Физическая энциклопедия - переменный ток

1). Важной хар-кой П. т. явл. его частота f число периодов в 1 с: f=1/T. В СССР стандартная техн. частота f=50 Гц. Рис. 1. График периодич. перем. тока i(t). Для передачи и распределения электрич. энергии преим. используется П. т. (благодаря простоте трансформации его напряжения почти без потерь мощности). П. т. может быть выпрямлен, напр. ПП выпрямителем, а затем с помощью ПП инверторов преобразован вновь в П.

т. другой, регулируемой частоты; это создаёт возможность использовать простые и дешёвые двигатели П. т. (асинхронные и синхронные) для электроприводов, требующих плавного регулирования скорости. Генераторы и двигатели П. т. по сравнению с машинами постоянного тока при равной мощности проще по устройству, дешевле и надёжнее. Для хар-ки силы П.

т. за основу принято сопоставление ср. теплового действия П. т. с тепловым действием пост. тока соответствующей силы. Полученное таким путём значение силы I П. т. наз. действующим (или эффективным) значением, математически представляющим среднеквадратичное за период значение силы тока. Аналогично определяется и действующее значение напряжения U П.

фаза (рис. 2). Рис. 2. Графики напряжения U и тока i в цепи перем. тока при сдвиге фаз j. Действующие значения такого П. т. равны: I=Im?2»0,707 1m, U=Uт/?2»0,707Um. Для синусоидальных токов, удовлетворяющих условиям квазистационарности (см. КВАЗИСТАЦИОНАРНЫЙ ТОК); в дальнейшем будут рассматриваться только такие токи), справедлив Ома закон (закон Ома в дифф.

е. j=p/2 (рис. 4). Действующее значение eL равно: ?L=IwL=IxL, где xL=wL индуктивное сопротивление цепи. Закон Ома для такой цепи имеет вид: I=U/XL=U/wL. Рис. 4. Схема цепи и графики напряжения U и тока i в цепи, содержащей только индуктивность L. При напряжении и на конденсаторе ёмкости С заряд на его обкладках будет равен q=Cu. Периодические изменения и вызывают периодическое изменение q, и возникает ёмкостный ток: i=dq/dt=C•du/dt=wCUmXcos(wt+b)=wCUmsin(wt+b+p/2).

т. Рис. 5. Схема цепи и графики напряжения U и тока i в цепи, содержащей только ёмкость С. Соответственно закон Ома имеет вид: I=U/z= U/?(r2+(wL-1/wC)2), а сдвиг фаз между током и напряжением определяется отношением реактивного сопротивления к активному: tgj=x/r. В такой цепи при совпадении частоты вынужденных колебаний, создаваемых источником П.

Если среднее за период значение тока не равно нулю, то он содержит постоянную составляющую. Для анализа процессов в цепях несинусоидального тока его представляют в виде суммы простых гармонич. составляющих, частоты к-рых равны целым кратным числам осн. частоты: i=I0+Ilmsin(wt+a1)+I2mXsin(2wt +a2)+...+Ikmsin(kwt+ak). Здесь I0 постоянная составляющая тока, I1msin(wt+a1) первая гармонич.