20 Билет. Основные закономерности цепей переменного тока. Техническое использование переменного тока.

Электрический ток, упорядоченное (направленное) движение электрически заряженных частиц или заряженных макроскопических тел. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц; если ток создаётся отрицательно заряженными частицами (например, электронами), то направление тока считают противоположным направлению движения частиц.

Переменный ток, в широком смысле электрический ток, изменяющийся во времени. Обычно в технике под П. т. понимают периодический ток, в котором среднее значение за период силы тока и напряжения равно нулю. Переменный ток получают, используя явление электромагнитной индукции, при котором в проводнике, пересекающем магнитное поле, возникает электродвижущая сила. Основные пар-ры пер.тока:период,частота,амплитуда, действующ.зн-ие. Э.д.с, переменного тока определяется выражением: E=Em*sin(wt+фи), где E_m, - максимальное или амплитудное значение э.д.с., w= 2Пf - круго­вая частота, f == 1/T - частота изменения направления тока в секунду, Т - период колебания, - фаза относительно некоторого начального момента времени. I=Im*sin(wt+фи i) (для тока), U=Um*sin(wt+фи u). Различают мгновенное и действующее значения напряжения и тока, имеющие соотношение: Id=Im/sqr(2).Мощность в цели переменного тока равна (Em*im/2)*cos(фи), где E_m, и I_m - амплитудные значения напряжения и тока в электрической цепи, фи- сдвиг фазы между ними. Любой проводник электрической цепи обладает тремя видами сопротивления:- активным - R = U/I; реактивным индуктивным - Х_L, = L; и реактивным емкостным Хс = 1/ С.В активном сопротивлении ток и напряжение совпадают по фазе, в индуктивном ток отстает по фазе на 90^о, в емкостном - опережает по фазе на 90^о. Поэтому общее сопротивление цепи, в которой имеются сопротивление (резистор), индуктивность и емкость, будет определяться выражением: Z=sqr(R^2+(wL – 1/wC)^2) При равенстве L= 1/ С в цепи наступает резонанс. Для передачи и распределения электрической энергии преимущественно используется П. т. благодаря простоте трансформации его напряжения почти без потерь мощности. Широко применяются трёхфазные системы П. т. Генераторы и двигатели П. т. по сравнению с машинами постоянного тока при равной мощности меньше по габаритам, проще по устройству, надёжнее и дешевле. П. т. может быть выпрямлен, например полупроводниковыми выпрямителями, а затем с помощью полупроводниковых инверторов преобразован вновь в П. т. другой, регулируемой частоты; это создаёт возможность использовать простые и дешёвые безколлекторные двигатели П. т. (асинхронные и синхронные) для всех видов электроприводов, требующих плавного регулирования скорости.П. т. широко применяется в устройствах связи (радио, телевидение, проволочная телефония на дальние расстояния и т. п.).

РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ

Последовательный резонанс, - резонанс в электрич. цепи из соединённых последовательно катушки индуктивности и конденсатора. На резонансной частоте сопротивление реактивное такой цепи равно нулю, и ток в ней по фазе совпадает с приложенным напряжением. При Р. н. напряжения на ёмкостном и индуктивном элементах могут быть гораздо больше эдс источника. Р. н. используют, напр., для повышения напряжения в импульсных цепях.

РЕЗОНАНС ТОКОВ

Параллельный резонанс, - резонанс в электрич. цепи из катушки индуктивности и конденсатора, соединённых параллельно относительно источника перем. тока. При Р. т. алгебр, сумма реактивных проводимостей ветвей равна нулю и общий ток цепи совпадает по фазе с прилож. напряжением. Р. т. используют для улучшения коэфф. мощности электрич. установок, в радиоприёмных устройствах и т. д.