Site Loader

Содержание

Основы электротехники 4 – Переменный ток

Этим постом мы продолжаем серию публикаций, посвящённых основам электротехники. В нём мы поговорим о переменном токе. Основные задачи электротехники – это произвести, передать и распределить энергию, по пути её к тому же приходится, преобразовывать. Всё это проще делать на переменном токе, чем на постоянном. Вообще говоря, переменный – это всё, что не постоянно, но мы будем говорить о синусоидальных токах и напряжениях, потому что именно их используют на практике.

Почему это пошло от генераторов электроэнергии? Их проще всего сделать так, чтобы они выдавали синусоидальное напряжение, а синусоидальное напряжение по природе своей точно такое же, как постоянное, только его значение изменяется во времени по закону синуса.  Вообще переход от вращения к синусоиде очень простой.  Поэтому, например, синусоиду удобно описывать с помощью угловой частоты Ω. Об этом мы поговорим ещё позже. Раз уж мы заговорили об описании синусоиды, то остановимся пока на этом и дадим несколько определений.

Мгновенное значение – это значение в данный момент времени.

Амплитудное значение – наибольшее значение которого достигает сигнал.

Действующее значение – это такое значение постоянного напряжения, которое производит такой же тепловой эффект, как и рассматриваемые синусоидальные.

Период – наименьший период времени между двумя одинаковыми значениями сигнала. 

Частота линейная – это величина обратная периоду, угловая – 2 π f. Об этом поговорим чуть позже.

Фаза – это то, насколько синусоида сдвинута относительно начала координат в момент времени 0.

Когда говорят о переменном напряжении или токе, говорят обычно действующее значение и частоту. Например, в розетке 220 Вольт, 50 Герц. Это значит, что действующее значение 220 Вольт, а линейная частота 50 Герц, период 20 миллисекунд кстати.

Теперь о том, как ведут себя элементы цепи на переменном токе. С резистором ничего нового, но появляются два новых элемента: ёмкость и индуктивность. 

Начнём с ёмкости, то есть конденсатора. Конденсатор представляет из себя две пластины, разделенные диэлектриком. Прикладываем напряжение, побежали электроны, то есть потек ток. Бежать они могут только до пластины, дальше некуда. На пластинах место ограничено, поэтому чем больше электронов там уже есть, тем медленнее прибегают новые, то есть ток постепенно спадает.

Из-за того, что напряжение у нас синусоидальное, ток спадает до 0 ровно в тот момент, когда напряжение достигает максимума. Не будем сейчас лезть в математику, просто примем это на веру. Напряжение у нас теперь начинает уменьшаться, значит электроны на пластине ему уже удерживать сложнее. Они начинают бежать обратно, то есть ток меняет знак. Быстрее всего они бегут тогда, когда напряжение равно нулю, ток становится максимальным. Дальше всё повторяется в обратную сторону и так далее.

Если посмотреть теперь на график тока и напряжения, можно увидеть, что ток достигает какого-то значения раньше, чем напряжение. Например, в нулевой момент времени напряжение ещё равно нулю, а ток уже максимальный. Поэтому говорят, что на ёмкости ток опережает напряжение. В идеальном случае это опережение составляет четверть периода или π/2 (если переходят в угловые меры).

Чтобы определить какой ток потечёт через конденсатор, нам понадобится сделать некоторые математические выкладки. Сначала охарактеризуем конденсатор численно и введем для этого понятия ёмкости. Ёмкость – это отношение заряда на пластинах к напряжению, при котором оно возникает.

Теперь вспоминаем что ток – это производная заряда по времени. Отсюда получаем выражение для тока через напряжение. Подставим теперь переменное напряжение, пропустим скучноватую математику и получим выражение для тока.  Осталось поделить напряжение для тока и получаем выражение для ёмкостного сопротивления.

Второй новый элемент – индуктивность. Самый простой индуктивный элемент – это катушка из провода.

Для понимания её работы нам понадобится еще один вспомогательный закон (закон электромагнитной индукции). На нём строится почти вся теория электрических машин, но для нас сейчас это не более чем вспомогательный факт. Суть этого закона в том, что переменное магнитное поле порождает электрическое и главное наоборот. То есть вокруг любого проводника с переменным током есть магнитное поле, но, когда провод сворачивается в катушку почти всё порождаемое им поле концентрируется внутри катушки и начинает влиять на неё саму.

Влияние это заключается в том, что магнитное поле, порождённое катушкой, начинает создавать в ней самой поле электрическое. Звучит так, как будто “Мюнхаузен вытаскивает сам себя за волосы”, но всё дело в направлении этого наведённого поля. Его можно вывести математически, для синусоиды это несложно, но мы воспользуемся очень удобным и простым правилом Ленца, которое есть не что иное как красиво сформулированный закон зловредства. Наведённое ЭДС всегда направлено так, чтобы противодействовать полю её породившему. То есть наведенное ЭДС направлено навстречу напряжению на катушке и мешает току протекать через неё. Иногда для того, чтобы лучше запоминалось, говорят, что ток запутывается в витках катушки. Как бы то ни было, приводит это к тому, что ток через катушку отстаёт от напряжения и тоже на четверть периода, те π/2.

Индуктивное сопротивление математически выводится похоже на то, как выводится ёмкостное, только исходная характеристика здесь не ёмкость, а индуктивность, отношение магнитного потока в катушке к току, которой её породил. Затем берем закон электромагнитной индукции и связываем ток с напряжением через дифференциальные уравнения. Дальше опять немного скучная, но простая математика, и в результате несложных выкладок получаем выражение для напряжения при синусоидальном токе, делим одно на другое, получаем выражение для индуктивного сопротивления.

Вообще говоря, ёмкость и индуктивность очень похожи по своим свойствам, но с точностью до наоборот. Поэтому если вы затрудняетесь вспомнить что-то касающееся одного из них, попробуйте вспомнить для одного из них и сделать всё наоборот. Почти наверняка не ошибетесь.

Для цепей переменного тока справедливы все законы, что мы с вами рассмотрели раньше. Поскольку эти законы фундаментальные и следуют из самой природы вещества.

Однако считать по ним становится уже весьма трудно, приходится делить и умножать синусы, да ещё и с разными фазами. Для того чтобы уйти от всей этой тригонометрии, пользуются так называемыми векторными диаграммами.

Векторные диаграммы. Разберёмся что это и для начала введём понятие вектора для некоторой синусоиды. Для определённости пусть это будет ток с амплитудой Im и фазой φ, для общности берем произвольную фазу. Теперь строим плоскость координат и проводим из её центра вектор, длина которого равна Im, а угол с осью абсцисс равен φ.

То, что у нас получилось, как раз и есть вектор, соответствующий переменному току, амплитудой Im и фазой φ. Если теперь у нас появится ток с другой амплитудой и фазой, то его мы сможем тоже изобразить на этой же плоскости. Теперь понятно зачем мы переходили в угловые величины, когда говорили об отставании, опережении тока, это углы между векторами на плоскости координат.

Следующий шаг, перейдя в декартовы координаты, мы смогли избавиться от тригонометрических функций, операции над векторами уже стали чисто алгебраическими, привычным. Сделаем ещё один небольшой шаг и заметим, что если принять, что ось абсцисс действительная, а ось ординат – мнимая, то мы сможем пользоваться хорошо разработанным математическим аппаратом для комплексных чисел.

 

Именно в виде векторов на комплексной плоскости чаще всего анализируют переменные токи и напряжения. Они позволяют не только наглядно изобразить их, но и применить для расчёта цепей множество вычислительных приёмов, упрощающих и ускоряющих расчёт. Сейчас мы не будем их касаться, это предмет рассмотрения скорее строго академического курса, посмотрим вещь более простую и практическую: активную, реактивную и полной мощности.

Не давая строгого определения, рассмотрим, что они означают практически. Активная мощность – это та мощность, которая совершает полезную работу. Иначе говоря, что-то греет, крутит, двигает и так далее. Но посмотрим ещё раз на процесс, происходящий в конденсаторе. Заряды к нему то приходят, то уходят, ток создается, идёт в разные стороны. Но обратите внимание, все эти перемещения происходят в пределах одного узла цепи, то есть потенциал не меняется. Значит, хотя ток и есть, но работа не совершается.

Для разрешения этого противоречия вводят понятие реактивной мощности

– эта мощность не совершает работы, а нужна только для создания электромагнитного поля. Обратимся ещё раз немного к математике. Вспомним как смещены друг относительно друга ток и напряжение конденсатора – на 90°.

А теперь то же самое для резистора – на нём ток и напряжение совпадают по фазе. Ток, текущий через конденсатор, как мы уже видели, работы не совершает. Его называют реактивным током. Он создаёт реактивную мощность. На векторной диаграмме он направлен по мнимой оси.

Ток, текущий через резистор, работу как раз-таки завершает, его поэтому называют активным. На векторной диаграмме он направлен уже по действительной оси. Поскольку реальные элементы цепи – это всегда комбинация активных и реактивных векторов, то и реальные токи – это всегда комбинация активных и реактивных.

Их векторная сумма называется полным током, векторная сумма активной и реактивной мощностей – полной мощностью. В полной мере эти понятия используется не столько в электротехнике, сколько в электроэнергетике, поэтому сейчас мы на них подробно останавливаться не будем. Посмотрим лучше, как описанные ранее эффекты выглядят на моделях.

Начнем с модели первой. Здесь одно и тоже переменное напряжение, мы прикладываем к ёмкости и индуктивности. Источник здесь собран из блоков Simulink, чтобы можно было на ходу менять частоту. Начнём её менять и увидим изменения тока. На индуктивности он падает, потому что сопротивление индуктивности прямо пропорционально частоте, а на емкости растёт, потому что емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте приложенного напряжения.

Теперь вторая модель. Здесь у нас, как мы видим, резистор, токоограничивающий, по сути, батарея конденсаторов. Если мы включаем резистор без конденсаторов, то мы увидим, что ток и напряжение совпадает по фазе. Как только начинаем конденсаторы подключать, увидим, как ток постепенно смещается относительно напряжения, изменяется его фаза. 

На этом мы завершаем наш рассказ об элементах цепи переменного тока. В следующей публикации мы ненадолго отвлечемся от классической теории электротехники и поговорим о полупроводниковых элементах: диодах и транзисторах.

 

Другие публикации по данной теме:

Основы электротехники, введение

Основы электротехники 2 — Электрическая цепь

Основы электротехники 3 — Расчет режима цепи

Генератор переменного тока — Генератор переменного тока состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь и вращающейся части — ротор или индуктор

В 1832-м году неизвестным изобретателем был создан первый однофазный синхронный многополюсный генератор переменного тока. Но в самых первых электронных устройствах применялся только постоянный ток, в то время как переменный ток долгое время не мог найти своего практического применения. Тем не менее, вскоре выяснили, что намного практичнее использовать не постоянный, а переменный ток, то есть тот ток, который периодически меняет свое значение и направление. Преимущества переменного тока, состоят в том, что его удобнее вырабатывать при помощи электростанций, генераторы переменного тока экономичнее и проще в обслуживании, чем аналоги, работающие на постоянном токе. Поэтому были собраны надежные электрические двигатели переменного тока, которые сразу нашли свое широкое применение в промышленных и бытовых сферах. Надо отметить, что благодаря существованию переменного тока, его особенным физическим явлениям, смогли появиться такие изобретения, как радио, магнитофон и прочая автоматика и электротехника, без которой сложно представить современную жизнь.

Устройство генератора переменного тока

Генератор переменного тока – это устройство, которые преобразует механическую энергию, в электрическую.

Состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь (см. рисунок) и вращающейся части — ротор или индуктор. В генераторе переменного тока ротор — это электромагнит, который обеспечивает магнитное поле, которое передается на статор. На внутренней поверхности статора есть осевые впадины, так называемые пазы, в которых расположена обмотка переменного тока (проводник). Статор генератора изготавливается из 0.35 мм спрессованных стальных листов, которые изолированы покрытой лаком пленкой. Эти листы устанавливаются в станине устройства. Ротор крепится внутри статора и вращается посредством двигателя. Вал – одна из деталей, для передачи крутящего момента под действием расположенных на нём опор. На общем валу с генератором, располагается так называемый возбудитель постоянного тока, который питает постоянным током обмотки ротора. Аккумулятор в генераторе переменного тока выполняет функции стартерной батареи, которая имеет свойство накапливать и хранить электроэнергию при нехватке в отсутствии работы двигателя и при нехватке мощности, которую развивает генератор.

Применение генераторов переменного тока в жизни

В течении последних лет, популярность использования электростанций и генераторов переменного тока значительно возросла. Используются они как в промышленных, так и в бытовых сферах. Промышленные генераторы являются наилучшим вариантом для использования на производстве, в больницах, школах, магазинах, офисах, бизнес центрах, а так же на строительных площадках, значительно упрощая строительство в тех зонах, где электрификация полностью отсутствует. Бытовые генераторы, более практичные, компактные и идеально подходят для использования в коттедже и загородном доме. Генераторы переменного тока широко применяются в различных областях и сферах благодаря тому, что могут решить множество важных проблем, которые связаны с нестабильной работой электричества или полным его отсутствием.

Обслуживание

Практически любая дизельная электростанция в независимости от ее мощности (500 кВт) и производителя имеет 2 главные составляющие. Это генератор переменного тока и двигатель внутреннего сгорания. Так как поддерживать данные узлы необходимо в рабочем исправном состоянии, в ходе их эксплуатации нужен определенный перечень обязательных работ по их техническому обслуживанию. К сожалению, подавляющее большинство владельцев считает, что можно ограничиться лишь своевременной заменой масла и фильтра, при этом «техническое обслуживание» можно провести и самостоятельно. Но результатом этого зачастую становится полный отказ работы устройства. В результате чего, не сложно сделать вывод, что проще и дешевле, доверить оборудование профессионалам, которые благодаря знаниям и огромному опыту, смогут увеличить срок службы ДГУ и сократить расходы при аварийных ситуациях.


Что это — переменный ток?

О разновидностях электрического тока всем рассказывают еще на уроках физики в школе. Для некоторых эти знания остаются лишь теоретическими, расширяющими понимание мироустройства, другие же выбирают специальность, непосредственно связанную с энергетикой. Независимо от этого, каждый человек знает, что существует постоянный и переменный ток. В электротехнике широко применяется вторая его разновидность, так как легче поддается преобразованиям, а электродвигатели на ее основе более просты и надежны.

Переменный ток — это движение по проводнику заряженных частиц, которое через определенные промежутки времени (периоды) изменяется по направлению и величине. Знаменитая синусоида как раз и иллюстрирует его поведение. Чтобы понять, откуда берется переменный ток, рассмотрим принцип работы простейшего генерирующего устройства. В его основе лежит явление электромагнитной индукции, заключающееся в появлении тока в замкнутом проводящем контуре, который пересекает магнитные силовые линии.

На оси, между двумя полюсами магнита (северным и южным), размещается рамка из проводящего материала (медная проволока). Ее концы посредством скользящих контактов щеточного механизма подключены к цепи с нагрузкой или прибором измерения напряжения. Рамка может вращаться вокруг оси, на которой размещена. Между полюсами магнита существуют невидимые магнитные линии напряженности поля. Когда рамку вращают, две ее стороны пересекают эти линии, в результате чего возникает переменный ток. Причина его возникновения вызвана «выбиванием» магнитным полем электронов из отдаленных от ядра орбит. Хотя направления ЭДС (электродвижущей силы) в двух пересекающих участках рамки всегда противоположны, если посмотреть на цепь в целом, то становится понятно, что они однонаправленные. ЭДС достигает максимума в момент вертикального пересечения силовых линий и проходит через ноль при горизонтальном расположении участков рамки (вспоминаем синусоиду, она тоже периодически пересекает нулевое значение). Вот так все просто.

Разумеется, реальные генераторы, создающие переменный ток, выглядят сложнее, чем рамка из проволоки, но принцип их работы тот же самый. Якорь с обмотками (фактически – множество рамок из примера) вращает в магнитном поле статора внешняя сила: это может быть энергия падающей воды; движение пара, созданного теплом ядерного реактора; давление ветра и пр. В результате на выводах обмоток появляется напряжение. Остается подключить нагрузку и переменный ток не заставит себя долго ждать. Обычно генерируется не одна, а сразу три фазы.

Как уже указывалось, кроме переменного, существует и постоянный ток. Его название говорит само за себя: никаких изменений в направлении движения не происходит. Такой ток всегда направлен от плюса к минусу. Вторичные источники энергии, например батареи, посредством химических реакций накапливают в себе именно такой ток, отсюда и обозначения «+» и «-». По сравнению с переменным, он обладает рядом особенностей. Хочется сказать «достоинства и недостатки», но это не так – именно «особенности». Например, электродвигатель постоянного тока дает возможность плавно регулировать скорость вращения якоря, а не ступенчато и, тем более, без необходимости применять сложные частотные преобразователи. Причем, практически все электронные схемы рассчитаны для работы именно с этим видом тока, так как им проще управлять. Получить постоянный ток из переменного очень просто – его необходимо «выпрямить» специальными полупроводниковыми элементами (диодами и диодными мостами). Происходит срез пиков синусоиды сразу в двух полупериодах. Оставшуюся пульсирующую природу получившегося тока также можно сгладить.

Чем переменный ток отличается от постоянного

В преддверии статьи о трансформаторах, мы решили устроить небольшой экскурс и выпустить две небольшие статьи по основным электротехническим определениям, которые плавно подведут нас к пониманию принципа действия трансформаторов. Ведь электричество и трансформаторы неразрывно связаны в своей истории, когда в связи с ростом передаваемых мощностей появилась потребность адаптировать мощность или напряжение под нужные пользователю параметры.

Что такое постоянный и переменный ток?

Постоянный ток не меняет своих показателей и направления движения. Встретить такой ток можно в самых обычных пальчиковых батарейках. Постоянный ток характеризуется непрерывным, направленным в одну сторону движением заряженных частиц, он практически никогда не используется в бытовых целях. Потому что передача такого тока на большие расстояния несёт за собой колоссальные потери и передавать его просто невыгодно. Поэтому, чтобы сделать электричество более дешевым и доступным, используют именно переменный ток.

Переменный ток — это ток, направление движения которого может меняться в процессе работы, равно как и его показатели. Поэтому для движения такого тока используется два полюса. Чаще всего их называют плюс и минус. Такой ток имеет частоту. Частота, это самое сложное для понимания, постараемся рассказать максимально просто. Начнем с того, что во всех бытовых сетях по всему миру используется периодический переменный ток. Именно эти самые пресловутые периоды и делают его переменным. Переменный ток имеет определённый период своих изменений. Периодом называется полный цикл всех изменений показателей тока. Как только заканчивается первый период, начинается следующий период и так до бесконечности. Один период равен одному Герцу, а частота тока измеряется в секунду. Общепринятая частота тока в России и большинстве стран Европы равна 50 Гц. В США и Канаде используют сети частотой 60 Гц, а в некоторых странах, например, в Японии, используют оба стандарта частоты. Это и позволяет току двигаться постоянно. Как только вы втыкаете вилку в сеть, вы замыкаете плюс и минус, и начинается движение тока.

Мы с вами разобрались, что такое постоянный и переменный ток, и какая между ними разница. Поговорили о том, что переменный ток имеет огромные потери при передаче на большие расстояния. В следующий раз расскажем про высоковольтное и низковольтное напряжение. Нам предстоит понять, как именно электричество попадает в наши квартиры.

Переменный ток. Генератор переменного тока. 8-й класс

Цель урока: сформировать представление о переменном токе, его характеристиках (амплитудном и действующем значениях силы тока и напряжения, частоте), способе получения; сравнить постоянный и переменный ток; изучить устройство и принцип действия генератора переменного тока; научить по графику определять характеристики тока.

Задачи урока:

Предметные:

  • понимание смысла понятия переменного тока и способов его получения; показать их практическое значение.

Метапредметные УУД:

  • Познавательные: умение самостоятельно добывать нужную информацию, сравнивать, обобщать, анализировать, делать выводы; умение выделять значимые функциональные связи на примере рассмотрения вращения рамки в магнитном поле; формировать практические умения проведения эксперимента и знакомство с историей создания генератора переменного тока.
  • Регулятивные: постановка цели, умение ставить учебные задачи, планирование деятельности, проводить простейших опытов и наблюдения, описывать их, задавать вопросы и находить ответы на них опытным путем, проводить прямые измерения при помощи наиболее часто используемых приборов, представлять результаты измерений в виде таблиц, делать выводы на основе наблюдений, находить простейшие закономерности в протекании явлений, находить способы их достижения, осуществлять контроль и взаимоконтроль.
  • Коммуникативные: умение выражать свою позицию, умение вести беседу, планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками — определение цели, функций участников, способов взаимодействия; постановка вопросов — инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации; управление поведением партнера — контроль, коррекция, оценка действий партнера.

Личностные УУД:

  • умение вести диалог, уважать чужое мнение, достигать поставленных целей, самостоятельно приобретать новые знания и практические умения;
  • сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся.

Тип урока: комбинированный.

Форма урока: урок-беседа.

Оборудование:

  • компьютер и проектор, электронный веб-ресурс (сайт) по теме 1. Видеоролик «Явление электромагнитной индукции» http://school-collection.edu.ru/catalog/res/94fe49eb-c56a-415d-948d-61c85a9c0603/?from=8f5d7210-86a6-11da-a72b-0800200c9a66&
  • Видеоролик «Генератор переменного тока»http://school-collection.edu.ru/catalog/res/4170927d-c63b-4b0f-9142-66cbb89fea84/?from=8f5d7210-86a6-11da-a72b-0800200c9a66&
  • Модель генератора переменного тока; набор по получению переменного тока: миллиамперметр, катушка, постоянный магнит.

Оформление кабинета: портрет М.Фарадея, таблица «Переменный ток».

План урока

Ι. Орг. момент (2 мин.).

ΙΙ. Проверка домашнего задания (10 мин).

ΙΙΙ. Изучение нового материала (20 мин.).

ΙV. Закрепление изученного материала (10 мин.).

V. Домашнее задание (3 мин.).

Ход урока

Ι. Орг. момент

Приветствие учащихся.

Психологический настрой учащихся на урок

Выступление учителя: В конце XIX в, электричество начинает применяться в практической жизни людей для освещения, электродвигатели приводят в действие различные машины и станки, бытовые электроприборы. Однако трудность передачи постоянного тока на большие расстояния мешала его широкому применению. Эти трудности были преодолены после изобретения генератора переменного тока.

Учитель знакомит с темой урока: Переменный ток. Генератор переменного тока.

Предлагает ученикам сформулировать цель и задачу урока.

Учащиеся ставят цель и задачу урока: выяснить, что такое переменный ток, каковы его основные характеристики, способ получения и применение.

ΙΙ. Проверка домашнего задания. Актуализация знаний

Учитель: Прежде чем мы перейдем к изучению нового материала, вам необходимо вспомнить:

  1. Какое явление называется явлением электромагнитной индукции?
  2. От чего зависит направление и значение индукционного тока?

Учитель демонстрирует один из опытов Фарадея по получению индукционного тока (можно поручить этот эксперимент учащимся).

Задача учащихся зарисовать схему опыта и объяснить наблюдаемое явление. Один из учащихся работает у доски, остальные в тетрадях.

Обсуждение ответа учащегося.

Все внимательно выслушивают ответ учащегося, работающего у доски. Оценивают по критериям устного ответа, исправляют, дополняют, приводят другие способы получения индукционного тока. Учащиеся должны сказать:

  1. Это один из опытов Фарадея, демонстрирующих электромагнитную индукцию;
  2. ЭМИ- это явление возникновения электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур;
  3. Возникающий электрический ток называется индукционным. Он может меняться по модулю и направлению;
  4. Величина индукционного тока тем больше, чем быстрее происходит изменение магнитного потока;
  5. Изменение магнитного потока может происходить различными способами. Эти способы демонстрируют опыты Фарадея.

Учащиеся посмотрев видеоролик«Явление электромагнитной индукции» сравнивают свои ответы.

ΙΙΙ. Изучение нового материала

Демонстрация 1. Получение переменного тока в рамке при её вращении в магнитном поле постоянного магнита.

Учитель. Сравните способы получения тока, изображенные на рисунках 24.3 (стр103) и 25.3 (стр112) учебника О.Ф. Кабардин «Физика -8».

Вопрос учителя: Что удобнее: вращать катушку в поле постоянного магнита или сделать катушку неподвижной, а вращать магнит? Почему?

Вопросы при демонстрации:

1. Как вы понимаете понятие «переменный ток»?

Учащиеся находят ответ в учебнике на стр.112.

Переменный ток — это электрический ток, изменяющийся во времени по модулю и направлению.

2. Какие физические величины характеризующие ток, могут изменяться?

Учащиеся отвечают: Сила тока и напряжение.

3. Что показывает частота переменного тока?

Учащиеся отвечают: Частота переменного тока показывает, сколько раз за 1с ток изменяет свое направление.

4. В каких пределах может изменяться сила тока, напряжение?

Учащиеся отвечают: Сила тока и напряжение изменяются от 0 до максимального(амплитудного) значения.

5. Можно ли использовать обычный амперметр и вольтметр для измерения силы переменного и напряжения? Почему?

Учитель: Останавливаемся на силе тока и, работая с учебником (О.Ф.Кабардин «Физика-8», стр.112, рис. 25.1,) , изображаем график этой переменной величины, Вспоминаем колебательное движение и величины его характеризующие: период, частота, амплитуда. Находим все эти величины на графике. Один учащийся работает у доски, остальные в тетрадях. Аналогично, но уже самостоятельно ученики характеризуют напряжение на рис.25.2. в своих тетрадях. Далее заполняем все столбцы таблицы, работая с учебником §25.

Пока учащиеся работают, учитель проходит по классу и смотрит, что у них получилось.

Учитель сообщает, что в бытовых электросетях используется переменный ток частотой 50 Гц.

Физическая
величина

Сила тока

Напряжение

График зависимости от времени

Физический смысл

Изменение направление тока — изменение направления движения зарядов

Изменение направления — смена полярности на зажимах эл. цепи

Амплитуда

Im — максимальное значение силы тока

Um — максимальное значение напряжения

Действующее значение

Учащийся отвечает у доски, остальные сверяют со своими работами, обсуждают, исправляют, дополняют. Предлагают свои варианты, аргументируя свои ответы.

Демонстрация 2. Модель работы генератора переменного тока

Вопрос учителя: рассмотреть рис. 25.4 и ответить на вопросы.

  1. Что такое генератор переменного тока.
  2. Какие превращения энергии происходят в этом устройстве.
  3. Назвать основные элементы генератора переменного тока и их назначение.

Статор — это неподвижная часть. Ротор — подвижная. Можно сказать, что статор — это аналог катушки с большим числом витков. А ротор — это магнит, который вращается и создает изменяющийся магнитный поток с течением времени, пронизывая те витки, которые находятся в статоре, индуцирует, наводит в этих витках электрический ток.

Если генератор маломощный, то обычно ротор делают из постоянного магнита. Ему придают определённую форму, создают внутри несколько отдельных полюсов. Этот постоянный магнит, вращаясь прямо внутри статора, непосредственно создаёт индукционный электрический ток. Если же необходим мощный генератор, то в этом случае ротор — уже не постоянный магнит, а электромагнит.

Просмотр видео и задание после просмотра видео:

  1. Почему при увеличении скорости вращении рамки мы уже не замечаем мерцание лампочки? (обсуждение)
  2. Почему в генераторах переменного тока большой мощности ротор является электромагнитом?
  3. Какую частоту имеет промышленный ток?

Учитель предлагает учащимся получить на практике переменный ток частотой 50 Гц, используя предложенное оборудование. На демонстрационном столе имеется миллиамперметр, катушка-моток, постоянный магнит. Учащиеся пробуют быстро вставлять и вынимать магнит и другие способы и делают вывод, что ток такой частоты получить при помощи данной установки нельзя, т.к. 50 Гц — это 50 колебаний тока в секунду.

Учитель предлагает подумать и предложить идеи для усовершенствования установки, объясняет устройство генератора индукционного тока. Учащиеся подписывают названия его основных частей.

Далее учитель заостряет внимание на способах вращения ротора генератора.

Учащиеся предлагают свои варианты: на гидроэлектростанции — поток воды, на теплоэлектростанции — пар и т.д.

ΙV. Закрепление изученного материала

Задание 1. Вопросы на закрепление

  1. Что называется переменным током?
  2. Что такое период, частота переменного тока?
  3. На каком принципе основана работа генератора переменного тока?
  4. Проволочная рамка вращается с постоянной частотой в однородном магнитном поле. Какой из графиков, изображенных на рис. показывает зависимость силы тока в рамке от времени?
  5. 220В — это амплитудное или действующее значение напряжения?
  6. Сколько раз за 1 мин переменный ток меняет свое направление?
  7. Почему же именно переменный ток используется в бытовых электросетях.
  8. Какое устройство называется генератором переменного тока?

Задание 2. Проверка знаний — проверь соседа! (тест)

А сейчас проверим, на сколько, вы усвоили данный материал. Запишите правильный ответ.

Тест: Генерирование электрической энергии.

I. Переменный электрический ток
1. не изменяется по значению;
2. не изменяется по направлению;
3. изменяется по значению и направлению.

II. На каком явлении основано действие электромеханического индукционного генератора переменного тока?
1. электростатической индукции;
2. электромагнитной индукции;
3. термоэлектронной эмиссии.

III. Генератор электрической энергии необходим для…
1. создание материи;
2. создание энергии;
3. преобразование энергии

IV. Переменный ток вырабатывают
1. на заводе;
2. на электростанции;
3. в жилых домах.

V. Стандартная частота используемого у нас переменного тока …
1. 100Гц;
2. 50Гц;
3.500Гц.

VI. Простейший генератор переменного тока состоит…

  • Магнита;
  • Проволочной рамки;
  • Ротора и статора.

Ответы: I-3, II-2, III-3, IV-2, V-2, VI-3.

Кто ответит правильно на 6 вопросов, получит «5», на 5 вопросов, оценку — «4», за 4-3 правильных ответов получит «3».

Подведение итога. Определяется, достигли ли учащиеся поставленной цели, отмечается работа учащихся на уроке, выставляются оценки, обсуждение и аргументирование ответа учащихся.

V. Домашнее задание
  1. §25, ответить на вопросы (устно),
  2. заполнить таблицу сравнения постоянного и переменного тока

Название

Постоянный ток

Переменный ток

Источник

Гальванический элемент, аккумулятор

Генератор переменного тока

Направление

От «+» к «-»

Меняет направление

Изменяются ли сила тока и напряжение

Нет

Да, от 0 до амплитудного значения

Применение

Электрооборудование автомобиля и городского транспорта(метро, трамвай, троллейбус), автономное питание карманного фонарика, приемника, магнитофона, пульта телевизора, детские игрушки и т.д..

Осветительные сети квартир, бытовые электроприборы, фабрики и заводы.

Рефлексия
  • Какую цель вы поставили на начало урока?
  • Что вы узнали сегодня на уроке?
  • Могут ли вам полученные знания пригодиться в жизни? Где именно?
  • Что оказалось самым трудным для понимания?
  • Какую бы вы поставили себе оценку за работу на уроке?

Глава 12. Переменный ток . Введение в электронику

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Описать получение напряжения переменного тока с помощью генератора переменного тока.

• Дать определения цикла, герца, синусоиды, периода и частоты.

• Описать части генератора переменного тока.

• Дать определения пикового значения, полного размаха колебания и эффективного или среднеквадратичного значения.

• Объяснить соотношение между временем и частотой.

• Описать три основных вида несинусоидальных сигналов.

• Знать, что несинусоидальный сигнал имеет основную частоты и гармоники.

Переменный ток широко используется в настоящее время. В отличие от постоянного тока, который течет только в одном направлении, переменный ток периодически изменяет свое направление. Переменный ток сначала течет в одном направлении, а потом меняет направление и течет в противоположном.

Переменный ток легче генерировать и передавать на большие расстояния. Генераторы переменного тока проще и более экономичны в работе. Напряжение переменного тока может быть увеличено или уменьшено с помощью трансформатора с очень малой потерей мощности. Кроме того, переменный ток легко преобразуется в постоянный.

Переменный ток можно использовать для передачи информации из одного пункта в другой по линиям передачи, а также преобразовать в электромагнитные волны и передавать и принимать с помощью антенных систем.

В этой главе описываются способы производства и важные электрические характеристики переменного тока.

12-1. ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Генератор переменного тока преобразует механическую энергию в электрическую. Генератор переменного тока вырабатывает переменное напряжение, используя принципы электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция — это процесс индуцирования напряжения в проводнике, движущемся в магнитном поле.

Как описано в главе 9, правило левой руки для генераторов может быть использовано для определения направления тока в проводнике, который перемещается в магнитном поле: когда большой палец указывает направление движения проводника, а указательный (расположенный под прямым углом к большому) указывает направление магнитных силовых линий от севера к югу, то средний палец (расположенный под прямым углом к двум другим) укажет направление тока в проводнике. Максимальное напряжение индуцируется, когда проводник движется перпендикулярно силовым линиям. Если же проводник перемещается параллельно силовым линиям, напряжение не индуцируется.

На рис. 12-1 показана рамка, вращающаяся в магнитном поле.

Рис. 12-1. Генератор переменного тока, индуцирующий выходное напряжение.

В положении А рамка (т. е. ее горизонтальные проводники) перемещается параллельно силовым линиям, и напряжение при этом не индуцируется. Повернувшись в положение Б, рамка при движении пересекает максимальное число магнитных силовых линий и, следовательно, индуцируется максимальное напряжение. При перемещении рамки в положение В количество пересекаемых силовых линий уменьшается, и индуцированное напряжение уменьшается также. Поворот рамки из положения А в положение В представляет собой поворот на 180 градусов. Перемещение рамки в положение Г приводит к возникновению тока противоположного направления. Как и в предыдущем случае, максимальное напряжение индуцируется, когда плоскость рамки находится под прямым углом к силовым линиям. При возвращении рамки в исходное положение Д индуцируемое напряжение падает до нуля.

Каждый раз, когда рамка генератора переменного тока делает полный оборот, говорят о завершении одного цикла. Величина выходного напряжения за время одного цикла возвращается к исходному значению. Время, в течение которого совершается полный цикл, называется периодом.

Аналогично, генератор вырабатывает в замкнутой цепи выходной ток, имеющий периодическую форму. Каждую половину периода происходит изменение полярности напряжения (рис. 12-2).

Рис. 12-2. Каждый цикл состоит из чередования положительных и отрицательных значений величин.

Напряжение имеет одну полярность в течение половины цикла (периода) и противоположную полярность в течение следующей половины цикла (периода). В первую половину периода вырабатывается напряжение положительной полярности, во вторую половину периода вырабатывается напряжение отрицательной полярности. Один цикл в секунду определяется как герц.

Вращающаяся рамка называется якорем. Напряжение переменного тока, индуцируемое во вращающемся якоре, снимается с концов рамки с помощью скользящих контактов, расположенных с двух сторон якоря (рис. 12-3).

Рис. 12-3. Напряжение снимается с якоря генератора переменного тока с помощью токосъемных колец.

Два металлических кольца, называемых токосъемными кольцами, подсоединены к двум концам рамки. Скользящие щетки, прилегающие к токосъемным кольцам, снимают переменное напряжение. На практике генератор переменного тока должен содержать много рамок для увеличения амплитуды индуцируемого напряжения.

Форма вырабатываемого генератором переменного тока напряжения называется синусоидой (рис. 12-4).

Рис. 12-4. Синусоида — основная форма переменного тока.

Синусоида является основной и наиболее широко используемой из всех форм переменного тока. Ее можно получить как механическим, так и электронным методом. И напряжение, и ток изменяются в виде синусоиды.

12-1. Вопросы

1. В чем функция генератора переменного тока?

2. Объясните, как работает генератор переменного тока.

3. Дайте определения следующих терминов:

а. Цикл

б. Период

в. Герц

г. Синусоида

4. Опишите главные части генератора переменного тока.

5. В чем разница между двумя половинами периода?

12-2. ВЕЛИЧИНА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Каждая точка синусоиды характеризуется двумя параметрами. Один из них — угол, на который повернулся якорь. Второй указывает амплитуду индуцируемой величины. Амплитуда — это максимальное значение переменного тока или синусоиды. Существует несколько методов определения этих значений.

Пиковое значение синусоиды — это наибольшее значение функции в течение периода (рис. 12-5).

Рис. 12-5. Пиковое значение синусоиды — это точка ее наибольшего значения. Пиковое значение может быть как положительным, так и отрицательным.

Существуют два пиковых значения — одно положительное, а другое отрицательное, они равны по абсолютной величине.

Значение полного размаха синусоиды означает вертикальное расстояние между двумя пиковыми значениями (рис. 12-6).

Рис. 12-6. Размах можно определить как сумму абсолютных величин пиковых значений разного знака.

Значение полного размаха можно определить сложением абсолютных значений пиковых величин.

Эффективное значение переменного тока — это такое значение постоянного тока, при котором на данном сопротивлении выделяется столько же тепла, что и при переменном токе. Эффективное значение можно определить, вычислив среднеквадратичное значение, поэтому эффективное значение часто называют среднеквадратичным. Вычисление среднеквадратичного значения показывает, что эффективное значение синусоиды равно 0,707 от пикового значения. Когда указывается значение переменного тока или напряжения без каких-либо уточнений, предполагается, что это эффективное значение. Большинство измерительных приборов проградуировано в эффективных значениях тока или напряжения.

Еэфф = 0,707∙Емакс

где Еэфф — эффективное значение напряжения, Емакс — максимальное или амплитудное значение напряжения.

Iэфф = 0,707∙Iмакс

где Iэфф — эффективное значение тока, Iмакс — максимальное или амплитудное значение тока.

ПРИМЕР: Синусоида тока имеет максимальное (пиковое) значение 10 ампер. Чему равно эффективное значение?

Дано:

Iмакс = 10 А 

Iэфф =? 

Решение:

Iэфф =0,707∙Iмакс =(0,707)(10)

Iэфф =7,07 А

ПРИМЕР: Синусоида напряжения имеет эффективное значение 40 вольт. Чему равно максимальное (пиковое) значение синусоиды?

Дано:

Eэфф = 40 В 

Eмакс =? 

Решение:

Еэфф = 0,707∙Емакс

40 = 0,707∙Емакс

Eмакс = 56,58 В

Время, требуемое для завершения одного цикла синусоиды называется периодом. Период обычно измеряется в секундах. Для обозначения периода используется буква t.

Количество циклов, совершаемых за заданный промежуток времени называется частотой. Частота синусоиды переменного тока обычно выражается в количестве циклов за секунду. Единицей частоты является герц. Один герц равен одному циклу в секунду.

Период синусоиды обратно пропорционален ее частоте.

Чем выше частота, тем короче период. Соотношение между частотой и периодом синусоиды выражается следующими формулами:

f = 1/t;

t = 1/f

где f — частота, a t — период.

ПРИМЕР: Чему равна частота синусоиды с периодом 0,05 секунд?

Дано:

t = 0,05 сек

f =?

Решение:

f = 1/t = 1/0,05

f = 20 Гц

ПРИМЕР: Если синусоида имеет частоту 60 герц, то чему равен ее период?

Дано:

f = 60 Гц

t =?

Решение:

t = 1/f = 1/60

t = 0,0167 с или 16,7 мс.

12-2. Вопросы

1. Дайте определения следующих величин:

а. Пиковое (максимальное) значение;

б. Размах синусоиды;

в. Эффективное значение;

г. Среднеквадратичное значение.

2. Синусоида напряжения имеет пиковое значение 125 вольт. Чему равно эффективное значение?

3. Каково соотношение между временем и частотой?

4. Синусоида тока имеет эффективное значение 10 ампер. Чему равно ее пиковое значение?

5. Чему равен период синусоиды с частотой 400 герц?

12-3. НЕСИНУСОИДАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ

В большинстве случаев форма переменного тока бывает синусоидальной. Однако в электронике используются не только синусоидальные колебания. Колебания, форма которых отличается от синусоиды, называются несинусоидальными периодическими колебаниями. Несинусоидальные колебания генерируются специальными электронными цепями.

На рисунках 12-7, 12-8 и 12-9 изображены три основных вида несинусоидальных колебаний. Они могут представлять и ток, и напряжение. На рис. 12-7 изображены прямоугольные колебания, названные так потому, что положительные и отрицательные прямоугольные импульсы чередуются. Это указывает на то, что ток или напряжение мгновенно достигают максимального значения и остаются такими в течение половины периода. Когда полярность изменяется, ток или напряжение мгновенно достигают противоположного пикового значения и остаются неизменными до конца следующей половины периода. Ширина импульса равна половине периода. Ширина импульса — это отрезок времени, в течение которого напряжение имеет свое пиковое или максимальное значение. Прямоугольное колебание очень полезно как электронный сигнал, так как его характеристики могут быть легко изменены.

Рис. 12-7. Колебание прямоугольной формы.

На рис. 12-8 показан один период колебания треугольной формы. В течение первой половины периода сигнал возрастает по линейному закону от нуля до пикового значения, а затем опять уменьшается до нуля. В течение второй половины периода сигнал продолжает уменьшаться по линейному закону в отрицательном направлении до пикового значения, а после этого опять возрастает до нуля.

Треугольные колебания используются главным образом как электронные сигналы.

Рис. 12-8. Колебание треугольной формы

На рис. 12-9 показаны пилообразные колебания. Пилообразное колебание — это частный случай треугольного колебания. Сначала величина напряжения или тока возрастает по линейному закону, а после этого быстро падает до своего отрицательного пикового значения. Участок с положительным наклоном имеет относительно большую длительность и меньший по абсолютной величине угол наклона к оси времени, чем короткий участок. Пилообразные сигналы используются для переключения операций в электронных цепях. В телевизорах и осциллографах они используются для развертки электронного луча по экрану для создания изображения.

Импульсные колебания и другие несинусоидальные сигналы могут описываться двумя способами. Один метод рассматривает несинусоидальные сигналы как сумму скачкообразных изменений напряжения, следующих через некоторый интервал времени друг за другом. Второй метод рассматривает сигнал как алгебраическую сумму бесконечного числа синусоид, имеющих различные частоты и амплитуды. Этот метод полезен при расчете усилителей. Если усилитель не может пропустить все синусоидальные частоты, то он искажает сигнал.

Несинусоидальные сигналы состоят из колебаний основной частоты и гармоник. Основная частота соответствует скорости повторения сигнала. Гармоники являются синусоидами с более высокими частотами, которые кратны основной частоте. Четные гармоники имеют частоты, которые являются произведениями четных чисел и основной частоты. Нечетные гармоники имеют частоты, которые являются произведениями нечетных чисел и основной частоты.

Прямоугольные колебания состоят из колебаний основной частоты и всех нечетных гармоник.

Треугольные колебания также состоят из колебаний основной частоты и всех нечетных гармоник, но, в отличие от прямоугольных колебаний, нечетные гармоники сдвинуты по фазе на 180 градусов относительно колебания основной частоты.

Пилообразные колебания содержат как четные, так и нечетные гармоники. Четные гармоники сдвинуты на 180 градусов по фазе относительно нечетных гармоник.

12-3. Вопросы

1. Что такое несинусоидальные колебания?

2. Нарисуйте два цикла (периода):

а. Прямоугольного колебания;

б. Треугольного колебания;

в. Пилообразного колебания.

3. Где применяются эти несинусоидальные колебания?

4. Опишите основную частоту и гармоники трех различных несинусоидальных колебаний.

РЕЗЮМЕ

• Переменный ток — это наиболее широко используемый в технике тип тока.

• Переменный ток представляет собой ток, текущий сначала в одном направлении, а затем в противоположном.

• Один оборот якоря генератора переменного тока называется циклом.

• Герц — это один цикл в секунду.

• Форма переменного тока, вырабатываемого генератором, называется синусоидой.

• Пиковое значение синусоиды — это наибольшее значение функции за время периода.

• Размах синусоиды — это вертикальное расстояние между пиками противоположного знака.

• Эффективное значение переменного тока — это такое значение постоянного тока, при котором на данном сопротивлении выделяется столько же тепла, что и при переменном токе.

• Эффективное значение можно определить, вычислив среднеквадратичное значение величины.

• Среднеквадратичное значение синусоиды равно 0,707 от пикового:

Еэфф = 0,707∙Емакс

Iэфф = 0,707∙Iмакс

• Время, необходимое для завершения одного цикла синусоиды, называется периодом (t).

• Количество циклов, совершаемых за заданный промежуток времени, называется частотой (f).

• Соотношение между частотой и периодом синусоиды выражается следующей формулой:

f = 1/t

• Прямоугольные колебания состоят из колебаний основной частоты и всех нечетных гармоник.

• Треугольные колебания состоят из колебаний основной частоты и всех нечетных гармоник, сдвинутых по фазе на 180 градусов относительно основной частоты.

• Пилообразные колебания содержат как четные, так и нечетные гармоники. Четные гармоники сдвинуты на 180 градусов по фазе относительно нечетных гармоник.

Глава 12. САМОПРОВЕРКА

1. Что надо сделать для наблюдения электромагнитной индукции?

2. Объясните, как правило левой руки применяется к генераторам переменного тока?

3. Дайте определение полного размаха колебаний.

4. Как определяется эффективное значение переменного тока?

5. Нарисуйте примеры трех несинусоидальных колебаний, которые могут представлять и ток и напряжение.

6. Почему при изучении несинусоидальных колебаний важны гармоники?

Переменный ток. Генератор переменного тока. Физика, 9 класс: уроки, тесты, задания.

1. Основные части и принцип действия генератора

Сложность: лёгкое

1
2. Получение и использование переменного тока

Сложность: лёгкое

1
3. Амплитуда силы тока в обмотке генератора

Сложность: лёгкое

1
4. Определение периода колебаний по графику

Сложность: лёгкое

1
5. Вычисление периода колебаний тока

Сложность: лёгкое

1
6. Действующее значение силы тока

Сложность: среднее

2
7. Частота колебаний

Сложность: среднее

2
8. Изменение индукционного тока

Сложность: среднее

2
9. Включение реостата в сеть

Сложность: сложное

3
10. Промышленный переменный ток

Сложность: сложное

4
11. Время нагревания воды

Сложность: сложное

4

Основы электроники: что такое переменный ток?

Переменный ток имеет жизненно важное значение в электронике по одной простой причине: электрический ток, к которому вы можете получить доступ, подключив цепь к настенной розетке, оказывается переменным током.

Электрический ток, который течет непрерывно в одном направлении, называется постоянным током или постоянным током . В цепи постоянного тока ток создается электронами, которые выстраиваются в линию и движутся в одном направлении.

В проводе с постоянным током электроны перескакивают с атома на атом, двигаясь в одном направлении. Таким образом, данный электрон, который начинает свой путь на одном конце провода, в конечном итоге окажется на другом конце провода.

В переменном токе электроны не движутся только в одном направлении. Вместо этого они какое-то время прыгают от атома к атому в одном направлении, а затем разворачиваются и прыгают от атома к атому в противоположном направлении. Время от времени электроны меняют направление.В переменном токе электроны не движутся равномерно вперед. Вместо этого они просто двигаются вперед и назад.

Когда электроны в переменном токе меняют направление, направление тока и напряжение в цепи меняются местами. В общественных системах распределения электроэнергии в Соединенных Штатах (включая бытовой ток) напряжение меняется на противоположное 60 раз в секунду. В некоторых странах напряжение меняется на противоположное 50 раз в секунду.

Скорость, с которой переменный ток меняет направление на противоположное, называется его частотой , выраженной в герцах.Таким образом, стандартный бытовой ток в США составляет 60 Гц.

В цепи переменного тока напряжение, а, следовательно, и ток постоянно изменяются. Однако напряжение не меняет полярность мгновенно. Вместо этого напряжение неуклонно увеличивается от нуля до тех пор, пока не достигнет максимального напряжения, которое называется пиковым напряжением .

Затем напряжение снова начинает снижаться до нуля. Затем напряжение меняет полярность и падает ниже нуля, снова приближаясь к пиковому напряжению, но с отрицательной полярностью.Когда оно достигает пикового отрицательного напряжения, оно снова начинает расти, пока не достигнет нуля. Затем цикл повторяется.

Колеблющееся изменение напряжения важно из-за основной взаимосвязи между магнитными полями и электрическими токами. Когда проводник (например, провод) движется через магнитное поле, магнитное поле индуцирует ток в проводе. Но если проводник неподвижен относительно магнитного поля, ток не индуцируется.

Физическое движение не обязательно для создания этого эффекта.Если проводник остается в фиксированном положении, но затем напряженность магнитного поля увеличивается или уменьшается (то есть, если магнитное поле расширяется или сжимается), в проводнике индуцируется ток, такой же, как если бы магнитное поле было фиксированным, а проводник физически перемещался по полю.

Поскольку напряжение в переменном токе всегда либо увеличивается, либо уменьшается при изменении полярности с положительной на отрицательную и обратно, магнитное поле, окружающее ток, всегда либо разрушается, либо расширяется.Итак, если вы поместите проводник в это расширяющееся и сжимающееся магнитное поле, в проводнике будет индуцироваться переменный ток.

Это похоже на волшебство! При переменном токе ток в одном проводе может индуцировать ток в соседнем проводе, даже если между проводами нет физического контакта.

Суть такова: переменный ток можно использовать для создания изменяющегося магнитного поля, а изменяющиеся магнитные поля можно использовать для создания переменного тока.Эта взаимосвязь между переменным током и магнитными полями делает возможными три важных устройства:

  • Генератор переменного тока: Устройство, вырабатывающее переменный ток от источника вращательного движения, такого как турбина, приводимая в действие проточной водой или паром, или ветряная мельница. Генераторы работают, используя вращательное движение для вращения магнита, помещенного в катушку с проволокой. При вращении магнита его магнитное поле перемещается, что индуцирует переменный ток в спиральном проводе.

  • Двигатель: Противоположность генератору. Он преобразует переменный ток во вращательное движение. В своей простейшей форме двигатель — это просто генератор переменного тока, подключенный в обратном направлении. На валу, который может вращаться, установлен магнит; магнит помещают в витки катушки проволоки.

    Когда на катушку подается переменный ток, возрастающее и падающее магнитное поле, создаваемое током, заставляет магнит вращаться, что приводит к вращению вала.

  • Трансформатор: Состоит из двух катушек провода, расположенных в непосредственной близости.Если переменный ток подается на одну из катушек, сжимающееся и расширяющееся магнитное поле индуцирует переменный ток в другой катушке.

Цепь переменного тока: применение, типы и характеристики

Цепи переменного тока или цепи переменного тока — это просто цепи, питаемые от источника переменного тока, либо тока, либо напряжения. Переменное напряжение или ток — это напряжение, в котором величина напряжения или тока изменяется примерно на определенное среднее значение и периодически меняет направление.

Большинство современных бытовых и промышленных систем и приборов питаются от переменного тока. Все устройства на основе перезаряжаемых аккумуляторов постоянного тока технически работают на основе переменного тока. Все устройства постоянного тока используют мощность постоянного тока, полученную от переменного тока, для зарядки своей системы питания и аккумуляторов.

Переменная цепь впервые была создана в 1980-х годах, когда Тесла стремился решить многочисленные проблемы с генераторами постоянного тока Томаса Эдисона.Он попытался представить способ передачи электричества при высоком напряжении. Затем, используя трансформаторы для повышения или понижения мощности при распределении, мы сможем свести к минимуму потери мощности на больших расстояниях, что в то время было главной проблемой Direct Current.

 

Постоянный ток и переменный ток (переменный и постоянный ток)

Переменный и постоянный ток во многом отличаются от передачи до генерации и распределения. Существенным отличием постоянного и переменного тока, которое также лежит в основе их разнообразных характеристик, является направление потока электричества.В постоянном токе электроны текут непрерывно в определенном направлении или вперед, но в системе переменного тока электроны меняют свое направление движения через периодические промежутки времени. Этот переменный ток также приводит к изменению значения напряжения, поскольку оно изменяется от отрицательного к положительному в соответствии с током.

Сравнение переменного и постоянного тока (Ссылка: Circuitdigest.com)

Что такое цепь переменного тока?

Электрические и электронные схемы включают множество различных соединительных компонентов, образующих замкнутую и законченную цепь.Основными пассивными компонентами, используемыми в любой схеме, являются конденсатор , резистор и индуктор . Все три названных пассивных компонента имеют одну общую черту; они ограничивают электрический ток в цепи, но совершенно по-разному.

Электрический ток может проходить по цепи двумя путями. Если он проходит только в одном направлении, он называется постоянным током (DC). Если электрический ток чередуется в разных направлениях вперед и назад, он называется переменным током (AC).Поскольку они обеспечивают импеданс внутри цепи, пассивные компоненты в цепях переменного тока действуют совершенно иначе, чем в цепях постоянного тока.

Пассивные компоненты в цепи потребляют электроэнергию. Следовательно, они не могут усиливать или увеличивать мощность любых подаваемых на них электрических сигналов. Просто это все потому, что они пассивны и всегда будут иметь прирост меньше. Пассивные компоненты, размещенные в электрических и электронных схемах, можно комбинировать в бесконечном количестве конструкций, как показано ниже, при этом характеристики этих схем основаны на взаимодействии их различных электрических свойств.

Пример сложной цепи переменного тока (Ссылка: allaboutcircuits.com)

Что такое реактив и импеданс?

Типы цепей, в которых ток пропорционален напряжению, называются линейными цепями. В резисторе отношение напряжения к току является его сопротивлением. Сопротивление не зависит от частоты и имеет две фазы. Тем не менее, схемы только с резисторами не очень интересны и применимы.

Как правило, частота не влияет на отношение напряжения к току, и имеется разность фаз.Таким образом, общее название отношения напряжения к току — импеданс. Символ импеданса Z. Сопротивление является частным случаем импеданса. Другой частный пример: ток и напряжение не совпадают по фазе на 90°; это важный случай, потому что при этом не происходит потери мощности в цепи. В этом случае, когда ток и напряжение не совпадают по фазе на 90°, мы называем реактивным сопротивлением отношение напряжения к току и обозначаем его буквой X.

Терминология

разница как напряжение.Мы будем рассматривать напряжения и токи как функцию, которая изменяется синусоидально во времени, и использовать строчные буквы i и v для тока и напряжения при явном анализе их изменения. Мы будем представлять амплитуду или пиковое значение синусоидального изменения через Vm и I м , тогда как V = V м /√2 и I = I м /√2 без индексов относятся к их среднеквадратичные значения. Чтобы понять источник синусоидального изменения напряжения и то, как мы его используем, см. этот пост.

Напряжение и ток, которые мы используем в переменном токе, могут быть представлены в виде следующих уравнений: omega t +\varphi )

 

где:

 

\omega = 2πf =  угловая частота

f = обыкновенная или циклическая частота = количество полных колебаний в секунду.

\varphi = разность фаз между напряжением и током. Синусоидальное напряжение и ток в цепи переменного тока (Справочник: учебники по электронике.ws)

Подробнее о Linquip

Пассивные компоненты в цепях переменного тока

Мы можем назвать R как сопротивление, C как 9010.19 как индуктивность и 9010.19 L как индуктивность. Независимо от того, используем ли мы резисторы в цепях постоянного или переменного тока, они всегда имеют одинаковое значение сопротивления в системе, независимо от частоты питания. Это все потому, что резисторы идентифицируются как чистые, имеющие паразитные характеристики, такие как нулевая индуктивность L = 0 и бесконечная емкость C = ∞.Кроме того, для полностью резистивной цепи у нас всегда есть синфазные напряжение и ток, поэтому мы можем найти потребляемую мощность в любой момент, умножив напряжение на ток.

С другой стороны, конденсаторы и катушки индуктивности имеют особый тип сопротивления переменному току, известный как реактивное сопротивление , как упоминалось ранее  (X L и X C ). Реактивное сопротивление также блокирует протекание тока, но значение реактивного сопротивления не является фиксированной величиной для одного конденсатора или катушки индуктивности по сравнению с резистором с фиксированным значением сопротивления.Величина реактивного сопротивления катушки индуктивности или конденсатора зависит от частоты питающего тока и значения постоянного тока самого элемента.

Кроме того, существует часто используемый список пассивных компонентов в цепях переменного тока и соответствующие им уравнения, которые можно применять для определения значения их импеданса и реактивного сопротивления тока цепи. Следует отметить, что здесь мы представили теоретически совершенную (чистую) катушку индуктивности или конденсатор, который не имеет никакого сопротивления. Но в реальном мире у нас всегда есть комбинация компонентов, упомянутых ранее, включая сопротивление.

Полностью резистивная цепь

Резисторы препятствуют, регулируют или задают протекание тока по определенному пути или вызывают отключение напряжения в электрической цепи на основе этого протекания тока. Резисторы имеют сопротивление, называемое сопротивление (R). Резистивная величина резистора измеряется в Омах, Ом, и может быть найдена либо в фиксированном значении, либо в смещающемся значении (потенциометры).

Значение импеданса и тока можно найти с помощью следующих уравнений: \frac{V_S}{R}

 

Полностью емкостная схема 

Конденсатор — это компонент, обладающий емкостью и способный сохранять энергию в виде электрического заряда, как небольшая батарея.{\circ}=0-jX_C

I_S= \frac{V_S}{X_S}

 

Полностью индуктивная цепь

к току, протекающему через катушку. Величина индуктивности катушки индуктивности измеряется в единицах Генри (Гн). В цепях постоянного тока катушка индуктивности является короткозамкнутой и имеет нулевое полное сопротивление. Напротив, на высоких частотах индуктор имеет бесконечный импеданс (разомкнутая цепь).{2}}

\следовательно, Z= X_C-X_L  или  X_L-X_C

Z=\угол (\phi _1+\phi _2)= 0 + jX_L-jX_C

f_r=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}

I_S=I_L=I_C

 

Серийная LC-цепь (Ссылка: electronics-tutorials.ws)

Параллельные цепи переменного тока

Мы можем соединять пассивные компоненты вместе в последовательных комбинациях в цепях переменного тока для формирования Цепи RC, RL и LC, как описано ниже.

Параллельная RC-цепь

Принципиальная схема и уравнение для параллельной RC-цепи:

 

I_S=\sqrt{I_R^{2}+I_C^{2}}

\phi = tan^{-1}(\frac{I_C}{I_R})

Y= \frac{1}{ Z}=\sqrt{G^{2}+B_c^{2}}

V_S=V_C=V_R

 

Параллельная RC-цепочка (Ссылка: Electronics-tutorials.{2}}

V_S=V_L=V_R

 

Параллельная цепь RL (Ссылка: electronics-tutorials.ws)
Параллельная цепь LC

Принципиальная схема и уравнение2 для параллельной цепи LC:3 9000:  

B_L=\frac{1}{X_L}, B_C=\frac{1}{X_C}

Y=\frac{1}{Z}=B_L+B_C

f_R=\frac{1} {2\pi \sqrt{LC}}

V_S=V_L=V_C

 

Параллельная LC-цепь (Ссылка: Electronics-tutorials.{2}}

f_R=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}

V_S=V_C=V_R=V_L

 

Параллельная цепь RLC (Ссылка: electronics-tutorials.ws)

Имеет Как показано выше, в цепях переменного тока пассивные компоненты ведут себя совершенно иначе, чем при использовании в цепи постоянного тока из-за наличия частоты ( ƒ ). В полностью резистивной цепи ток и напряжение совпадают по фазе. В полностью емкостной цепи ток в конденсаторе составляет -90 o с напряжением, в то время как для полностью индуктивной цепи он составляет 90 o .

В последовательных цепях сумма векторов напряжений на компонентах цепи эквивалентна напряжению питания (V S ) . С другой стороны, в параллельной цепи сумма векторов протекающих токов в каждом элементе равна току питания (I S ).

Как для последовательного, так и для параллельного соединения цепей RLC резонанс возникает при XL = XC, когда ток источника «синфазен» с напряжением питания цепи. Последовательная резонансная цепь обозначается как приемная цепь , а параллельная резонансная цепь обозначается как отбрасывающая цепь .

Мощность в цепи переменного тока

В цепях постоянного тока мощность компонентов представляет собой произведение напряжения постоянного тока на ток в ваттах. Однако для цепи переменного тока с реактивными элементами приходится иначе оценивать потребляемую мощность.

Электрическая мощность — это энергия, потребляемая в цепи. Все электрические и электронные элементы и устройства имеют ограничение на количество электроэнергии, с которой они могут безопасно работать. Например, у нас есть резистор на 1/4 Вт или усилитель на 20 Вт.

Величина мощности в цепях в любой момент называется мгновенной мощностью  и известна известным соотношением мощности, равной амперам, умноженным на вольты (P = VI). В результате один ватт будет равен результату вольт-ампер один вольт умноженный на один ампер (один ватт это скорость потребления энергии в один джоуль в секунду).

Таким образом, мощность, потребляемая или обеспечиваемая элементом схемы, представляет собой напряжение на элементе и ток, протекающий в нем. Предположим, у нас есть сопротивление «R» Ом в цепи постоянного тока.{2}}{R}

 

где:

В: напряжение постоянного тока

I: постоянный ток

R: значение сопротивления.

Электрическая мощность в цепи переменного тока

В цепях постоянного тока напряжения и токи постоянны и не изменяются со временем, так как нет функции синусоидальной формы сигнала, связанной с питанием. Напротив, мгновенные значения тока, напряжения и результирующей мощности в цепи переменного тока постоянно изменяются источником питания.Поэтому мы не можем рассчитать мощность в цепях переменного тока так же, как и предыдущим способом. Однако мы все еще можем предположить, что мощность равна амперам (i), умноженным на напряжение (v).

Еще одним важным моментом является то, что цепи переменного тока имеют реактивное сопротивление, поэтому компоненты создают магнитные и/или электрические поля. В отличие от чисто резистивного элемента, мощность выделяется, а затем возвращается обратно в цепь, когда синусоидальная форма волны проходит в одном полном периодическом цикле.

В результате средняя мощность, потребляемая цепью, представляет собой сумму запасенной и возвращенной энергии за один полный цикл.Средняя потребляемая мощность цепи — это средняя мгновенная мощность в течение одного полного цикла. Мгновенная мощность (p) может быть определена как произведение мгновенного напряжения (v) на мгновенный ток (i).

Предполагая синусоидальные формы напряжения и тока, мы имеем:

Синусоидальную форму волны напряжения (Ссылка: electronics-tutorials.ws)

P=v\times i

V=V_msin(\omega t+\phi _v)

i=I_msin(\omega t+\phi _i)

p= [V_msin(\omega t+\theta _v)\times I_msin(\omega t+\theta _i)]

\следовательно, V_mI_m(sin(\omega t+\ theta _i)\times sin(\omega t+\theta  _v) )

 

Тригонометрическое произведение на сумму:

 

sin(A+B)=\frac{1}{2}[cos( AB)-cos(A+B)]

 

Где   \theta =\theta _v-\theta _i , и, подставив в приведенное выше уравнение, мы получим:

 

p=\frac{V_mI_m}{2} )(cos(\theta)-cos(2\omega t+\theta))

\frac{V_mI_m}{2}=\frac{V_m}{\sqrt{2}}\times \frac{I_m}{\ sqrt{2}}=V_{RMS}\times I_{RMS}

 

, где V RMS и I RMS являются среднеквадратичными значениями t синусоидальные формы сигналов v и i , соответственно.Поэтому мы можем отобразить мгновенную мощность как:

 

P=VIcos\theta — cos(2\omega t+\theta ))

 

Это уравнение показывает нам, что мгновенная мощность переменного тока включает две разные части и представляет собой сумму из двух терминов.{2}Zcos\theta

Купить оборудование или запросить услугу

поставщиков из разных отраслей и регионов.

Щелкните здесь, чтобы запросить коммерческое предложение от поставщиков и поставщиков услуг

Переменный ток (AC), введение Высокоэффективные газотурбинные самолеты и самолеты транспортной категории. Переменный ток — это тот же тип электричества, который используется в промышленности и для питания наших домов. Постоянный ток (DC) используется в системах, которые должны быть совместимы с питанием от батарей, например, в легких самолетах и ​​автомобилях.Питание переменного тока дает много преимуществ при выборе питания постоянного тока для электрических систем самолета.

Переменный ток может передаваться на большие расстояния легче и экономичнее, чем постоянный, поскольку переменное напряжение можно повышать или понижать с помощью трансформаторов. Поскольку все больше и больше агрегатов в самолетах работают от электричества, требования к мощности таковы, что ряд преимуществ может быть реализован с использованием переменного тока (особенно в самолетах большой транспортной категории). Можно сэкономить место и вес, поскольку устройства переменного тока, особенно двигатели, меньше и проще, чем устройства постоянного тока.В большинстве двигателей переменного тока щетки не требуются, и они требуют меньше обслуживания, чем двигатели постоянного тока. Автоматические выключатели удовлетворительно работают при нагрузках на больших высотах в системе переменного тока, в то время как искрение настолько сильное в системах постоянного тока, что автоматические выключатели необходимо часто заменять. Наконец, большинство самолетов, использующих 24-вольтовую систему постоянного тока, имеют специальное оборудование, для которого требуется определенное количество переменного тока с частотой 400 циклов. Для этих самолетов используется устройство, называемое инвертором, для преобразования постоянного тока в переменный.

 

Переменный ток постоянно меняет значение и полярность или, как следует из названия, чередуется.На рис. 9-12 показано графическое сравнение постоянного и переменного тока. Полярность постоянного тока никогда не меняется, а полярность и напряжение переменного тока постоянно меняются. Следует также отметить, что цикл переменного тока повторяется через заданные промежутки времени. При переменном токе и напряжение, и ток начинаются с нуля, увеличиваются, достигают пика, затем уменьшаются и меняют полярность. Если изобразить эту концепцию на графике, становится легко увидеть переменную форму волны. Эта форма волны обычно упоминается как синусоида.

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

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

 

Мгновенное

Мгновенное напряжение – это значение в любой момент времени вдоль волны переменного тока.Синусоида представляет ряд этих значений. Мгновенное значение напряжения меняется от нуля при 0° до максимума при 90°, обратно до нуля при 180°, до максимума в обратном направлении при 270° и снова до нуля при 360°. Любая точка синусоиды считается мгновенным значением напряжения.

Пиковое значение

Максимальное мгновенное значение, часто называемое максимальным значением. Наибольшее единичное положительное значение возникает после определенного периода времени, когда синусоида достигает 90°, а наибольшее единичное отрицательное значение возникает, когда волна достигает 270°.Хотя пиковые значения важны для понимания синусоидальной волны переменного тока, авиатехники редко используют пиковые значения.

Действующее

Действующие значения напряжения всегда меньше, чем пиковые (максимальные) значения синусоиды и приблизительное значение постоянного напряжения того же значения. Например, цепь переменного тока 24 вольта и 2 ампера должна выделять через резистор столько же тепла, сколько цепь постоянного тока 24 вольта и 2 ампера. Эффективное значение также известно как среднеквадратичное или среднеквадратичное значение, которое относится к математическому процессу, с помощью которого получено значение.

Большинство счетчиков переменного тока отображают действующее значение переменного тока. Почти во всех случаях номинальные значения напряжения и тока системы или компонента указаны в эффективных значениях. Другими словами, отраслевые рейтинги основаны на эффективных значениях. Пиковые и мгновенные значения, используемые только в очень ограниченных ситуациях, будут указаны как таковые. При изучении переменного тока любые значения тока или напряжения считаются действующими значениями, если не указано иное. На практике используются только действующие значения напряжения и тока.

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

 

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

Цикл определен

Цикл — это завершение шаблона.Всякий раз, когда напряжение или ток претерпевает серию изменений, возвращается к исходной точке, а затем повторяет ту же серию изменений, серия называется циклом. Когда значения напряжения отображаются в виде графика, как на рис. 9-14, отображается полный цикл переменного тока. Один полный цикл часто называют синусоидой и равен 360°. Обычно синусоида начинается там, где напряжение равно нулю. Затем напряжение увеличивается до максимального положительного значения, уменьшается до нулевого значения, затем увеличивается до максимального отрицательного значения и снова уменьшается до нуля.Цикл повторяется до тех пор, пока напряжение не исчезнет. В полном цикле есть два чередования: положительное чередование и отрицательное. Следует отметить, что полярность напряжения меняется на обратную для каждого полупериода. Следовательно, во время положительного полупериода поток электронов считается однонаправленным; во время отрицательного полупериода электроны меняют направление и текут по цепи в противоположном направлении.

Рисунок 9-14. Цикл напряжения.

Частота определена

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

Рисунок 9-15. Частота в циклах в секунду.

Таким образом, частота равна числу циклов в одном обороте, умноженному на число оборотов в секунду.

Определенный период

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

Длина волны Определено

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

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

Рис. 9-16. Синфазные и противофазные условия.

Соотношение фаз

Фаза — это соотношение между двумя синусоидами, обычно измеряемое в угловых градусах. Например, если есть два разных генератора переменного тока, производящих энергию, было бы легко сравнить их отдельные синусоидальные волны и определить их фазовое соотношение. На рис. 9-16В разница фаз между двумя формами напряжения составляет 90°.Фазовое соотношение может быть между любыми двумя синусоидами. Соотношение фаз можно измерить между двумя напряжениями разных генераторов переменного тока или током и напряжением, вырабатываемыми одним и тем же генератором переменного тока.

На рис. 9-16A показаны сигнал напряжения и сигнал тока, наложенные на одну и ту же временную ось. Обратите внимание, что когда напряжение увеличивается в положительном чередовании, ток также увеличивается. Когда напряжение достигает своего пикового значения, то же самое происходит и с током. Обе формы волны затем меняются местами и уменьшаются до нулевой величины, затем продолжаются таким же образом в отрицательном направлении, как и в положительном направлении.Когда две волны идут точно в ногу друг с другом, говорят, что они находятся в фазе. Чтобы быть в фазе, два сигнала должны проходить через точки максимума и минимума в одно и то же время и в одном направлении.

Когда два сигнала проходят через точки максимума и минимума в разное время, между ними существует разность фаз. В этом случае говорят, что две формы волны не совпадают по фазе друг с другом. Термины «опережение» и «запаздывание» часто используются для описания разности фаз между сигналами.Говорят, что сигнал, который первым достигает своего максимального или минимального значения, опережает другой сигнал. На рис. 9-16В показано это соотношение. С другой стороны, говорят, что второй сигнал отстает от первого источника. Когда сигнал считается опережающим или отстающим, обычно указывается разница в градусах. Если две формы волны отличаются на 360°, говорят, что они находятся в фазе друг с другом. Если разница между двумя сигналами составляет 180°, то они все еще не совпадают по фазе, даже если оба достигают своего минимального и максимального значений одновременно.[Рис. 9-16C]

Бортмеханик рекомендует

   

Теория переменного тока | СпрингерЛинк

‘) var head = document.getElementsByTagName(«head»)[0] var script = document.createElement(«сценарий») script.type = «текст/javascript» script.src = «https://купить.springer.com/assets/js/buybox-bundle-52d08dec1e.js» script.id = «ecommerce-scripts-» ​​+ метка времени head.appendChild (скрипт) var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = subscribe.querySelector(«.цена опциона на покупку») подписка.classList.remove(«расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») если (форма) { вар formAction = form.getAttribute(«действие») document.querySelector(«#ecommerce-scripts-» ​​+ timestamp).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false) } var priceInfo = подписка.селектор запросов(«.Информация о цене») var PurchaseOption = toggle.parentElement если (переключить && форма && priceInfo) { toggle.setAttribute(«роль», «кнопка») toggle.setAttribute(«tabindex», «0») toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный переключать.setAttribute(«расширенная ария», !расширенная) form.hidden = расширенный если (! расширено) { покупкаOption.classList.add(«расширенный») } еще { покупкаOption.classList.remove(«расширенный») } priceInfo.hidden = расширенный }, ложный) } } функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) { var weHasBrowserSupport = окно.выборка && Array.from функция возврата () { var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Buybox : ноль var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Modal : ноль if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) { var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс var modal = новый модальный (modalID) модальный.domEl.addEventListener(«закрыть», закрыть) функция закрыть () { form.querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус() } вар корзинаURL = «/корзина» var cartModalURL = «/cart?messageOnly=1» форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartURL, cartModalURL) ) var formSubmit = Buybox.перехват формы отправки ( Buybox.fetchFormAction(окно.fetch), Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный), функция () { form.removeEventListener («отправить», formSubmit, false) форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartModalURL, cartURL) ) форма.представить() } ) form.addEventListener («отправить», formSubmit, ложь) document.body.appendChild(modal.domEl) } } } функция initKeyControls() { document.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) { если (документ.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { событие.preventDefault() документ.activeElement.click() } } }, ложный) } функция InitialStateOpen() { var buyboxWidth = buybox.смещениеШирина ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (buyboxWidth > 480) { переключить.щелчок() } еще { если (индекс === 0) { переключать.щелчок() } еще { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.