Trenutnu struju formule. Velika enciklopedija nafte i plina

Kao što znate, varijabla E.D.S. Indukcija uzrokuje izmjeničnu struju u lancu. S najvećom vrijednošću EDS-a. Sada će biti maksimalno i obrnuto. Ovaj fenomen naziva se faza slučajnost. Iako se vrijednosti trenutne čvrstoće mogu biti u rasponu od nule do određene maksimalne vrijednosti, postoje uređaji s kojima se može izmjeriti napajanje izmjeničnom strujom.

Karakteristika izmjenične struje mogu biti akcija koje ne ovise o trenutnom smjeru i mogu biti isti kao iu konstantnoj struji. Te akcije uključuju toplinu. Na primjer, izmjenične struje teče kroz vodič s unaprijed određenom otpornošću. Nakon određenog vremenskog razdoblja u ovom vodiču, neka vrsta topline bit će odvojena. Možete odabrati takvu vrijednost snage izravna strujaTako da je na istom dirigent u isto vrijeme bio dodijeljen ovom strujom kao istu količinu topline kao naizmjenične struje. Takva DC vrijednost se naziva trenutna izmjenična trenutna vrijednost.

U ovaj put U svjetskoj industrijskoj praksi je široko rasprostranjena trofazna izmjenična strujakoji ima mnoge prednosti u odnosu na jednofaznu struju. Trofazni poziv takav sustav koji ima tri električne krugove s njihovim varijablama. S istim amplitudama i frekvencijom, ali se pomaknula fazom u odnosu na njih 120 ° ili po 1/3 perioda. Svaki takav lanac se zove faza.

Da biste dobili trofazni sustav, morate uzeti tri identične alternatore varijable jednofazna struja, spojite svoje rotore među sobom tako da ne mijenjaju svoj položaj tijekom rotacije. Trarmovi ovih generatora moraju se rotirati u odnosu na jedan od 120 ° do rotacije rotora. Primjer takvog sustava prikazan je na Sl. 3.4.b.

Prema gore navedenim uvjetima, ispostavilo se da se ed, koji nastaje u drugom generatoru, neće imati vremena za promjenu, u usporedbi s E.D.S. Prvi generator, tj. Ona će biti kasno za 120 °. E.d.S. Treći generator također će kasniti u odnosu na drugi po 120 °.

Međutim, ova metoda dobivanja varijabilne trofazne struje je vrlo glomazno i \u200b\u200bekonomski neprofitabilan. Da biste pojednostavili zadatak, trebate sve namote generatora statora kako biste se kombinirali u jednom slučaju. Takav generator nazvan je trofaznom strujnom generatorom (sl. 3.4.a). Kada se rotor počne rotirati, odvija se svaka namota

a) b)

Sl. 3.4. Primjer trofaznog AC sustava

a) generator trofazna struja; b) s tri generatora;

promjena EDS-a indukcija. Zbog činjenice da u prostoru postoji vidni pomak, faze oscilacije u njima također se pomaknute u odnosu na jedan od drugog za 120 °.

Da biste spojili trofazni ac generator u lancu, morate imati 6 žica. Da bi se smanjila količina žica, namirnice generatora i prijemnici moraju se međusobno kombinirati tako što se oblikuje trofazni sustav. Ove veze su dva: zvijezda i trokut. Kada koristite i drugu metodu, možete spremiti električnu ožičenje.

Zvjezdana veza

Tipično, trofazni strujni generator je prikazan u obliku 3 statorska namota, koja se nalaze jedna prema drugom pod kutom od 120 °. Namota su počela odrediti slova A, b, si završava - X, y, z, U slučaju kada su krajevi namota statora spojeni na jednu zajedničku točku (nulta točka generatora), metoda povezivanja naziva se "zvijezda". U tom slučaju otvori se pridružuju žicama koje se nazivaju linearnom (sl. 3.5 lijevo).

Slično tome, prijemnici se mogu spojiti (sl. 3.5., Desno). U tom slučaju žica koja povezuje nultu točku generatora i prijemnika zove se nula. Ovaj sustav trofazna struja ima dva različite stresove: između linearnog i nula žica Ili, to je ista stvar između početka i kraja bilo kakvog statora. Takva se vrijednost naziva fazni napon ( Ul). Budući da je lanac trofazni, tada će linearni napon biti u v3. puta više faze, tj.: Koristi \u003d v3uf.

Delta veza.

Slika 3.6. Primjer veze trokuta

Kada koristite ovu metodu spajanja kraja X. Prvi naling generatora je spojen na početak U drugi namotati, kraj Yordrugo namotavanje - na vrh IZ Treći navijanje, kraj Z Treće navijanje - na vrh ALIprvo namotavanje. Primjer spoja prikazan je na Sl. 3.6. S ovom metodom, povezivanjem faznih namota i spojite trofaznu generator na tri žičane linije, linearni napon u njegovoj vrijednosti se uspoređuje s fazom: UF \u003d ul

Kontrolna pitanja

1. Navedite osnovne parametre koji karakteriziraju izmjeničnu struju.

2. Dajte definiciju učestalosti i jedinice njezina mjerenja.

3. Dajte definiciju amplitude i jedinice njezina mjerenja.

4. Dajte definiciju razdoblja i jedinicu njezina mjerenja.

5. razlike Najjednostavniji trofazni generator struje iz jednog faznog strujnog generatora.

6. Što je faza?

7. Što je trofazni rotor struje generatora?

8. Zašto se trofazna trenutna faza generatora prebacila?

9. Značajka simetričnog sustava tri faze.

10. Načelo povezivanja faze namotaja trofaznih generatora i transformatora prema shemi "Star".

11. Načelo povezivanja faze namota od trofaznih generatora i transformatora prema shemi "trokut".

3.2. Vrste otpora u izmjeničnim krugovima

U lancima izmjenične struje, otpor se razdvoji u aktivnu i reaktivnu.

U aktivni otpori Uključeno u alternativni strujni krug, električna energija se pretvara u toplinsku. Aktivni otpor R. Posjeduju, na primjer, žice električnih linija, namotavanje električni strojevi itd

U otpori se Električna energija koju stvara izvor ne troši. Kada je reaktivni otpor uključen u AC lanca, pojavljuje se samo razmjena energije između njega i izvora. električna energija, Ponovno aktivni otpor Stvoriti induktivnost i spremnike.

Ako ne uzimate u obzir uzajamni utjecaj pojedinih elemenata električni lanac, općenito, električni lanac sinusoidalna struja Može se predstavljati tri pasivna elementa: aktivni otpor R, induktic l i kapacitet C.

Aktivni otpor u naizmjeničnom strujnom krugu.

Kada je uključen aktivni otpor AC kruga, struja i napon podudara se u fazi (slika 3.7) i mijenja se tijekom istog cininzoidnog zakona: u \u003d u m ginωt, Oni istovremeno postižu svoje maksimalne vrijednosti i istovremeno prolaze kroz nulu (sl. 3.7.b).

Za AC krug koji sadrži samo aktivni otpor, zakon o OHM ima isti oblik kao i za DC krug: I \u003d u / r.

Električna energija r U krugu s aktivnim otporom u bilo kojem trenutku jednako je radu trenutnih vrijednosti i.i napon u.: p \u003d ui..

Slika 3.7. Uključujući krug u AC lancu aktivnog otpora R (a), trenutne krivulje i., napon u. i moć p. (b) i vektorski dijagram.

Iz grafikona se može vidjeti da se promjena energije javlja s dvostrukom frekvencijom u odnosu na promjenu struje i napona, tj. Jedno razdoblje promjene snage odgovara pola tekućeg i naponskog razdoblja. Sve vrijednosti snage su pozitivne, to znači da se energija prenosi iz izvora do potrošača.

Srednje snage Rcpaktivni otpor, P \u003d ui \u003d i 2 r - To je ono što je aktivna snaga.

Prema induktivnosti L.razumijet ćemo element električnog kruga (induktor induktivnosti, čiji se gubici mogu zanemariti), sposobni za sklapanje energije u svom magnetskom polju, koji nema aktivnog otpora i spremnika Od (sl.3.8).

Kada je uključen krug induktivnosti, mijenjanje struje kontinuirano inducira E.D.S. samo-indukcija e l \u003d lΔi / Δt,gdje Δi / Δt. - Promjena brzine.

Kada je kut ωt.jednake 90 ° i 270 ° struje promjene trenutne promjene Δi / Δt. \u003d 0, tako e.d.S. e l.=0.

Trenutna brzina promjene bit će najveća kada je kut ωt.jednak 0 °, 180 ° i 360 °. U ovim trenucima vremena, e.d.S. Ima najveća vrijednost.

Krivulja snage je sinusoid koji se mijenja s dvostrukom frekvencijom u usporedbi s učestalošću trenutne promjene i napona. Moć ima pozitivne i negativne vrijednosti, tj. Postoji kontinuirani oscilacijski proces razmjene energije između izvora i induktivnosti.

Slika 3.8. Shema uključivanja u AC krug induktice (a), tekuće krivulje i., napon u., E.d.S. e l. (b) i vektorski dijagram (b)

E.d.S. Samo-indukcija prema ravnalo LENZ usmjerena je kako bi se spriječila promjena u struji. U prvom tromjesečju razdoblja kada se trenutna povećanja, npr. Ima negativnu vrijednost (usmjerena protiv trenutne).

U drugom tromjesečju razdoblja, kada se struja smanjuje, e.d.S. Ima pozitivnu vrijednost (podudara se u smjeru struje).

Treće tromjesečje razdoblja trenutne promjene njenog smjera i povećava, tako na E.D.S. Usmjeren protiv struje i ima pozitivnu vrijednost.

U četvrtom tromjesečju tekućeg razdoblja smanjuje se i E.D.S. Samo-indukcija ima tendenciju održavanja prethodnog položaja struje i ima negativnu vrijednost. Kao rezultat toga, trenutni zaostaje na ispitnom naponu na kut od 90 O.

Otpornost na zavojnicu ili dirigent na promjenjivu struju uzrokovanu učinak EDS-a samo-indukcija, nazvana induktivni otpor X L. [Om]. Induktivni otpor ne ovisi o materijalu zavojnice i iz područja poprečnog presjeka vodiča.

U naizmjeničnim strujnim krugovima, induktivni svitak je spojen uzastopno i paralelno.

Za sekvencijalna veza Ekvivalentna induktivnost zavojnice Le i ekvivalentni induktivni otpor X L E. će biti jednak:

Le \u003d l 1 + l 2 + ... x l e \u003d x l 1 + x l 2 + ...

Za paralelni spoj Zavojnice:

1 / LE \u003d 1 / l 1 + 1 / l 2 + ... 1 / x l e \u003d 1 / x l 1 + 1 / x l 2 + ...

Kontrolna pitanja

1. Koje vrste otpora u izmjeničnim krugovima znate?

2. Što znači aktivni otpor?

3. Što je reakcija?

4. Koji elementi lanca stvaraju reaktivnu otpornost?

5. Što je aktivna moć?

1. Dajte definiciju induktivnosti.

2. Što se događa u prvom tromjesečju razdoblja oscilacijskog procesa razmjene energije između izvora i induktivnosti?

3. Što se događa u drugom tromjesečju razdoblja razmjene oscilacijske energije između izvora i induktivnosti?

4. Dajte definiciju induktivne otpornosti.

3.3. Kondenzatori. Kapacitet u naizmjeničnom strujnom krugu

Kondenzator - Uređaj koji može akumulirati električne naknade.

Jednostavan kondenzator To su dvije metalne ploče (elektrode) odvojene dielektrikom.

Svaki kondenzator karakterizira nominalni kapacitet i dopuštena napetost, Napon kondenzatora označava kućište i nemoguće ga je premašiti. Condenzeri se razlikuju u obliku elektroda (ravnog), dielektričnog tipa i kapaciteta (konstantne i varijable).

AC Power (napon) može se opisati pomoću amplitude. Međutim, vrijednost amplitude struje nije lako izmjeriti eksperimentalno. AC sila je prikladno povezana s bilo kojom radnjom koju proizvodi struja koja ne ovisi o njegovom smjeru. Takav je, na primjer, toplinski učinak struje. Rotacija strelice ampermetar Mjerne izmjene struje je uzrokovano produljenjem niti, koji se zagrijava kada se prođe struja.

Djelujućiili djelotvoranvrijednost AC (napona) naziva se DC vrijednost, u kojoj je ista količina topline dodijeljena na aktivnom otporu tijekom razdoblja izmjenične struje.

Povezujemo učinkovitu vrijednost struje sa svojom amplitudnu vrijednost. Da biste to učinili, izračunajte količinu topline koja se oslobađa na aktivnu otpornost na izmjeničnu struju tijekom razdoblja jednaka periodu oscilacije. Podsjetiti da je prema zakonu Joule-Lenz, količina topline objavljena na dijelu lanca suspenzije konstantnotoke tijekom , određeno formulom

, Naizmjenična struja može se smatrati trajnim samo za vrlo male vremenske intervale.

, Podijelimo razdoblje oscilacija na vrlo velikom broju malih vremenskih intervala

, Količina topline

odoljeti tijekom

:

, Ukupan iznos topline dodijeljenog za razdoblje sažimanje topline dodijeljenog za određene male intervale, ili, drugim riječima, integracija:

.

Trenutna snaga u lancu varira ovisno o sinužljivom zakonu

,

.

Ažurirani izračuni vezani uz integraciju, zapišite konačni rezultat

.

Ako postoji neka stalna struja , zatim u vremenu Bilo da bi bilo toplo

, Po definiciji trajna struja Pružanje istog toplinskog učinka kao varijabla, bit će jednak efektivnoj vrijednosti izmjenične struje

, Smatramo da je učinkovita vrijednost trenutne snage, izjednačena topline dodijeljena za razdoblje u slučajevima kontinuiranih i naizmjeničnih struja

(4.28)

Očito, točno isti omjer povezuje učinkovite i amplitudne vrijednosti napona u lancu s sinužljivim naizmjenična struja:

(4.29)

Na primjer, standardni napon u mreži 220 V je učinkovita napetost, Prema formuli (4.29) lako je izračunati da će vrijednost napona amplituda u ovom slučaju biti jednaka 311 V.

4.4.5. Snaga u izmjeničnom krugu

Neka se neki dio lanca s izmjeničnim trenutačnim fazama smjene između struje i napona je jednaka , Snaga trenutnog i napona varira ovisno o zakonima:

,

.

Zatim trenutnu vrijednost snage dodijeljene na lancu,

Snaga se s vremenom razlikuje. Stoga možete govoriti samo o svojoj prosječnoj vrijednosti. Definiramo prosječnu energiju dodijeljenu za dovoljno dugo razdoblje (mnogo puta veći od razdoblja oscilacije):

Pomoću dobro poznate trigonometrijske formule

.

Magnita

nije potrebno u prosjeku, jer ne ovisi o vremenu, stoga:

.

Dugo vremena, vrijednost kosine ima vremena za promjenu mnogo puta, uzimajući i negativne i pozitivne vrijednosti u rasponu od (№1) do 1. jasno je da je prosjek vrijednosti kosine nula nula

pa

(4.30)

Izražavanje amplitude struje i napona kroz njihove efektivne vrijednosti formulama (4.28) i (4.29), dobivamo

. (4.31)

Snaga koja je dodijeljena na varijabilnom trenutnom lancu ovisi o učinkovitim vrijednostima tekuće i naponske vrijednosti i faze smjene između struje i napona, Na primjer, ako se dio lanča sastoji od samo aktivnog otpora, zatim

i

, Ako zaplet lanca sadrži samo induktivnost ili samo spremnik, onda

i

.

Objasnite prosječnu nulu vrijednost snage dodijeljene na induktivnosti i kontejnera je kako slijedi. Induktivnost i kapacitet samo posuđuju energiju iz generatora, a zatim ga vratite natrag. Kondenzator se puni, a zatim ispušta. Snaga struje u zavojnici se povećava, a onda opet pada na nulu, itd. Upravo iz razloga što je u induktivnoj i kapacitivnoj otpori, prosječna energija koju konzumira generator je nula, nazvali su reaktivno. Na aktivno otpor, prosječna snaga se razlikuje od nule. Drugim riječima, žica s otporom kada teče, struja se zagrijava. A energija koja je istaknuta u obliku topline, natrag na generator više se ne vraća.

Ako se dio struje sadrži nekoliko elemenata, tada se fazni pomak može biti drugačiji. Na primjer, u slučaju dijela lanca prikazanog na Sl. 4.5, fazni pomak između struje i napona određen je formulom (4.27).

Primjer 4.7.Otporni s otporom spojen je na varijabilni sinusoidni generator , Iako je koliko puta prosječna snaga mijenja, konzumira generator, ako otpornik spoji zavojku s induktivnom otpornošću

a) sekvencijalno, b) paralelno (sl. 4.10)? Aktivna otpornost na zanemarenu zavojnicu.

Odluka.Kada je aktivni otpor spojen na generator , Potrošena snaga

(vidi formulu (4.30)).

Razmotrite lanac na sl. 4.10, a. U primjeru 4.6, određena je amplitudna vrijednost struje generatora:

, S dijagrama vektora na sl. 4.11, ali odredite fazni pomak između struje i napona generatora

.

Kao rezultat toga, prosječna snaga koju potroši generator

.

Odgovor: Uz dosljedan uključite krug induktivnosti, prosječna snaga koju konzumira generator će se smanjiti za 2 puta.

Razmotrite lanac na sl. 4.10, b. U primjeru 4.6, vrijednost amplitude struje generatora

, S dijagrama vektora na sl. 4.11, B Određivanje pomak faza između struje i napona generatora

.

Zatim prosječnu snagu koju je generator potrošio

Odgovor: Uz paralelno uključivanje induktivnosti, prosječna snaga koju konzumira generator ne mijenja.

Stranica 2.

Sadašnja vrijednost trenutne vrijednosti koju nazivam snagom DC-a, dodjeljujući u vodiču u isto vrijeme iste količine topline kao naizmjenične struje.

Kao što se može vidjeti s figure, u svakom trenutku veličina napona i struje struje uzima različite vrijednosti. Stoga, kako bi se prosudila vrijednost trenutne snage i napona izmjenične struje, upotrijebite trenutnu vrijednost struje i napona. Da bi se utvrdila aktivna vrijednost napajanja izmjeničnom strujom, jedna je istosmjernoj snazi, koja bi izdvojila istu količinu topline u vodiču kao naizmjeničnu struju.

Transformator koji sadrži primarno namotavanje 300 okreta uključeno u AC mrežu s aktivna napetost 220 V. Sekundarni lanac transformatora hrani teret s aktivnim otporom 50 ohma. Pronađite aktivnu vrijednost struje za struju sekundarni lanacAko napon padne sekundarno namotavanje Transformator koji sadrži 165 okreta je 50 V.

Prema tome, kada je operacija ekstrakcije korijena zamijenjen usporedbom vremena za koje će integrirani signal iz gline biti jednak integralju od kvadrata izmjerene struje sile, razmjerno je trenutnoj trenutnoj vrijednosti. Prije toga, K2 je otvoren tijekom vremena t i prošao na SI impulsi iz GTI Clock Pulse generatora. Broj impulsa TV / donosi se u SC, razmjerno trenutnoj trenutnoj vrijednosti. Ovaj broj je pohranjen u / 77, a na kraju mjernog ciklusa se prikazuje na Qi.

Kao i kod mehaničkih oscilacija, u slučaju električnih oscilacija, obično nas ne zanimamo vrijednosti struje, napona i drugih vrijednosti u svakom trenutku. Važno opće karakteristike oscilacije, kao što je amplituda, razdoblje, frekvencija, trenutne vrijednosti struje i napona i napona i prosječnu moć. To su aktivne vrijednosti tekućih i naponskih sila koje se registriraju ammetri i volmeri naizmjeničnoj struji.

PX o JJFR u slučaju t - h - suhih svjetiljki koristite metodu termometra suspendiran u blizini lampice generatora i svjedoči njegovo svjedočanstvo. Zatim, razbijanje oscilatorni krug generatora, daje se pozitivan potencijal na mreži generatorske svjetiljke dok termometar ne ne. Uzimanje u potonjem slučaju 1a i EA kao početni, odrediti PX iz omjera PX1A EA. Snaga u anteni određuje F-LE RX - / /, gdje je snaga EW, RA aktivna impedancija antene u q i 1A - aktivnu vrijednost struje za struju u anteni u A. Rješavanje trenutnih međunarodnih standarda pod snagom odašiljača uobičajeno je razumjeti moć. U anteni, gore spomenuta F-la određuje moć odašiljača istovremeno.

Toplinski brojila imaju najmodavniji. Učinak toplinskih metara je produljiti finu žicu kada se zagrijava naizmjeničnom strujom visoke frekvencije. Sam učinak ograničava primjenjivost takvih struje metara od nekoliko do 1 - 3 a, ovisno o materijalu fine žice koja se primjenjuje u metru. Srebrne legure se koriste s platinom, platinom s iridijem, itd. Ako se legura primjenjuje u obliku žice, tada ima promjer stotinke mm. Debljina trake je 0 01 mm, širina 3 mm i duljina 25 - 30 mm. Produljenje niti grijana struja je proporcionalna kvadratu trenutne trenutne vrijednosti. Premjestiti na veliku sa strelicom povezanu s istom žicom pomoću posebnog mobilnog sustava, obično proporcionalno kvadratnom korijenu aktivna snaga Trenutno. Zbog toga, vage za toplinu imaju neujednačene intervale između podjela.

U tom slučaju, trenutne fluktuacije su harmonični (raspored oscilacije - sinusoidni) i prisiljeni, budući da se parametri oscilacija (frekvencija, amplituda) određuju vanjskim izvorom - generator. Neki električni uređaji (na primjer, oscilirajući krug) mogu generirati besplatno harmonijske oscilacije električna struja, Na lijevoj grani okvira - od nas i, budući da u ovom slučaju, kroz terminal, struja se teče u smjeru suprotno na slici na Sl. 12.1, njegov polaritet je minus. Budući da s ovim položajem okvira, trenutna sila ima najviše vrijednosti, faza oscilacije može biti g / 2 ili 3 / 2ir, ovisno o smjeru struje u okviru koji uzimamo za pozitivno. Uspoređujući formulu (12.1) i danu ovisnost, lako je vidjeti da je 1t 10 A i W 4Tgrad / s. Nadalje, koristeći formulu (12.2), određujemo frekvenciju oscilacija (ot. Koristeći JOULE - LENZA zakon (Q i2rt), određujemo trenutnu vrijednost trenutne sile (OT.