2020-04-12
103
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный
Политехнический университет»
Колледж информатизации и управления
«Радиополитехникум»
ОПОРНЫЕ КОНСПЕКТЫ
По теме «Переменный ток»
Санкт-Петербург
2012
| Одобрена предметной (цикловой) комиссией электротехнических дисциплин протокол № _____ от «_____» ____________ 2012 г. | Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальностям: |
| Председатель ______________ Лопатина И.Д. | Зам.директора по научно-методической работе ___________ Конакина Е. Г. |
| Одобрена Методическим советом СПб КИУ протокол № _____ от «_____» ____________ 2012 г. | |
Автор:Еремкина Т.Л.
Рецензент: Лопатина И.Д. – председатель предметной комиссии электротехнических дисциплин колледжа
ПЕРЕМЕННЫЙ СИНУСОИДАЛЬНЫЙ ТОК
Основные понятия
Переменный ток изменяется по гармоническому синусоидальному закону и может быть представлен графиком (рис. 1).
 i
i 1
| Мгновенным – называется значение переменной величины в любой момент времени. Обозначаются малыми буквами i (ток) u (напряжение), е (ЭДС). Наибольшее из мгновенных значений называется максимальным значением или амплитудой. Обозначаются заглавными буквами с индексом m: I m (ток), U m (напряжение), E m (ЭДС). |
t 1 t 1+ T t
TПериод – это время, через которое переменная величина повторяет цикл своих изменений. Обозначается T, измеряется в секундах (с).
Следовательно, 
, k – целое число периодов.
Число периодов, совершаемых переменной величиной за 1 секунду называется частотой. Обозначается f, единица измерения – Герц (Гц).
1 кГц = 103 Гц
1 МГц = 106 Гц
Стандартная величина f = 50 Гц.
Принцип получения синусоидальной ЭДС
Синусоидальную ЭДС можно получить в контуре из проводникового материала, вращающимся с постоянной угловой скоростью 
в однородном магнитном поле (рис. 2).
n
Рис. 2 | Магнитный поток, пересекающий поверхность контура изменяется по закону:  , где
B – магнитная индукция;
S – площадь поверхности, ограниченной контуром;
α – угол, образованный вектором магнитной индукции и нормалью к площадке  .
 – это максимальное значение магнитного потока.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ω
○ ○
Тогда 
.
По закону электромагнитной индукции в контуре возникает ЭДС 
, которая изменяется по синусоидальному периодическому закону.
За время Т контур поворачивается на 1 оборот, т.е. 
, где – угловая частота, которая характеризует скорость изменения переменной величины: 
. Единица измерения – 
.
Угол, (под знаком синуса) или характеризующий определенную стадию периодически изменяющегося параметра (в частном случае напряжения) называется фазным углом или просто фазой. Например,
, 
– фаза ЭДС.
, 
– фаза магнитного потока.
Значение фазы в начальный момент времени, принятый за начало отсчёта, называется начальной фазой и обозначается 
.
В нашем случае начальная фаза ЭДС 
.
Начальная фаза магнитного потока 
.
Начальная фаза определяет начальное значение (в момент t = 0) переменной величины
.
Разность начальных фаз двух переменных величин называется углом сдвига фаз или сдвигом по фазе 
.
В нашем примере 
.
Магнитный поток опережает по фазе ЭДС на угол 
.
Электроизмерительные приборы, включённые в цепь переменного тока, показывают действующие значения, которые обозначаются заглавными буквами: I, U, E.
Действующим значением переменного тока называется такое значение постоянного тока, который за время периода Т выделит на одном и том же сопротивлении такое же количества тепла, что и данный переменный ток 
.
Действующее значение 
меньше максимального в 
раз. 
.
