Читать лекция по физике: "Коло змінного струму" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Поняття змінного струму Як відомо, сила струму в будь-який момент часу пропорційна ЕРС джерела струму (закон Ома для повного кола). Якщо ЕРС джерела не змінюється з часом і залишаються незмінними параметри ланцюга, то через деякий час після замикання ланцюга зміни сили струму припиняються, в ланцюзі тече постійний струм.

Однак у сучасній техніці широко застосовуються не тільки джерела постійного струму, але і різні генератори електричного струму, в яких ЕРС періодично змінюється. При підключенні в електричний ланцюг генератора змінної ЕРС в ланцюзі виникають змушені електромагнітні коливання або змінний струм.

Змінний струм - це періодична зміна сили струму і напруги в електричному ланцюзі, що відбуваються під дією змінної ЕРС від зовнішнього джерела

Змінний струм - це електричний струм, який змінюється з часом за гармонічним законом. Надалі, ми будемо вивчати вимушені електричні коливання, що відбуваються в ланцюгах під дією напруги, гармонійно мінливого з частотою ω за синусоїдальному або косинусоїдальному закону: u= sin ωt або u= cosω t,

де u - миттєве значення напруги, - амплітуда напруги, ω - циклічна частота коливань. Якщо напруга змінюється з частотою ω, то і сила струму в ланцюзі буде змінюватися з тією ж частотою, але коливання сили струму не обов'язково повинні збігатися по фазі з коливаннями напруги. Тому в загальному випадку

i = sin (ωt + φc),

де φc - різниця (зрушення) фаз між коливаннями сили струму і напруги.

Змінний струм забезпечує роботу електричних двигунів у верстатах на заводах і фабриках, приводить в дію освітлювальні прилади в наших квартирах і на вулиці, холодильники і пилососи, опалювальні прилади і т.п. Частота коливань напруги в мережі дорівнює 50 Гц. Таку ж частоту коливань має і сила змінного струму. Це означає, що протягом 1 с ток 50 разів поміняє свій напрямок. Частота 50 Гц прийнята для промислового струму в багатьох країнах світу. У США частота промислового струму 60 Гц.

Резистор в ланцюзі змінного струму

змінний струм коло

Нехай ланцюг складається з провідників з малою індуктивністю і великим опором R (з резисторів). Наприклад, такий ланцюгом може бути нитка розжарення електричної лампи і доставляючи дроти. Величину R, яку ми досі називали електричним опором або просто опором, тепер будемо називати активним опором. У колі змінного струму можуть бути й інші опори, залежні від індуктивності ланцюга і її ємності. Опір R називається активним тому, що, тільки на ньому виділяється енергія.

Опір елемента електричного кола (резистора), в якому відбувається перетворення електричної енергії у внутрішню енергію, називають активним опором. Отже, в колі є резистор, активний опір якого R, а котушка індуктивності і конденсатор відсутні (Мал. 1). Нехай напруга на кінцях ланцюга змінюється за гармонійним законом: u = sin ωt. Як і у випадку постійного струму, миттєве значення сили струму прямо пропорційно миттєвому значенню напруги. Тому можна вважати, що миттєве значення сили струму визначається законом Ома: i = UR = sinωtR = sinωt.

Отже, в провіднику з активним опором коливання сили струму по фазі співпадають з коливаннями напруги (Мал. 2), а амплітуда сили струму дорівнює амплітуді напруги, поділеній на опір. При невеликих значеннях частоти змінного струму

Похожие работы