Переменный ток это что: Постоянный и переменный ток | Полезные статьи — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

«Зачем нужен переменный ток? Почему нельзя обойтись постоянным?» — Яндекс Кью

Переменный ток. Большая российская энциклопедия

Физические процессы, явления

Переме́нный ток, электрический ток, изменяющийся во времени по величине и/или направлению. В общем случае к переменному току относят различные виды импульсных, пульсирующих, периодических и квазипериодических токов. Если любые значения переменного тока повторяются через равные промежутки времени, то переменный ток называется периодическим. Периодом TTT переменного тока называется наименьший промежуток времени, в котором силы тока в моменты времени ttt и t+Tt + Tt+T равны: i(t)=i(t+T)i(t) = i(t + T)i(t)=i(t+T). В технике под переменным током обычно подразумевают периодический (или близкий к периодическому) ток, в котором средние за период значения силы тока и напряжения равны нулю.

В том случае, когда переменный ток меняется по направлению, одно из направлений переменного тока принимают за положительное, а противоположное – за отрицательное. Соответственно, если направление переменного тока в некоторый момент времени совпадает с положительным направлением, то значение тока также считают положительным, а для противоположного направления тока – отрицательным. В простейшем случае мгновенное значение силы переменного тока изменяется во времени по гармоническому закону (гармонический, или синусоидальный, переменный ток):

i=Imsin(ωt+α)i = I_msin( \omega t+α)i=Imsin(ωt+α),

где ImI_mIm амплитуда тока, α \alpha α – начальная фаза, ω=2πfω = 2πfω=2πf – круговая частота, f=1/Tf = 1/Tf=1/T – линейная частота. Гармонический ток возникает под действием синусоидального напряжения u той же частоты:

u=Umsin(ωt+β)u = U_msin(ωt+β)u=Umsin(ωt+β),

где UmU_mUm – амплитуда напряжения, β \beta β – начальная фаза.

Для характеристики переменного тока удобно использовать действующие (или эффективные) значения тока и напряжения, которые представляют собой среднеквадратичные (за период) значения силы тока и напряжения. Для синусоидальных токов действующие значения переменного тока и напряжения равны: I=Im2\displaystyle I= \frac{I_m}{ \sqrt[]{2} } I=2Im и U=Um2\displaystyle U= \frac{U_m}{ \sqrt[]{2} } U=2Um. Большая часть приборов, используемых для измерения периодических напряжений и токов, показывает действующие значения этих величин. Произведение действующих значений тока и напряжения определяет мощность, которая расходуется на выделение теплоты или на совершение механической работы в электрической цепи.

Важной характеристикой переменного тока является его частота f. В электроэнергетических системах Российской Федерации и большинства стран мира принята стандартная частота fff = 50 Гц, в США fff = 60 Гц. В технике связи применяются переменные токи высокой частоты (от 100 кГц до 30 ГГц). Для специальных целей в промышленности, медицине и других отраслях науки и техники используют переменный ток самых различных частот, а также импульсные токи.

В электротехнике (и частично в радиотехнике) обычно реализуются электрические цепи квазистационарных токов, при этом мгновенные значения переменного тока во всех участках цепи одинаковы. В многопроводных квазистационарных системах, предназначенных для передачи энергии, часто используют многофазные переменные токи – текущие по разным проводам токи с одинаковыми амплитудами, но разными фазами. Большинство цепей, содержащих сопротивления, ёмкости и индуктивности, работает в линейном режиме, когда справедлив принцип суперпозиции. При прохождении через такие цепи гармонические переменные токи не искажают своей формы, тогда как при наличии нелинейных элементов (например, сердечников в трансформаторах, нелинейных преобразователей, электронных ламп и т. п.) синусоидальные сигналы искажаются, обогащаясь высшими гармониками – сигналами на частотах, кратных основной частоте. Квазистационарные цепи с сосредоточенными параметрами могут быть составлены в виде определённой комбинации сопротивлений RRR, индуктивностей LLL и ёмкостей CCC. Если в электрической цепи протекает установившийся квазистационарный электрический ток, то напряжения на сопротивлении uRu_RuR, индуктивности uLu_LuL и ёмкости uCu_CuC определяются соотношениями:

uR=iRuR = iRuR=iR, uL=Ldidt\displaystyle u_L=L \frac{di}{dt} uL=Ldtdi, CduCdt=i\displaystyle C \frac{du_C}{dt}=iCdtduC=i.

Для синусоидального тока i=Imsin⁡ωti = I_m \sin \omega ti=Imsinωt соответствующие амплитудные значения напряжений на данных элементах равны:

URm=RImU_{Rm}=RI_mURm=RIm, ULm=ωLImU_{Lm}= \omega LI_mULm=ωLIm, UCm=ImωC\displaystyle U_{Cm}= \frac{I_m}{ \omega C} UCm=ωCIm.

В нелинейных режимах величины RRR, LLL и CCC являются функциями протекающего тока i; в линейных режимах они либо постоянны, либо зависят в явном виде от времени (параметрические системы).

При расчёте электрических цепей гармонических переменных токов удобно использовать комплексные амплитуды напряжения и тока, а также комплексные сопротивления ZZZ (импеданс), определяемые на резистивных, индуктивных и ёмкостных участках цепи соответственно как

ZR=RZ_R=RZR=R, ZL=jωLZ_L=j \omega LZL=jωL и ZC=1jωC\displaystyle Z_C= \frac{1}{j \omega C} ZC=jωC1 (здесь jjj – мнимая единица).

Тогда квазистационарная линейная цепь (многополюсник) может быть рассчитана по правилам Кирхгофа, т. е. в этом случае применимы методы расчётов цепей постоянного тока.

С ростом частоты, когда размер электрической цепи становится сравнимым с длиной электромагнитной волны λ=c/f \lambda = c/fλ=c/f (ccc – скорость света), квазистационарное приближение перестаёт быть справедливым, и для получения распределения переменного тока необходимо применять уравнения Максвелла. При этом протекающий по проводящей среде переменный ток распределяется по сечению не равномерно, а преимущественно в поверхностном слое. Иногда такие токи называют быстропеременными и оперируют не суммарными (интегральными) силами тока, а их объёмными плотностями. Плотность быстропеременных токов включает потенциальную и вихревую компоненты. Последняя ответственна за возбуждение вихревых электромагнитных полей. В открытых (неэкранированных) системах именно с вихревыми переменными токами связано излучение электромагнитной энергии, что используется, например, в излучателях (антеннах), где путём подбора распределений быстропеременных токов создаются требуемые угловые распределения полей излучения (диаграммы направленности).

Юрьев Юрий Вячеславович Дата публикации: 22 июня 2022 г. в 11:23 (GMT+3)

Переменный ток | Сеансы ланчбоксов

Справка

В этом уроке мы дадим определение переменного тока (AC), объясним временные параметры переменного тока, объясним значение среднеквадратичного значения.

Постоянный ток

Переменный ток

В отличие от постоянного тока (DC) , который течет только в одном направлении, переменный ток (AC) течет то в одну, то в другую сторону, постоянно меняясь по величине и реверсируя направление.

В результате переменное напряжение также постоянно изменяется (чередуется) между положительной (+) и отрицательной (-) полярностью, а его амплитуда меняется со временем.

При построении во времени сигнал переменного тока принимает форму синусоиды, пересекающей нулевую линию при каждом изменении направления тока.

Сигнал переменного тока не всегда имеет форму синусоиды.

Например, сигнал переменного тока может иметь форму треугольника или прямоугольной формы.

Цикл — это однократное повторение движения переменного тока «туда-сюда».

Время, необходимое для одного полного цикла сигнала переменного тока, называется периодом.

Единицей измерения периода являются секунды (с).

Частота сигнала переменного тока – это количество циклов в одну секунду.

Частота измеряется в герцах (Гц).

В Северной Америке частота сети электропитания составляет 60 циклов в секунду или 60 Гц.

В остальном мире более распространена частота 50 Гц.

И если мы знаем частоту, мы можем вернуться назад и рассчитать период.

Например, при использовании 60 Гц…

Амплитуда — это измерение интенсивности сигнала переменного тока, которое используется для определения напряжения сигнала.

Амплитуда определяется высотой пика сигнала.

Это значение известно как пиковое или пиковое значение сигнала переменного тока и обычно отображается как (V _pk ).

Другим способом измерения амплитуды является измерение общей высоты между противоположными пиками.

Это значение известно как размах сигнала переменного тока и обычно отображается как (V _стр.).

На практике как пиковые (или пиковые), так и размаховые формы измерения амплитуды используются редко.

Почти всегда напряжение переменного тока выражается в среднеквадратических значениях (RMS) или (V _rms ).

В _{среднеквадратичное значение} говорит нам, каким будет напряжение постоянного тока, эквивалентное нашему существующему сигналу тока переменного тока.

Мощность или энергия сигнала может быть представлена на графике.

На графике вы можете увидеть представление AC Vrms (эквивалент постоянного тока).

Но каково соотношение между напряжением V _pk и V _rms?

Этот расчет применим только к наиболее распространенным синусоидальным сигналам переменного тока.

Среднеквадратичное значение для других сигналов будет другим и зависит от формы этого сигнала.

10 В _{действ.}

5 A _{действ. 003}

10 В _DC

5 A _DC

2 Ом

50 Вт

Эти две лампы имеют одинаковое сопротивление (2 Ом), рассеивают одинаковую мощность в виде тепла (50 Вт) и излучают одинаковое количество света.

Одна лампа питается от переменного тока, а другая от постоянного.

Поскольку источник переменного напряжения эквивалентен 10-вольтовой батарее постоянного тока, мы назвали бы его источником переменного тока «10 вольт» RMS.

Если V

_pk сигнала составляет 55 В, каким будет V _pp?

110 В _размах

100В _размах

70В _размах

55В _размах

9 0117 Какая частота показанного сигнала переменного тока?

4 Гц 1 В 4 В 1 Гц

Что представляет этот график?

Переменный ток Постоянный ток

Переменный ток меняет направление своего течения
Частота, измеряемая в герцах, представляет собой количество циклов за одну секунду
Амплитуда определяет напряжение сигнала переменного тока.

Надеемся, вам понравилось

Переменный ток (AC)

Загрузка

Вакуумное давление

Давление слива

Низкое давление

Среднее давление 90 003

Высокое давление

Земля/общий

Низкое напряжение

Среднее Напряжение

Максимальное напряжение

Магнитное поле

Проверьте свою консоль

Переменный ток (AC) Введение

Электрические системы переменного тока (AC) используются на большинстве многодвигательных, высокопроизводительных самолетов с турбинными двигателями и самолетов 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 за счет использования переменного тока можно реализовать ряд преимуществ (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 чрезмерно 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. 1 показано графическое сравнение постоянного и переменного тока.

Рис. 1. Кривые напряжения постоянного и переменного тока полярность и напряжение постоянно меняются в переменном токе. 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.

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 изменяется от нуля при 0° до максимального при 9°.0°, обратно до нуля при 180°, до максимума в противоположном 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 приводятся в действующих 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). [Рисунок 2]
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 рисунке 3, отображается полный цикл переменного тока.
Рис. 3. Цикл напряжения
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.

Частота определена
Частота — это количество циклов переменного тока в секунду (CPS). Стандартной единицей измерения частоты является Гц. [Рисунок 4] 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. Таким образом, частота равна числу циклов в одном обороте, умноженному на число оборотов в секунду.
Время, необходимое синусоиде для завершения одного полного цикла, называется периодом (P). Период обычно измеряется в секундах, миллисекундах или микросекундах. [Рисунок 3] Период синусоиды обратно пропорционален частоте. То есть чем выше частота, тем короче период. Математическая связь между частотой и периодом задается как:
Период
P = 1
f
Частота
F = 1
P
Длина волны определена 9 0160 Расстояние, которое проходит сигнал за период, обычно называется длиной волны и обозначается греческим буква лямбда (λ). Длина волны связана с частотой по формуле:
скорость волны = длина волны
частота
Чем выше частота, тем короче длина волны. Длина волны измеряется от одной точки на сигнале до соответствующей точки на следующем сигнале. [Рисунок 3] 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.
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 рисунке 5B 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.
Рис. 5. Синфазное и противофазное состояние накладываются 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 обратно 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.

Categories Разное

alexxlab
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Навигация по записям
Previous ReadingLed часы своими руками: Большие светодиодные часы своими руками
Next ReadingУкв чм приемник простой: Самодельный простой однотранзисторный УКВ ЧМ приемник

Рубрики
Прост
Радио
Разное
Своими руками
Советы
Схем
Схемы
Транзист
Транзисторы
Электрон
Электроника

Внимание! Внешний вид товара, комплектация и характеристики могут изменяться производителем без предварительных уведомлений. Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса Российской Федерации. 2024 © Все права защищены.