Вынужденные электромагнитные колебания. Работа и устройство генератора переменного тока. Активное сопротивление в цепи переменного тока.

Вынужденные электромагнитные колебания.  Переменный ток.

Вынужденными электромагнитными колебаниями наз. незатухающие колебания заряда, напряжения, силы тока, вызванные периодически изменяющейся синусоидальной эдс. периодически изменяющейся синусоидальной эдс

Вынужденными электромагнитными колебаниями

Синусоидальная эдс возникает при вращении рамки с угловой скоростью ω в стационарном магнитном поле с индукцией B. Согласно закону электромагнитной индукции
Синусоидальная эдс возникает при вращении рамки с угловой скоростью w в стационарном магнитном поле с индукцией B. Согласно закону электромагнитной индукции

Вынужденные электромагнитные колебания

Т.о., если цепь замкнута, то возникает индукционный ток, который непрерывно меняется по модулю, а каждые полпериода – по направлению.

В России промышленная частота переменного тока – 50 Гц.

ν = 50 Гц

Работа и устройство генератора переменного тока.

Работа основана на явлении электромагнитной индукции.

 

Устройство

  1. Обмотка статора с большим числом витков, размещенных в его пазах. В ней наводится ЭДС.
  2. Станина, внутри которой размещены статор и ротор.
  3. Ротор (вращающаяся часть генератора) создает магнитное поле от электромашины постоянного тока. Может иметь n пар полюсов.
  4. Статор состоит из отдельных пластин для уменьшения нагрева от вихревых токов. Пластины — изэлектротехнической стали.
  5. Клеммный щиток на корпусе станины для снятия напряжения.

При равномерном вращении ротора в обмотках статора наводится ЭДС:

При равномерном вращении ротора в обмотках статора наводится ЭДС, где N - число витков обмотки статора.

Частота ЭДС равна: ν=np, где р - число пар полюсов, а n - число оборотов ротора в секунду.  На гидроэлектростанциях в генераторе число пар полюсов равно 40 - 50, а на тепловых - 10 -16.

Вырабатываемое напряжение в промышленных генераторах 103 - 104В.

1. Обмотка статора с большим числом витков, размещенных в его пазах. В ней наводится ЭДС. 2. Станина, внутри которой размещены статор и ротор. 3. Ротор (вращающаяся часть генератора) создает магнитное поле от электромашины постоянного тока. Может иметь n пар полюсов. 4. Статор состоит из отдельных пластин для уменьшения нагрева от вихревых токов. Пластины — из электротехнической стали. 5. Клеммный щиток на корпусе станины для снятия напряжения.

Активное сопротивление в цепи переменного тока.

 

Активное сопротивление

Электрические устройства, преобразующие электрическую энергию во внутреннюю, называютсяактивными сопротивлениями. Активное сопротивление  Активное сопротивление, где ρ - удельное сопротивление.

Активное сопротивление в цепи переменного тока

Высокоомные провода, спирали нагревательных приборов, резисторы — активные сопротивления.

Мгновенное значение напряжения меняется по гармоническому закону Мгновенное значение напряжения.

Мгновенное значение силы, тока пропорционально мгновенному значению напряжения и совпадает по фазе:

Мгновенное значение силы

Колебания тока и напряжения в цепи с активной нагрузкой совпадают по фазе.

Мгновенное значение напряжения. Мгновенное значение силы.

Об электрическом токе мы можем судить по его действиям. Одним из основных действий тока является тепловое. Мгновенное значение тепловой мощности равно:

Мгновенное значение тепловой мощности

Среднее значение мощности за период в цепи переменного тока равно:

Среднее значение мощности за период в цепи переменного тока равно , следовательно, Среднее значение мощности за период в цепи переменного тока равно.  

Среднее значение мощности за период в цепи переменного тока равно

Величина, равная квадратному корню из среднего значения квадрата мгновенного тока, называется действующим значением силы переменного токадействующим значением силы переменного тока.

 

Действующее значение переменного тока равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике то же количество теплоты, что и переменный ток за то же время.

действующим значением силы переменного тока

Действующее значение переменного напряжения опреде­лятся аналогично действующему значению силы тока: Действующее значение переменного напряжения. Например, в осветительной сети Uд=220В.

Действующее значение переменного напряжения

Uд=220В.

Umax ≈ 311 В

Закон Ома для цепи с активным сопротивлением выполняется.

 

Теги: