Single phase alternating current

Pagkuha ng alternating current

Kung ang wire A ay pinaikot sa magnetic flux na nabuo ng dalawang pole ng magnet sa clockwise na direksyon (Fig. 1), pagkatapos ay kapag ang wire ay tumatawid sa mga linya ng magnetic field, ito ay magbuod ng e. d. s na ang halaga ay tinutukoy ng expression

E = Blvsinα,

kung saan ang B ay ang magnetic induction sa T, l ay ang haba ng wire sa m, v ay ang bilis ng wire sa m / s, α - ang anggulo kung saan ang wire ay tumatawid sa mga linya ng magnetic field.

Hayaang manatiling pare-pareho ang B, I at v para sa kasong ito, pagkatapos ay ang sapilitan na e. atbp. c. ay depende lamang sa anggulo α kung saan ang wire ay tumatawid sa magnetic field. Kaya, sa punto 1, kapag ang wire ay gumagalaw kasama ang mga linya ng magnetic field, ang halaga ng sapilitan na emf. atbp. magiging zero ang p kapag lumipat ang wire sa point 3 oe. atbp. v. ay magiging pinakamahalaga, dahil ang mga linya ng puwersa ay tatawid ng konduktor sa direksyon na patayo sa kanila, at sa wakas, hal. atbp. v. ay muling aabot sa zero kung ang wire ay ililipat sa point 5.

kanin. 1. Pagbabago ng sapilitan e. atbp. pp. sa isang wire na umiikot sa isang magnetic field

Sa mga intermediate na punto 2 at 4, kung saan ang wire ay tumatawid sa mga linya ng puwersa sa isang anggulo α = 45 °, ang halaga ng sapilitan na emf. atbp. c. ay magiging katumbas na mas mababa kaysa sa punto 3. Kaya, kapag ang wire ay nakabukas mula sa punto 1 hanggang sa punto 5, iyon ay, sa pamamagitan ng 180 °, ang sapilitan e. atbp. v. nagbabago mula sa zero hanggang sa maximum at pabalik sa zero.

Ito ay lubos na halata na sa isang karagdagang pag-ikot ng wire A sa pamamagitan ng isang anggulo ng 180 ° (sa pamamagitan ng mga puntos 6, 7, 8 at 1), ang likas na katangian ng pagbabago sa sapilitan e. atbp. p. ay magiging pareho, ngunit ang direksyon nito ay magbabago sa kabaligtaran, dahil ang wire ay tatawid sa mga linya ng magnetic field na nasa ilalim na ng kabilang poste, na katumbas ng pagtawid sa kanila sa kabaligtaran ng unang direksyon.

Samakatuwid, kapag ang wire ay pinaikot 360 °, ang sapilitan e. atbp. v. hindi lamang nagbabago sa magnitude sa lahat ng oras, ngunit binabago rin ang direksyon nito nang dalawang beses.

Kung ang kawad ay sarado sa ilang pagtutol, lilitaw ang kawad kuryente, iba-iba rin ang laki at direksyon.

Ang electric current, na patuloy na nagbabago sa magnitude at direksyon, ay tinatawag na alternating current.

Ano ang sine wave?

Ang katangian ng pagbabago e. atbp. (kasalukuyan) para sa isang pagliko ng wire para sa higit na kalinawan, ang mga ito ay graphic na kinakatawan gamit ang isang curve. Dahil ang halaga ng e. atbp. c. proporsyonal sa sinα, kung gayon, kapag nagtakda ng ilang mga anggulo, posible, sa tulong ng mga talahanayan, upang matukoy ang halaga ng sine ng bawat anggulo, at sa naaangkop na sukat upang makabuo ng isang kurba para sa pagbabago ng e. atbp. c. Upang gawin ito, sa pahalang na axis ay isasantabi namin ang mga anggulo ng pag-ikot ng wire, at sa vertical axis, sa naaangkop na sukat, ang sapilitan na e. atbp. kasama

Kung dati ay ipinahiwatig sa fig.1 ikonekta ang mga puntos na may isang makinis na hubog na linya, pagkatapos ay magbibigay ito ng ideya ng laki at likas na katangian ng pagbabago sa sapilitan e. atbp. (kasalukuyan) sa anumang posisyon ng konduktor sa isang magnetic field. Dahil sa ang katunayan na ang halaga ng sapilitan e. atbp. p. sa anumang sandali ay tinutukoy ng sine ng anggulo kung saan ang wire ay tumatawid sa magnetic field na ipinapakita sa fig. Ang 1 curve ay tinatawag na sinusoid, at e. atbp. s. - sinusoidal.

kanin. 2. Ang sinusoid at ang mga katangiang halaga nito

Ang mga pagbabagong tinitignan natin e. atbp. c. sinusoidally tumutugma sa pag-ikot ng wire sa isang magnetic field sa isang anggulo ng 360 °. Kapag ang wire ay pinaikot sa susunod na 360 °, ang mga pagbabago sa sapilitan e. atbp. s.(at kasalukuyang) ay lilitaw muli sa isang sine wave, iyon ay, paulit-ulit ang mga ito sa pana-panahon.

Alinsunod dito, dulot nito e. atbp. c. ay tinatawag na electric current sinusoidal alternating current... Halatang halata na ang boltahe na masusukat namin sa dulo ng wire A, sa pagkakaroon ng closed external circuit, ay magbabago din sa sinusoidal na paraan.

Ang alternating current na nakuha sa pamamagitan ng pag-ikot ng wire sa isang magnetic flux o isang sistema ng mga wire na konektado sa isang coil ay tinatawag na single-phase alternating current.

Ang sinusoidal alternating currents ay ang pinakamalawak na ginagamit sa teknolohiya. Gayunpaman, maaari kang makahanap ng mga alternating current na hindi nagbabago ayon sa batas ng sine. Ang ganitong mga alternating current ay tinatawag na non-sinusoidal.

Tingnan din: Ano ang alternating current at paano ito naiiba sa direct current

Amplitude, period, frequency ng single-phase alternating current

Kasalukuyang lakas, nagbabago sa isang sinusoid, patuloy na nagbabago. Kaya, kung sa punto A (Larawan 2) ang kasalukuyang ay katumbas ng 3a, pagkatapos ay sa punto B ito ay magiging mas malaki.Sa ibang punto sa sinusoid, halimbawa sa punto C, ang kasalukuyang ay magkakaroon na ngayon ng bagong halaga, at iba pa.

Ang lakas ng kasalukuyang sa ilang mga oras kapag nagbabago ito kasama ang isang sinusoid ay tinatawag na instantaneous current values.

Ang pinakamalaking agarang halaga ng isang single-phase alternating current ay tinatawag kapag ito ay nagbabago kasama ng isang sinusoidal amplitude... Madaling makita na para sa isang pagliko ng wire ang kasalukuyang umabot sa halaga ng amplitude nito nang dalawang beses. Ang isa sa mga halaga ng aa 'ay positibo at iginuhit mula sa 001 axis at ang isa pang bv' ay negatibo at iginuhit pababa mula sa axis.

Ang panahon kung kailan ang sapilitan e. atbp. (o ang kasalukuyang puwersa) ay dumadaan sa buong cycle ng mga pagbabago, ang tinatawag na buwanang cycle T (Fig. 2). Ang panahon ay karaniwang sinusukat sa mga segundo.

Ang reciprocal ng panahon ay tinatawag na frequency (f). Sa ibang salita, dalas ng alternating kasalukuyang ay ang bilang ng mga yugto sa bawat yunit ng oras, i.e. sa secondsdoo. Kaya, halimbawa, kung ang isang alternating current sa loob ng 1 segundo ay ipinapalagay ang parehong mga halaga at direksyon ng sampung beses, kung gayon ang dalas ng naturang alternating current ay magiging 10 mga panahon bawat segundo.

Upang sukatin ang dalas, sa halip na ang bilang ng mga tuldok bawat segundo, isang yunit na tinatawag na hertz (hertz) ang ginagamit. Ang dalas ng 1 hertz ay katumbas ng dalas ng 1 lps / seg. Kapag nagsusukat ng mataas na frequency, mas maginhawang gumamit ng unit na 1000 beses na mas malaki kaysa sa hertz, i.e. kilohertz (kHz), o 1,000,000 beses na mas malaki kaysa sa hertz — megahertz (mhz).

Ang mga alternating current na ginagamit sa teknolohiya, depende sa frequency, ay maaaring hatiin sa low-frequency currents at high-frequency currents.

Halaga ng AC rms

Pinapainit ito ng direktang kasalukuyang dumadaan sa wire. Kung magpapatakbo ka ng alternating current sa pamamagitan ng wire, mag-iinit din ang wire.Ito ay naiintindihan, dahil kahit na ang alternating current ay nagbabago ng direksyon nito sa lahat ng oras, ang paglabas ng init ay hindi nakasalalay sa lahat sa direksyon ng kasalukuyang sa wire.

Kapag ang alternating current ay dumaan sa isang bumbilya, ang filament nito ay magliliwanag. Sa isang karaniwang dalas ng alternating current na 50 Hz, hindi magkakaroon ng pagkutitap ng ilaw, dahil ang filament ng incandescent na bombilya, na may thermal inertia, ay walang oras upang lumamig sa mga oras na ang kasalukuyang sa circuit ay zero. Ang paggamit ng alternating current na may dalas na mas mababa sa 50 Hz para sa pag-iilaw ay hindi kanais-nais na ngayon dahil sa ang katunayan na ang hindi kasiya-siya, nakakapagod na mata na pagbabagu-bago sa intensity ng bombilya ay lumilitaw.

Sa pagpapatuloy ng direktang kasalukuyang pagkakatulad, maaari nating asahan na ang isang alternating current na dumadaloy sa isang wire ay lumilikha sa paligid nito magnetic field. Sa totoo lang ang nAlternating current ay hindi lumilikha ng magnetic field, ngunit dahil ang magnetic field na nilikha nito ay magiging variable din sa direksyon at magnitude.

Ang isang alternating current ay nagbabago sa lahat ng oras sa parehong magnitude at direksyonNS. Naturally, ang tanong ay lumitaw kung paano sukatin nang mabuti ang variable T, at kung ano ang halaga nito kapag nagbabago kasama ang isang sinusoid ay dapat kunin bilang sanhi ng ito o ang pagkilos na iyon.

C Para sa layuning ito, ang alternating current ay inihahambing sa mga tuntunin ng pagkilos na ginagawa nito sa direktang kasalukuyang, ang halaga nito ay nananatiling hindi nagbabago sa panahon ng eksperimento.

Ipagpalagay na ang isang direktang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng isang wire ng pare-pareho ang pagtutol 10 A at ito ay natagpuan na ang wire ay pinainit sa isang temperatura ng 50 °.Kung ngayon ay dumaan tayo sa parehong kawad hindi isang direktang kasalukuyang, ngunit isang alternating kasalukuyang, at sa gayon pipiliin natin ang halaga nito (kumikilos, halimbawa, gamit ang isang rheostat) upang ang kawad ay pinainit din sa temperatura na 50 °, pagkatapos ay sa sa kasong ito maaari nating sabihin na ang pagkilos ng alternating current ay katumbas ng pagkilos ng direktang kasalukuyang.

Ang pag-init ng wire sa parehong mga kaso sa parehong temperatura ay nagpapakita na sa isang yunit ng oras ang alternating current ay nagbibigay sa wire ng parehong dami ng init gaya ng direktang kasalukuyang.

Isang alternating sinusoidal current na naglalabas para sa isang partikular na paglaban sa bawat yunit ng oras ng parehong halaga ng init bilang isang direktang kasalukuyang katumbas ng magnitude sa isang direktang kasalukuyang... Ang kasalukuyang halaga na ito ay tinatawag na epektibo (Id) o epektibong halaga ng alternating current .. Samakatuwid, para sa aming halimbawa, ang epektibong halaga ng alternating current ay magiging 10 A... Sa kasong ito, ang maximum (peak) na kasalukuyang mga halaga ay lalampas sa average na mga halaga sa magnitude.

Ipinapakita ng karanasan at mga kalkulasyon na ang mga epektibong halaga ng alternating current ay mas maliit kaysa sa mga halaga ng amplitude nito sa √2 (1.41) na beses. Samakatuwid, kung ang pinakamataas na halaga ng kasalukuyang ay kilala, kung gayon ang epektibong halaga ng kasalukuyang Id ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng paghati sa amplitude ng kasalukuyang Ia sa pamamagitan ng √2, ibig sabihin, Id = Aza/√2

Sa kabaligtaran, kung ang halaga ng rms ng kasalukuyang ay kilala, kung gayon ang pinakamataas na halaga ng kasalukuyang ay maaaring kalkulahin, ibig sabihin, Ia = Azd√2

Ang parehong mga ugnayan ay gaganapin para sa amplitude at ang mga halaga ng rms ng e. atbp. v. at mga boltahe: Yunit = Ea /√2, Ud = Uа/√2

Ang mga aparatong pagsukat ay kadalasang nagpapakita ng aktwal na mga halaga, samakatuwid, kapag ang notasyon, ang index na «d» ay karaniwang tinanggal, ngunit hindi mo dapat kalimutan ang tungkol dito.

Impedance sa AC circuits

Kapag ang mga consumer ng inductance at capacitance ay konektado sa AC circuit, ang parehong aktibo at reactance ay dapat isaalang-alang (ang reactance ay nangyayari kapag ang isang capacitor ay naka-on o sumasakal sa isang AC circuit). Samakatuwid, kapag tinutukoy ang kasalukuyang dumadaan sa naturang consumer, kinakailangan upang hatiin ang supply boltahe sa pamamagitan ng impedance ng circuit (consumer).

Ang impedance (Z) ng isang single-phase AC circuit ay tinutukoy ng sumusunod na formula:

Z = √(R2 + (ωL — 1 / ωC)2

kung saan ang R ay ang aktibong paglaban ng circuit sa ohms, L ay ang inductance ng circuit sa henries, C ay ang capacitance ng circuit (capacitor) sa farads, ω - angular frequency ng alternating current.

Ang iba't ibang mga mamimili ay ginagamit sa mga alternating kasalukuyang circuit kung saan kinakailangang isaalang-alang ang alinman sa tatlong halaga ng R, L, C o ilan lamang sa mga ito. Kasabay nito, dapat isaalang-alang ang angular frequency ng alternating current.

Para sa ilang user, ang mga value lang ng R at L ang maaaring isaalang-alang sa mga katumbas na value ng frequency ng sulok. Halimbawa, sa AC frequency na 50 Hz solenoid coil o ang generator winding ay maaari lamang ituring na naglalaman ng active at inductive resistance. Sa madaling salita, ang kapasidad sa kasong ito ay maaaring mapabayaan. Pagkatapos ang AC impedance ng naturang user ay maaaring kalkulahin ng formula:

Z = √(R2 + ω2L2)

Kung ang naturang coil o coil na idinisenyo para sa alternating current operation ay konektado sa isang direktang kasalukuyang ng parehong boltahe, isang napakalaking kasalukuyang ang dadaloy sa coil, na maaaring humantong sa makabuluhang pagbuo ng init, at ang pagkakabukod ng coil ay maaaring masira Sa kabaligtaran, ang isang maliit na agos ay dadaloy sa isang coil na idinisenyo upang gumana sa isang direktang kasalukuyang circuit at konektado sa isang alternating kasalukuyang circuit ng parehong boltahe, at ang aparato kung saan ginagamit ang coil na ito ay hindi gagawa ng kinakailangang aksyon.

Tatsulok ng paglaban, tatsulok ng boltahe at tatsulok ng kapangyarihan: