаются по фазе на 90°.
В реактивных элементах не происходит нагрева элементов. Происходит обратимый
процесс в виде обмена электрической энергией между источником и приемником. Для
качественной оценки интенсивности обмена энергией вводится понятие реактивной
мощности Q.
Реактивная мощность, измеряемая в вольтамперах реактивных (Вар), расходуется на создание магнитного поля в индуктивности или электрического поля в емкости. Энергия, накопленная в емкости или в индуктивности, периодически возвращается источнику питания.
Полная мощность, измеряемая в вольтамперах, равна произведению действующих значений напряжения и тока:
, ВА
В соответствии с формулой , реактивная мощность
может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный
характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный
характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность
не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную
реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную
— то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство
электропотребляющих устройств (например, асинхронные двигатели), а также чисто
активная нагрузка, подключаемая через трансформатор, являются
активно-индуктивными.
Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счёт этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.
Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения.
Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу , более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике.
Коэффициент мощности и его экономическое значение
Коэффициент мощности — безразмерная
физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического
тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей.
Коэффициент
мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий
через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.
Значения коэффициента мощности электрических установок переменного тока различны. Электрические лампы обладают, главным образом, активным сопротивлением, поэтому при их включении сдвиг фаз между током и напряжением практически отсутствует. Следовательно, для осветительной нагрузки коэффициент мощности можно считать равным единице. Коэффициент мощности для двигателей переменного тока зависит от нагрузки. При номинальной расчетной нагрузке двигателя cosφ = 0,8-0,9, а у крупных двигателей даже выше. При недогрузке двигателей коэффициент мощности их резко снижается (при холостом ходе cosφ = 0,25-0,3).
Коэффициент
мощности учитывают при проектировании электросетей. Низкий коэффициент мощности
ведёт к увеличению доли потерь электроэнергии в электрической сети в общих
потерях.
Коэффициент мощности повышают различными способами. Основной из
них — включение параллельно приемникам электрической энергии специальных
устройств, называемых компенсаторами.
В качестве последних чаще всего используют батареи конденсаторов.
Практическая часть
Задача. Катушка с активным сопротивлением R1=200 Ом и индуктивностью L=0,24 Гн соединена параллельно с конденсатором, активным сопротивлением R2=70 Ом и емкостью С=8*10-6Ф и подключена к источнику переменного тока с частотой f=200 Гц и амплитудным значением напряжения Um=300 В. Определить действующее значение токов в каждой ветке и общее значение тока в цепи, полное сопротивление цепи, полную, активную и реактивную мощности. Построить векторную диаграмму тока и напряжения.
Отличие постоянного и переменного тока
Следуя школьной программе, несложно понять основные процессы, которые происходят в электричестве, в том числе особенности движения электрозарядов по проводникам.
Например, определить, чем постоянный ток отличен от переменного. Для этого необходимо вспомнить, что такое ток, напряжение, а также мощность и частота тока, что особенного характерно для этих привычных человеку понятий.
Что такое ток?
Электрическим током именуется равномерное передвижение заряженных частиц. В разных средах они имеют различное наименование: электроны передвигаются в металлах и газовых субстанциях, катионы и анионы в электролитических средах. Движение возможно за счет нагрева проводников или создания вокруг них магнитного поля. Ток имеет следующие характеристики:
- сила тока – численное значение заряда в поперечном сечении проводника за период времени;
- мощность тока определяет скорость прохождения зарядов по проводникам;
- частотой называют число полных циклов изменения электродвижущей силы ЭДС за секунду;
- напряжение: разность потенциалов между полюсами.
Зная эти характеристики, можно перейти к рассмотрению понятий постоянного и переменного тока.
Многие пособия сравнивают перечисленные понятия с прохождением жидкости по трубе. Если принять, что заряды: это жидкость, а давление в трубе: напряжение, то скорость водяного потока представляет собой силу электротока. Чем выше становится показатель напряжения, тем быстрее растут показатели силы электротока.
Постоянный ток
Постоянный электроток: это передвижение заряженных частиц в единственном направлении, без изменения полярности. Постоянный ток и постоянное напряжение присутствуют в устройствах и агрегатах, не требующих передачи энергии на большие расстояния. Это синхронный двигатель, электромагнитный привод газового выключателя и другие установки.
Постоянный ток применяют в бортовых системах автомашин и летательных аппаратов, при конструировании микросхем, в медицинских процедурах: электрофорезе.
Переменный ток
Переменный электроток возникает, если потенциалы изменяют полярность. Для иллюстрации понятия можно опять вспомнить про частоту как количество изменений направленного передвижения частиц за период, частота измеряется в герцах (Гц).
К примеру, в российских электросетях частота электротока равняется 50 Гц, то есть направление передвижения зарядов в секунду меняется 50 раз.
Большинство электротехнических механизмов промышленного назначения работает от переменного электротока, который подходит для передачи энергии на значительные расстояния.
Примером использования переменного электрического тока служат жилые, промышленные и социальные объекты. Электроэнергия поступает к ним по ЛЭП, преодолевая большие отрезки пути.
Преобразование тока
В мире не утихают споры о первенстве двух типов тока, но побеждает все же переменный, не только из-за возможности транспортировать электрический заряд на большие расстояния. При выборе переменного электротока возможно усиливать напряжение, применяя при этом тонкие провода, тем самым сокращая стоимость монтажа линий.
Часто требуется изменить направление движения частиц: преобразовать ток из постоянного в переменный и наоборот. В первом случае используют инверторы: механизмы, генерирующие переменное напряжение с синусоидой.
Выпускают инверторы с электромоторами, работающие от реле или электроники.
Во втором случае: для перевода переменного тока в постоянный применяют диодный мост или полупроводниковый выпрямитель. Этот прибор способствует направлению потока заряженных электрических частиц в одну сторону.
Basic Concepts of Alternating Current
Accepted in:
Alabama
Alaska
Arkansas
DC
Delaware
Florida
Georgia
Idaho
Illinois
Indiana
Iowa
Kansas
Kentucky
Луизиана
Мэн
Мэриленд
Мичиган
Миннесота
Миссисипи
Миссури
Монтана
Небраска
Невада
Нью -Хэмпшир
Нью -Джерси
Нью -Мексико
New York
North Carolin
Теннесси
Техас
Юта
Вермонт
Вирджиния
Западная Вирджиния
Висконсин
Вайоминг
Основные моменты курса
Этот онлайновый инженерный курс PDH представляет собой базовое введение в теорию переменного тока.
Текст организован таким образом, чтобы вы могли продвигаться в своем собственном темпе, а понятия и термины вводятся по мере необходимости с множеством подробных примеров и иллюстраций.
Переменный ток (AC) — это электрический ток, величина и направление которого циклически изменяются, в отличие от постоянного тока, направление которого остается постоянным. Обычная форма волны силовой цепи переменного тока представляет собой синусоидальную волну, так как это обеспечивает наиболее эффективную передачу энергии.
Как и при постоянном токе, в цепях переменного тока мощность равна вольтамперам, но это верно только мгновенно. Таким образом, мощность в любой момент времени равна вольтам в это время, умноженным на ампер в это время. Если мы хотим найти среднюю используемую мощность, мы должны взять среднее значение мощности за каждый временной интервал. Математически это называется интеграцией. Интеграл синусоиды за один полный период равен нулю, потому что ниже нуля находится столько же времени, сколько выше него.
Этот онлайн-курс 3 PDH предназначен для профессионалов, а также для людей, которые только начинают свою карьеру в электромонтажных работах или которым требуются базовые знания в области электротехники и оборудования для выполнения своих основных обязанностей. Этот курс также является обязательным условием для всех других курсов по электротехнике.
Цели обучения
Этот курс повышения квалификации предназначен для того, чтобы дать вам следующие конкретные знания и навыки:
- Различия между переменным и постоянным напряжением и током
- Преимущества передачи энергии переменного тока по сравнению с передачей энергии постоянного тока
- «Правило левой руки» для проводника
- Связь между током и магнетизмом
- Способы получения электроэнергии переменного тока
- Связь между частотой, периодом, временем и длиной волны
- Размах, мгновенные, эффективные и средние значения напряжения и тока
- Разность фаз между синусоидами
Документ курса
В этом профессиональном инженерном курсе CEU вам необходимо просмотреть главу 1 модуля 2, озаглавленную «Введение в переменный ток и трансформаторы», в учебных материалах для военно-морского флота (NAVEDTRA 14173), серия учебных материалов по электричеству и электронике.
Чтобы просмотреть, распечатать и изучить документ курса, нажмите на следующую ссылку:
Основные понятия переменного тока (907 КБ)
Тест по курсу
После того, как вы закончите обзор курса, вам нужно пройти тест с несколькими вариантами ответов, состоящий из пятнадцати (15) вопросов, чтобы заработать 3 кредита PDH. Викторина будет основана на Главе 1 Модуля 2 этой публикации NAVEDTRA.
Минимальный проходной балл составляет 70%. У викторины нет ограничений по времени, и вы можете пройти ее несколько раз, пока не пройдете без дополнительной оплаты.
Сертификат об окончании
После успешного прохождения викторины немедленно распечатайте Сертификат об окончании. (Примечание: если вы платите чеком или денежным переводом, вы сможете распечатать его после того, как мы получим ваш платеж.) Для вашего удобства мы также отправим его вам по электронной почте. Обратите внимание, что вы можете войти в свою учетную запись в любое время, чтобы получить доступ и распечатать свой сертификат об окончании.
Чтобы купить курс и пройти тест, нажмите:
Онлайн-курсы PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.
«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологические курсы или курсы по энергосбережению
.»
Рассел Бейли, ЧП
Нью-Йорк
«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам
для разоблачения меня новым источникам
Информации. «
Стивен Дедук, P.E.
New Jersey
44444444444 4.444444444 4.444444444 4.444444444 4.444444444 40154. Я многому научился, и они
очень быстро отвечали на вопросы.
Это было на высшем уровне. Буду использовать
снова. Спасибо.»
Блэр Хейворд, ЧП
Альберта, Канада
«Веб-сайт прост в использовании.
Хорошо организован. Я действительно буду пользоваться вашими услугами снова.
Рой Пфлейдерер, ЧП
Нью-Йорк
«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком
С деталями аварии Канзаса
City Hyatt Apparking. »
Майкл Морган, P.E.
Texas
4″ I действительно, как и вам. Мне нравится, что я могу просмотреть текст перед покупкой. Я нашел класс
информативным и полезным
в моей работе.»0003 «У вас отличный выбор курсов и очень информативные статьи. Вы — лучшее, что я нашел.» Рассел Смит, ЧП Pennsylvania «Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко заработать PDH, предоставляя время для просмотра материала». Хесус Сьерра, ЧП Калифорния «Спасибо, что разрешили мне просматривать неправильные ответы. На самом деле, человек узнает больше из неудач.» Джон Скондрас, ЧП Pennsylvania «Курс был хорошо составлен, и использование тематических исследований является эффективным способом обучения.» Джек Лундберг, ЧП Wisconsin «I am very impressed with the way you present the courses; i.e., allowing the student to review the course material before paying and receiving the quiz .» Арвин Свангер, ЧП Вирджиния «Спасибо, что предложили все эти замечательные курсы.0155 наслаждался. о местонахождении и , проведя онлайн Курсы ». William Valerioti, P.E. Texas 
обсуждаемые темы. Необходимый 1 кредит в этике и обнаружил его здесь. «
GERALD NOTTE, P.E.
New Jersey
» Это было мое первое онлайн -опыт в полученных моих заслугах. было
информативно, выгодно и экономично.
Я настоятельно рекомендую это
для всех инженеров. «
Джеймс Шурелл, P.E.
OHIO
» I Paste «I Paste» I Paste «I Paste» I Paste «A Paste The Paste World». практика, и
не основаны на каком-то непонятном разделе
законов, которые не применяются 9от 0155
до «обычная» практика». I learned a lot to take back to my medical device
organization.
»
Ivan Harlan, P.E.
Tennessee
«Course material had good content, not too mathematical, хороший акцент на практическое применение технологии».
Юджин Бойл, ЧП
Калифорния
»Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представленной,
, а онлайн -формат был очень
. Спасибо.»
Патрисия Адамс, ЧП
Канзас
«Отличный способ добиться соответствия непрерывному образованию PE в рамках временных ограничений лицензиата».
Джозеф Фриссора, ЧП
Нью-Джерси
«Должен признаться, я действительно многому научился. Это помогает иметь
обзор текстового материала. предоставлены
фактические случаи.»
Жаклин Брукс, ЧП
Флорида
«Общие ошибки ADA в дизайне объектов очень полезны.
Исследование
Требовалось . Исследования в
Документ Но .
Гарольд Катлер, ЧП
Массачусетс
«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора
in traffic engineering, which I need
to fulfill the requirements of
PTOE certification.»
Joseph Gilroy, P.E.
Illinois
«A very convenient and affordable способ заработать CEU для моих требований PG в штате Делавэр. До сих пор все курсы, которые я посещал, были отличными.
Надеюсь увидеть больше 40%
Дисконтированные курсы ».
Кристина Николас, с.е. дополнительные
курсы. Процесс прост, и
намного эффективнее, чем
необходимость путешествовать.
0155
Айдахо
«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для инженеров-профессионалов
, которые могут получить блоки PDH
в любое время. Очень удобно».
Пол Абелла, ЧП
Аризона
«Пока все было отлично! Поскольку я мать двоих детей, работающая полный рабочий день, у меня не так много
времени, чтобы исследовать, куда
получить мои кредиты от.»
Кристен Фаррелл, P.E.
Висконсин
2 90 «Это было очень познавательно и познавательно. Легко понять с иллюстрациямии графиками; определенно облегчает
усвоение всех
теорий.»
Виктор Окампо, P.Eng.
Альберта, Канада
«Хороший обзор принципов полупроводника.
Мне понравилось пройти курс по телефону
. .»
Клиффорд Гринблатт, ЧП
Мэриленд
«Просто найти интересные курсы, скачать документы и получить
викторина. I would highly recommend
you to any PE needing
CE units.»
Mark Hardcastle, P.E.
Missouri
«Very good selection
Randall Dreiling, P.E.0155
«I have re-learned things I have forgotten. I am also happy to benefit financially
by your promo email which
reduced the price
на 40%.»
Конрадо Касем, ЧП
Теннесси
«Отличный курс по разумной цене.
Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»
Чарльз Флейшер, P.E.
Нью-Йорк
«Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал кодексы профессиональной этики
и правила Нью-Мексико
».
Брун Гильберт, ЧП
Калифорния
«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»
Дэвид Рейнольдс, ЧП
Канзас
«Очень доволен качеством тестовых документов. Воспользуюсь сертификатом CEDengineerng
, если потребуется дополнительная сертификация
».
Томас Каппеллин, ЧП
Иллинойс
«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и поставили
ME, за что я заплатил — много
Оценка! для инженера».
0155
Хорошо расположено. «
Глен Шварц, P.E.
New Jersey
» Вопросы. Вопросы для Messons и Crostons 9015 9000 2 4 «.
для деревянного дизайна.»
Брайан Адамс, ЧП
Миннесота
«Отлично позвонил по телефону и помог получить консультацию.»0155
Роберт Велнер, ЧП
Нью -Йорк
«Я имел большой опыт работы с прибрежным строительством — проектирование
.
Денис Солано, ЧП
Флорида
«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт.0155
хорошо подготовлено. Мне нравится возможность загрузить учебный материал на
Обзор, где бы ни был и
. Сохраняйте широкий выбор тем на выбор».
Уильям Бараттино, ЧП
Вирджиния
«Процесс прямой, никакой чепухи.
Хороший опыт.»
Тайрон Бааш, ЧП
Иллинойс
«Вопросы на экзамене были наводящими и демонстрировали понимание
материала. Тщательный
и всеобъемлющий. «
Майкл Тобин, P.E.
Аризона
моя линия
работы. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова.»
Анджела Уотсон, ЧП
Монтана
«Простота в исполнении. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»
Кеннет Пейдж, ЧП
Мэриленд
«Это был отличный источник информации о нагревании воды с помощью солнечной энергии.
Луан Мане, ЧП
Conneticut
«Мне нравится подход, позволяющий зарегистрироваться и иметь возможность читать материалы в автономном режиме, а затем
вернуться, чтобы пройти тест.
»
Алекс Млсна, ЧП
Индиана
«Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю
Это вся информация, которую я могу
Использование в реальных .
курс.»0155
«Веб -сайт прост в использовании, вы можете загрузить материал для изучения, затем вернуться
и пройти тест. .»
Майкл Гладд, ЧП
Грузия
«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»
Деннис Фундзак, ЧП
Огайо
«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать сертификат PDH
. Спасибо, что сделали этот процесс простым.»
Фред Шайбе, ЧП
Висконсин
«Положительный опыт.
Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил
один час PDH за
Один час. «
Стив Торкильдсон, P.E.
South Carolina
» I Lovered Beuld Beult Documents для рассмотрения
4.
«.
наличие для оплаты
материалов .»
Richard Wymelenberg, P.E.0003 «Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками.» Дуглас Стаффорд, ЧП Техас «Всегда есть возможности для улучшения, но я не могу придумать ничего в вашем процессе, который нуждается в улучшении.
