Mi váltóáram, és miben különbözik a DC

Váltakozó áram. ellentétben DC. folyamatosan változik mind nagyságát és irányát, és ezek a változások történnek rendszeresen, azaz a. e. pontosan rendszeres időközönként megismételve.

Okoz egy ilyen áram az áramkörben használ váltóáram erőforrást tartalmaz, amely váltakozó elektromotoros erő periodikusan változó nagyságát és irányát. Ilyen források nevezik generátorok.

Ábra. Az 1. ábra egy vázlatos diagram, (modell) a legegyszerűbb generátor.

Egy téglalap alakú keret készült réz drót, és rögzítve van a tengelyre útján szíjhajtás forog a mágneses mezőben. A végén a keret vannak forrasztással réz csúszógyűrűk, amelyek, együtt forgó keretben, csúsztassa az érintkezőlemez (kefék).

1. ábra A legegyszerűbb program generátor

Bizonyosodjunk meg róla, hogy ez a készülék valóban egy forrás változó EMF.

Tegyük fel, hogy a mágnes teremt pólusai között homogén mágneses mezőben. t. e., amelyben a sűrűsége a mágneses erővonalak bármely részén ugyanazon a területen. fonókerethez keresztezi a mágneses erővonalak, és mindegyik oldalán a és b indukált elektromotoros erő.

A felek ugyanabban a keretben, és g - azon kívül, mivel a forgó keret, nem átlépni a mágneses erővonalak, és ezért nem vesz részt a létrehozásában EMF.

Bármely adott időpontban EMF fordul elő, hogy egy oldalsó, szemben az elektromotoros erő felmerülő b-oldalon, de a keret, mind a szerint működnek EMF és EMF obshuyu Összefoglalva, azaz. E. A teljes keret indukálható.

Ez könnyen látható, ha használják, hogy meghatározzák az irányt a EMF ismerjük jobbkéz-szabályt.

Ehhez helyezze a tenyér a jobb kezét, hogy ő volt, szemben az északi pólus a mágnes, és egy nagy hajlított ujj egybeesik a mozgásának iránya az oldalán a keret, amelyben meg akarjuk határozni az irányt a EMF. Ezután az irányt a EMF akkor ujjal kinyújtott kezét.

Mert mi lenne a rendelkezéseinek hatálya alá, nincs határozott iránya EMF az oldalukon az A és B, mindig add fel, hogy közös feszültség a keretben. Így minden egyes forgásirány a keret teljes EMF változásait, hogy fordított, hiszen minden egyes üzemi oldalkeretek fordulatonként alatt tartott a különböző pólusai a mágnes.

A nagysága az EMF indukált a keretben is megváltozik, mert változik a sebesség, amellyel a oldalán a keret át mágneses erővonalak. Sőt, amikor a keret jön álló helyzetbe, és átadja azt az elektromos vezetékek átlépte a sebesség a keret a legnagyobb és legmagasabb keret indukál EMF. Azokban az időkben, amikor a keret halad vízszintes helyzetbe, az oldalán, ahogy csúszik végig a mágneses erővonalak nem keresztezik őket, és nem EMF indukálja.

Így, egységes forgásnak kerettel lesz iktatták elektromotoros erő periodikusan változó nagyságát és irányát.

EMF előforduló egy keretben, az eszköz lehet mérni, és használni, hogy áramot hozzon létre egy külső áramkörben.

A jelenség az elektromágneses indukció. Akkor kap egy változó EMF ezért váltóáram.

Váltakozó áram ipari célokra és megvilágítására generált hatalmas generátorok, forgómeghajtását gőz vagy víz turbinákat és a belsőégésű motorok.

Grafikus ábrázolása egyen- és váltakozó áram

Grafikus módszer lehetővé teszi, hogy megjelenítsék a változási folyamat egy adott változót az idő függvényében.

Felrajzolása változók idővel változnak, kezdődik az építkezés két merőleges vonal, az úgynevezett tengelye a grafikon. Ezután a vízszintes tengelyen egy bizonyos méretű feküdt hosszúságú idő, és a függőleges tengelyen, továbbá egy bizonyos szinten, - értékek a mennyiség, amelyben a grafikon kell építeni (EMF, feszültség vagy áram).

Ábra. 2. ábra grafikusan mutatja be a DC és AC áramok. Ebben az esetben tesszük az aktuális érték, a függőlegesen a tengely átkelőhely O késleltetett értékeit az egyik irányba, amely az úgynevezett pozitív és lefelé ezen a ponton - az ellenkező irányba, amely az úgynevezett negatív.

2. ábra: Grafikus ábrázolás AC és DC

Azon a ponton, maga is egyszerre eredetét az aktuális értékek (függőlegesen felfelé és lefelé) és az idő (vízszintes jobbra). Más szóval, ez a pont felel meg a nulla értéket a jelenlegi és a kezdeti pillanatban ahonnan kívánjuk követni, továbbá a jelenlegi fog változni.

Ellenőrizze, hogy helyesen épült látható. 2, és a generált DC értéke 50 mA.

Mivel ez a jelenlegi állandó, azaz. E. Ami nem változik az időben annak nagyságát és irányát, majd különböző időpontokban fog megfelelni az azonos aktuális értéket, azaz a. E. 50 mA. Ebből következik, hogy időben nullával egyenlő, azaz. E. A kezdeti pillanatában megfigyelésünk az aktuális, akkor egyenlő 50 mA. A függőleges tengelyen egy szegmens egyenlő az aktuális értéke 50 mA, megkapjuk az első pont a menetrend.

Ugyanez kell tennünk, és a következő alkalommal pontnak felel meg 1 időtengely t. E. Defer ettől a ponttól függőlegesen felfelé intervallum is egyenlő 50 mA. Vége a szegmensben, mi határozza meg a második pont a grafikonon.

Művészet hasonló konstrukció néhány későbbi időpontokban, megkapjuk a pontok számát, egy vegyület, amely ad egy egyenes vonal, amely grafikus ábrázolása állandó érték 50 mA.

Ábrázolása egy változó EMF

Térjünk a tanulmány EMF grafika változó. Ábra. 3. ábra felső része a keret, forgó mágneses térben, és alatta egy grafikus kép változó EMF bekövetkezését.

3. ábra felrajzolása változó EMF

Kezdjük egyenletesen forgó keret az óramutató járásával megegyező, és figyelemmel kíséri az elért változás az ő EMF, figyelembe véve a kezdeti pillanatban a vízszintes helyzetben a keret.

Ebben a kezdeti pillanatban az EMF nulla, mivel a hatálya a felek nem lépik át a mágneses erővonalak. A grafikon az EMF nulla értéket megfelelő időt t = 0, 1, képviseli egy pont.

A további forgása a keret akkor kezdenek megjelenni, és az EMF növeli méretét, amíg a keret eléri a függőleges helyzetbe. A grafikon azt képviseli sima növekedése EMF görbe felszálló, amely eléri a csúcspontját (2 pont).

Ahogy közeledünk a körét a vízszintes helyzetének EMF csökkenni fog, és leesik nullára. A grafikonon képviseli csökkentésével sima görbe.

Következésképpen, megfelelő idő alatt, hogy egy fél fordulattal keret EMF ott van ideje, hogy növekszik a nulláról maximális értékre, és ismét nullára csökken (3. pont).

A további forgása a keret úgy merül fel újra EMF és fokozatosan növekszik a méret, hanem annak irányát is megfordul, az lehet ellenőrizni alkalmazásával jobb kéz szabályt.

A grafikon figyelembe veszi a változás irányát az EMF, hogy a görbét, amely elektromotoros erő keresztezi az időtengely, és most alatt helyezkedik el ezen a tengelyen. EMF ismét növekszik, amíg a keret nem veszi a függőleges helyzetbe.

Aztán elkezd csökkenni az EMF és annak értékét nullára csökken, amikor a keret vissza az eredeti helyére, miután tett egy teljes fordulatot. A grafikon expresszálódik az a tény, hogy az EMF görbe, elérve az ellenkező irányba az apex (4. pont), majd találkozik az időtengely (5. pont)

Ezzel vége egy ciklus az EMF, de ha továbbra is forgatni a keretet, azonnal megkezdődik a második ciklusban pontosan ugyanazt az első, ami után viszont lesz majd egy harmadik és egy negyedik, és így amíg nem állítjuk a forgatás keretben.

Így minden egyes fordulata hatálya EMF előforduló teljessé téve a ciklus megváltozik.

Ha a határ zárva bármilyen külső kör, az áramkör a váltakozó áram folyamatábra, amely ugyanazt jelenti, mint a menetrend, és az EMF.

Megszereztük a görbe az úgynevezett szinusz hullám. és az áram, feszültség, vagy EMF megfelelően változik a törvény az úgynevezett szinusz.

Sine görbe maga nevezte, mert ez a grafikus ábrázolása változó trigonometrikus nevű értéket sinus.

Szinuszos áram változások - a leggyakoribb villamosmérnöki, ezért beszélünk váltóárammal a legtöbb esetben azt jelenti, szinuszgörbétől.

Összehasonlítani a különböző váltóáramok (EMF feszültség), ott jellemző értékeket adott áramot. Ezek az úgynevezett paraméterei AC.

Időszak, amplitúdó és frekvencia - AC paraméterek

Váltakozó áram két paraméter jellemzi - az időszaktól és amplitúdója a második, tudva, hogy meg tudjuk ítélni, amely váltakozó áramot, és ábrázoljuk a jelenlegi.

4. ábra Curve szinuszos áramot

Az az időtartam, amely alatt az áram változása miatt a teljes ciklus, úgynevezett időszakban. A jelzett időszakban a T betű, és másodpercekben mérhető.

Az az időtartam, amely alatt zajlik a felét változás a jelenlegi ciklus az úgynevezett felezési idejét. Ezért a változás időszakát a jelenlegi (elektromotoros erő vagy feszültség) két fél időszakokban. Nyilvánvaló, hogy minden időszakban azonos AC egyenlő.

Ahogy a grafikonon látható, az egyik időszakban megváltozik a jelenlegi eléri kétszer a maximális értéket.

A maximális érték a váltakozó áram (elektromotoros erő vagy feszültség) annak amplitúdója vagy az aktuális amplitúdó értéket.

Im, Em és Um - hagyományos kijelölése áramamplitúdókat és EMF feszültséget.

Mi különösen figyeljen a csúcsérték a jelenlegi. Azonban, amint látható a grafikonon, számtalan közbenső értékeit kisebb amplitúdójú.

Az érték a váltakozó áram (EMF, feszültség), ami megfelel bármely kiválasztott időpontban nevezik annak pillanatnyi értéke.

i. e és u - szabványos jelölés pillanatnyi áram értékeket, és az EMF feszültséget.

Pillanatnyi áram, valamint annak amplitúdója értéke könnyen meghatározható az ütemezés szerint. Az, hogy bármely pontjáról a vízszintes tengelyen az időnek megfelelő érdekes számunkra, rajzoljon egy függőleges vonalat a metszéspont a jelenlegi görbe; a kapott függőleges vonal szegmens fogja meghatározni az aktuális érték ebben az időben, t. e. a pillanatnyi értéket.

Nyilvánvaló, hogy a pillanatnyi értéke a jelenlegi idő után T / 2 a kiindulópontja a grafikon nulla, és egy idő után - T / 4 a csúcsérték. Jelenleg is éri el csúcspontját érték; de fordított a táblán, egy idő után egyenlő 3/4 T.

Így a grafikon azt mutatja, hogy az idővel változik benne áram, és minden alkalommal csak egy alkalommal felel meg egy bizonyos értéket, mint a nagyságát és irányát az aktuális. Ha ez a jelenlegi érték egy adott időpontban az audio áramkör ugyanaz lesz bármely más ponton az áramkör.

A szám teljes időszakok által elkövetett jelenlegi 1 második az úgynevezett frekvencia a váltakozó áram és jelöljük latin levél f.

Annak megállapításához, a frekvencia váltakozó áram, azaz a. E. hogy megtudja, hány időszakok jelenlegi változások 1 másodpercen belül. kell 1 másodperc osztva a periódusidő az f = 1 / T. Ismerve a AC frekvencia, lehetőség van, hogy meghatározza az időszak: T = 1 / f

AC frekvencia mért egység nevezett Hertz.

Ha van egy váltakozó áram. amelynek frekvenciája változás értéke 1 Hertz, az időszak ez a jelenlegi egyenlő lesz 1 másodpercig. Ezzel szemben, ha a jelenlegi változás ideje 1 másodperc, a frekvencia a jelenlegi egyenlő 1 Hertz.

Tehát, már azonosított AC paraméterek - időszak, amplitúdó és frekvencia. - lehetővé teszik, hogy különbséget a különböző váltakozó áramú és feszültségű EMF és épít, adott esetben a menetrend.

A szembeni ellenállás meghatározására különböző áramkörök AC használata egy másik kiegészítő mennyiség jellemző a váltakozó áram, úgynevezett szögletes vagy körkörös frekvencia.

Körfrekvencia betű jelöli # 969; és a kapcsolódó, hogy a frekvencia arány F # 969; = 2π f

Hadd magyarázzuk ezt a kapcsolatot. Ha ábrázoljuk a változó EMF, azt láttuk, hogy egy teljes fordulata alatt a keret van egy teljes ciklusa az EMF változás. Más szóval, hogy egy keret egy fordulat, azaz. E. elforgatható 360 °, szükséges időt egyenlő egy időszakra t. E. T másodperc. Ezután 1 második keret teszi a 360 ° / T fordul. Következésképpen, 360 ° / T a elfordulási szögét a p és az ICA 1 másodperc, és kifejezi a MSE p gerinc rotációs keret, amely az úgynevezett körkörös vagy szögsebességgel.

Azonban, mivel a T periódus társított frekvencia arány F F = 1 / T, és a szögsebesség lehet kifejezni gyakorisága és egyenlő # 969; = 360 ° F.

Tehát arra a következtetésre jutott, hogy a # 969; = 360 ° F. Azonban, a hivatkozás megkönnyítésére körfrekvencia számításokat minden lehetséges szög 360 °, ami megfelel egy fordulattal, hogy helyébe radiális expresszióját 2 π radián, ahol π = 3.14. Így végül megkapjuk # 969; = 2 π f. Ezért, hogy meghatározza egy kör alakú AC frekvencia (elektromotoros erő vagy feszültség), a frekvencia között hertzben meg kell szorozni egy állandó 6.28.