3.Среднее и действующее значение переменного синусоидального тока

Среднее значение переменной синусоидальной величины за период равно, нулю. Поэтому, когда говорят о среднем значении синусоидальной величины, имеют в виду среднее значение за пол­периода. На рис. 133 изображена кривая изменения переменного тока за полпериода.

 

Зависимость между средним и амплитудным значениями переменного синусоидального тока: Зависимость существует между средними и амплитудными значениями напряжения и э. д. с м

Отношение действующего значения переменной величины к ее среднему значению называется коэффициентом фор­мы кривой и обозначается буквой   K_ф.

Для синусоидальных величин этот коэффициент равен

Отношение амплитудного значения переменной величины к ее действующему значению называется коэффициентом амп­литуды   и обозначается буквой Kа.

Для синусоидальных величин этот коэффициент

Действующее (эффективное) значение переменного тока численно равно эквивалентной по тепловому действию силе постоянного тока, то есть такому току, который за то же время, на том де сопротивлении выделит такое же количество тепла, что ипеременный ток одинаковой силы.

В цепи постоянного тока на сопротивлении R за время Т при силе тока I выделяется количество теплоты Q=I²RT (1)

  Действующее значение переменного тока есть среднеквадратичное за период значения переменного тока.

4.Получение переменного тока

Долгое время переменный ток не находил своего применения. Русский электротехник Павел Николаевич Яблочков (1847-1894) был инициатором внедрения переменного тока в систему электрического освещения. В Париже он сконструировал промышленный образец электрической лампы,а также создал и внедрил систему электрического освещения на однофазном переменном токе, разработал способ "дробления света посредством индукции катушек. Современные промышленные параметры напряжения и частоты переменного тока (230В/50 Гц и 120В/60 Гц) были выбраны не сразу. Вначале рассматривался переменный ток с напряжением от 100 до 250В и с частотой от 25 Гц до 133 Гц. Изобретатель Никола Тесла, предложил использовать ток с частотой 60 Гц.В Переменный ток получают при помощи генераторов, работа которых основана на явлении электромагнитной индукции. Электрические машины ,превращающие механическую энергию в электрическую с помощью электромагнитной индукции,называются индукционными генераторами. Для превращения механической энергии в электрическую необходимо магнитное поле и движущийся относительно него замкнутый проводник. Поскольку провода у потребителей неподвижны, то при использовании энергии генератора необходимо соединить неподвижные провода потребителя с движущимися проводниками генератора. Главные части генератора переменного тока:

.электромагнит, создающий магнитное поле и называемый индуктором; . проводник ,в котором индуцируется ЭДС, называемый якорем; .щетки и кольца,с помощью которых осуществляется скользящий контакт между неподвижными проводами и вращающимся якорем. При вращении проволочной рамки (якоря) между полюсами магнитов в ней возникает переменный ток. Поскольку для получения ЭДС индукции важно относительное движение магнитного поля и проводника, целесообразно делать якорь неподвижным (статор),а электромагнит-вращающимся (ротор),т.к. ток в электромагните во много раз меньше, чем в якоре. В этом случае скользящий контакт необходим для питания током ротора,а потребитель соединяется с генератором без скользящего контакта. Такое устройство уменьшает потери энергии и делает генератор более надежным в работе,т.к. уменьшает искрение и обгорание щеток. Если на роторе будет одна пара полюсов ,то для получения стандартной частоты он должен делать 50 об/с, т.е. вращаться с очень большой угловой скоростью (турбогенераторы).При наличии у ротора двух пар полюсов, скорость его вращения должна быть 25 об/с.В этом случае круговая частота переменного тока будет в два раза больше угловой скорости вращения ротора .Таким образом,для получения стандартной частоты скорость вращения ротора генератора должна быть тем меньше, чем больше число пар полюсов у индуктора. Многополюсные генераторы устанавливают на гидростанциях (гидрогенераторы).