Переменный ток. Периодический переменный ток
Переменный электрический ток – это электрический ток, изменяющийся по величине и, как правило, по направлению в электрической цепи.
Так как переменный электрический ток изменяется не только по величине, но и по направлению, то одно из направлений переменного электрического тока условно может считаться положительным, а другое, противоположное ему, отрицательным. Поэтому мгновенное значение переменного электрического тока в первом случае считается положительным, а во втором отрицательным.
Сила переменного электрического тока – это скалярная величина, которая определяет то, в каком направлении протекает электрический ток в данный момент времени - либо в положительном, либо в отрицательном.
Мгновенным значением переменного электрического тока представляет собой величину переменного тока, которая соответствует данному моменту времени. Самое большое значение переменного электрического тока, которое он достигает во время процесса изменения называется амплитудой электрического тока. 3ависимость силы переменного тока от времени отражается на развернутой диаграмме переменного тока, пример которой изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Диаграмма. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
На горизонтальной оси рассматриваемой диаграммы отображена ось времени, на которой, в определенном масштабе, отложены временные промежутки, а на вертикальной оси – ось силы переменного электрического тока. На рассматриваемой диаграмме направление выбрано вверх, то есть оно является положительным, а вниз - отрицательным. В начальный момент времени - то есть при t = 0, сила переменного тока также равняется нулю. 3атем с течением времени сила тока растет в положительном направлении, достигая максимального значения в момент времени, когда t = T/4, после чего она убывает и становится равной нулю в момент времени, когда t = T/2. После прохождения нулевого значения у электрического тока меняется направление – оно становится отрицательным и начинает расти по абсолютной величине - стремится вниз и достигает своего максимального значения, когда t = ¾T, после этого убывает и стремится к нулю когда t = T и становится равным нулю.
Периодический переменный ток – это электрический ток, который через равные промежутки времени повторяет цикл собственных изменений и возвращается к исходной точке.
Рассмотрим диаграмму переменного электрического тока, которая представлена на рисунке ниже.
Рисунок 2. Диаграмма переменного электрического тока. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
На представленной выше диаграмме через равные промежутки времени - Т, график воспроизводится в полном объеме без изменений. Время Т - в течении которого периодический переменный ток совершает полный цикл изменений, возвращаясь к начальной величине и называется периодом переменного электрического тока. Величина, которая обратна периоду, называется частотой и рассчитывается по следующей формуле:
$f = 1/T$
где: f - частота переменного электрического тока; Т - период переменного электрического тока.
Численно, частота переменного тока равняется количеству периодов по отношению к временному промежутку.
Фаза
Фаза в электротехнике – это токопроводящая часть, по которой заряженные частицы двигаются от генератора к нагрузке.
Электрический ток может быть:
- однофазный,
- двухфазный,
- трехфазный.
Однофазный ток является переменным током, который образуется во время вращательных действий в области магнитного поля проводника или совокупности проводников, которые объединяет общий поток. Однофазный ток передается посредством двух проводов, которые называются фаза и ноль. В данных проводах напряжение составляет 220 вольт. К потребителю однофазный ток может поступать при помощи двух или трех проводов. В случае использования двух проводов один передает фазу, а второй предназначен для нулевого напряжения. При использовании трех проводов третий провод используется для заземления, предназначение которого заключается в исключении вероятности поражения человека электрическим током.
Двухфазный ток представляет собой слияние двух однофазных токов, которые имеют сдвиг по фазе по отношению к друг другу. Трехфазная электрическая система состоит из трех цепей. В данных цепях присутствуют переменные электродвижущие силы с одинаковой частотой и одинаковы сдвинутых по фазе относительно друг друга. Каждый такой участок можно назвать фазой. Трехфазный ток может передаваться на значительные расстояния, паре фазных проводов свойственно напряжение в 380 вольт, а фазе и нулю 220 вольт. Такой ток может передаваться четырьмя или пятью проводами. При использовании четырех проводов используется три фазы и один ноль, которая имеет место быть до распределительного щитка, после него используется фаза и ноль, чтобы напряжение составляло 220 вольт. В случае использования пяти проводов добавляется провод, задача которого заключается в обеспечении защиты и заземления.
