Синусоидальный ток, его мгновенное и амплитудное значения. Период, частота, циклическая частота, фаза, начальная фаза.

ОДНОФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Основные понятия

Для получения, передачи и распределения электрической энергии применяются в основном устройства переменного тока генераторы, трансформаторы, линии электропередачи и распределительные цепи переменного тока.

Постоянный ток, необходимый в некоторых областях народного хозяйства (транспорт, связь, электрохимия и др) получают выпрямлением переменного тока.

Переменным электрическим током называют ток, периодически изменяющийся по величине и направлению.

Основное достоинство переменного тока заключается в возмож­ности трансформировать напряжение. Кроме того, электрические машины переменного тока надежней в работе, проще по устрой­ству и эксплуатации.

Говоря о переменном токе, обычно имеют в виду синусоидаль­ный переменный ток, т. е. ток, изменяющийся по синусоидально­му закону. При синусоидальном токе ЭДС электромагнитной индукции, самоиндукции и взаимоиндукции изменяются по сину­соидальному закону.

Синусоидальный переменный ток проходит в замкнутой линей­ной электрической цепи под действием синусоидальной ЭДС

Рассмотрим получение синусоидальной ЭДС. Если в однород­ном магнитном поле с индукцией В равномерно со скоростью V вращается рамка (рис. 10.1), то в каждой активной стороне этой рамки длиной l индуктируется ЭДС электромагнитной индук­ции, которая согласно (9.3) будет равна

где ά - угол, под которым активный проводник рамки пересекает магнитное поле (угол между В и V), или угол поворота рамки от­носительно нейтральной плоскости NN', как углы со взаимно перпендикулярными сторонами.

Плоскость NN' называется нейтральной, т.к. ЭДС в рамке, расположенной в этой плоскости, равна нулю (ά = 0, следователь­но, sin ά = 0).

Так как BVl - величина постоянная по условию, то е пропорциональна sin ά, т. е. ЭДС в этой рамке, при вращении ее вокруг оси ОО' изменяется по синусоидальному закону. Если к этой рамке подключить нагрузку (потребитель), то в замкнутой цепи (рис. 10.1) пойдет ток, который, как и ЭДС, изменяется по синусоидальному закону. Поэтому такой ток и называется синусоидальным.

Синусоидальная ЭДС е=.f(ά) изображена на графике рис. 10.2. Этот график принято называть «волновая диаграмма». (Если изменяющаяся величина изображена в зависимости от времени

е = f(t), то ее называют «временная диаграмма ».) На этой диаграмме синусоида ограничивает величины ЭДС (ординаты) при раз личных углах поворота рамки относительно нейтральной плоско сти NN'. Как видно, синусоидальная ЭДС изменяется по величине и направлению.