Среднее значение переменного тока и напряжения.

 

Под средним значением понимается среднее значение синусоидальной величины за половину периода.

Среднее значение синусоидального тока за полупериод равно величине такого постоянного тока, при котором в течение полупериода через поперечное сечение провода проходит то же количество электричества Q, что и при переменном токе.

Среднее значение синусоидального тока за период равно нулю, т.к. в течение первой половины периода электричество проходит через поперечное сечение проводника в одном направлении, а в течение второй половины периода такое же количество электричества проходит в обратном направлении, следовательно, количество электричества, прошедшее через поперечное сечение проводника за период, и среднее за период значение тока, равны нулю.

 

Неразветвленные цепи переменного тока.

 

При рассмотрении процессов в цепях переменного тока необходимо учитывать не только преобразование электрической энергии в тепловую (R), но постоянные изменения электрического и магнитного поля, которые характеризуются емкостью C и индуктивностью L.

Цепь переменного тока с резистивным элементом

 

а) ток и напряжение.

Напряжение на зажимах цепи , найдем силу тока , где - амплитуда тока. Т.е. ток и напряжение совпадают по фазе.

 

 

Векторная диаграмма.

 

 

.

Разделим правую и левую части выражения на

- закон Ома для действующих значений в цепи с резистивным элементом.

 

б) Мгновенная мощность.

Произведение мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока для произвольно выбранного момента времени называется мгновенной мощностью: .

Подставив в формулу выражение тока и напряжения, получим:

Т.е мгновенная мощность равна сумме двух величин: постоянной составляющей и переменной , имеющей амплитуду и изменяющейся с двойной частотой.

 

 

в) активная мощность.

Среднюю за период мощность называют активной, она характеризует среднюю скорость преобразования электрической энергии в тепловую, механическую или другие виды энергии.

В цепи переменного тока активная мощность равна произведению действующего значения тока и напряжения.

 

Переменный ток в цепи с индуктивным элементом.

а) Ток и напряжение.

В цепи с индуктивностью напряжение и ток изменяются синусоидально, но напряжение опережает ток.

 

Напряжение в цепи с индуктивностью опережает ток на 90⁰. ЭДС самоиндукции отстает от тока по фазе на 90⁰, т.е. при увеличении тока ЭДС самоиндукции направлена навстречу току, а при уменьшении имеет одинаковое с ним направление.

Закон Ома для действующих значений .

Величина называется индуктивным сопротивлением .

Величина индуктивного сопротивления увеличивается с ростом частоты.

б) Мгновенная мощность.

,

т.е. мгновенная мощность изменяется синусоидально, но с двойной частотой (энергия в первую четверть периода накапливается в катушке, а во вторую четверть отдается в цепь).

В цепи с индуктивностью происходит только периодический обмен энергией между генератором и магнитным полем цепи без преобразования электрической энергии в тепловую, механическую или другие виды энергии.

Средняя мощность такой цепи равна нулю.

в) Реактивная мощность .

 

Переменный ток цепи с емкостью.

 

 

а) Ток и напряжение.

(т.к. или )

или

Т.е. ток изменяется по синусоидальному закону и опережает по фазе напряжение на зажимах цепи на . Амплитуда его .

Разделим правую и левую части выражения на получим: или - закон Ома для цепи с емкостью.

Величина - называется емкостным сопротивлением , т.е. с уменьшением частоты емкостное сопротивление увеличивается.

В случае f=0 (постоянное напряжение), ток через конденсатор не проходит.

б) Мгновенная мощность.

В первую четверть периода емкость накапливает энергию в виде электрического поля, а во вторую четверть отдает ее обратно в цепь.

Цепь с емкостью активной мощностью не обладает. (Р=0).

в) Ее характеризуют реактивной мощностью, которая характеризует величину обменной энергии между генератором и конденсатором.

- реактивная мощность конденсатора.

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Ранняя философия древнегреческого Востока и Запада
2. АЗП – автомат защиты от перенапряжения.
3. Анализ проектов с различающимися по величине денежными потоками
4. Асинхронный двигатель переменного тока
5. В процессе измерения не следует прикасаться к соединительным проводам, клеммам и элементам испытуемой цепи для исключения протекания тока через тело работающего с прибором.
6. В работе ставится цель - изучить влияние переменного параметра в одной из параллельных ветвей на величины и фазы токов ветвей и источника питания.
7. В то же время, при освещении и нагревании пластины из германия или кремния, сила тока в цепи возрастает (т.е. сопротивление уменьшается).
8. Влияние продолжительности прохождения тока на исход поражения
9. Выбор выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения, расчёт конструкции сборных шин и связей между элементами РУ и оборудованием на напряжении 110 кВ
10. Выбор реле защиты от недопустимого тока возбуждения
11. Выбор тока срабатывания защиты
12. ВЫБОР ТОКА СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТЫ