4.1. Основні відомості про змінний струм

Кола із змінними струмами, порівнянно з колами постійного струму, ма­ють ряд особливостей. Ці особливості визначаються тим, що змінні струми й напруги окремих елементів електротехнічних пристроїв породжують у них змінні електричне й магнітне поля. У результаті зміни цих полів у електрично­му колі виникають явища самоіндукції, взаємної індукції і струмів зсуву, які мають істотний вплив на електромагнітні процеси, аналіз яких ускладнюється.

Змінний струм має широке застосування, оскільки він легко трансформу­ється і передається на великі відстані при високій напрузі та малих втратах. Крім того, електричні машини та інші електротехнічні пристрої, які призначені для роботи в колах змінного струму, відносно прості й надійні в експлуатації.

Змінний струм застосовують у різних галузях електротехніки (електро­привод, електротермія, електрозв'язок, радіотехніка та ін.). Його використання на підприємствах будівельної галузі й на будівельних майданчиках дозволяє ефективно реалізовувати багато технологічних процесів.

Електричний струм, що змінюється з часом, називають змінним. Якщо миттєві значення і напрямки струму через рівні проміжки часу (періоди­чно) повторюються, то такий струм називають таким, що періодично зміню­ється.

Електричні кола періодичного змінного струму класифікують залежно від форми кривої струму і його частоти, характеру параметрів, складності електри­чних схем заміщення, призначення.

Розрізняють наступні види електричних кіл змінного струму: однофазні й багатофазні; лінійні й нелінійні; із зосередженими й розподіленими параметра­ми; зі взаємоіндуктивностями й без взаємоіндуктивностей; прості й складні (до складних можна віднести багатофазні кола).

З усіх можливих форм періодичних струмів найбільшого поширення на­були синусоїдальні струми. Вони мають ту перевагу, що дозволяють найбільш економічно здійснювати виробництво, передачу, розподіл і використання елек­тричної енергії. За допомогою синусоїдальних струмів вдається зберегти не­змінними форми кривих напруг і струмів на всіх ділянках складного лінійного електричного кола.

В Україні, як і в більшості країн світу, виробництво й передачу електрич­ної енергії здійснюють за допомогою трифазного синусоїдального струму час­тотою 50 Гц (у США і Японії з частотою 60 Гц ).

У різних галузях техніки використовують досить широкий діапазон час­тот синусоїдального струму залежно від технічних потреб. В авіації, наприклад, успішно застосовують синусоїдальний струм частотою 400 Гц, тому що при та­кій частоті знижуються габаритні розміри й вага авіаційного електрообладнан­ня. В електротермічних установках використовують діапазон частот 500 Гц -50 Мгц. Частоти від кількох сотень мегагерц до мільярда герців застосовують у радіотехніці.

У цій темі розглядаються питання відносно кіл із струмами, які зміню­ються за довільним законом. При аналізі подібних кіл змінного струму викори­стовують електричні схеми заміщення, що складаються з ідеальних елементів -ідеального джерела ЕРС, резистивного елемента, індуктивного елемента, ємні­сного елемента й елемента взаємної індукції. Кожний з цих елементів відбиває певне явище і вводиться до схеми заміщення, коли це явище хочуть урахувати.

Розглянемо докладніше кожний з елементів схеми заміщення кола зі змін­ними струмами.


Ідеальні елементи R, L, C (рис. 4.1,а, б, в) є пасивними, тому позитивні напрямки струмів і напруг у них збігаються. У джерелі живлення на рис. 4.1 збігаються позитивні напрями струму й ЕРС. Позитивний напрям напруги дже­рела протилежний позитивному напряму його ЕРС. При цих напрямах позитив­ні значення миттєвих потужностей приймача р = u i та джерела р = e i означа­ють, що перший з них працює приймачем, а другий - джерелом. При негатив­них значеннях миттєвих потужностей перший працює в режимі джерела, а дру­гий - в режимі приймача.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я