Что называют действующими значениями силы тока и напряжения

Переменный ток и его получение. Действующие значения силы тока и напряжения.

Переменный ток — электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению. Переменный ток меняет своё направление с определенной частотой. Согласно гармоническому закону ток и напряжение меняются по закону синуса или косинуса.

Наиболее широкое применение в технике находит не постоянный, а переменный ток, изменяющийся со временем по гармоническому закону с частотой, как правило, равной 50 Герцам. Такой ток создается генераторами переменного тока, в которых электродвижущая сила (ЭДС) возникает в результате процесса электромагнитной индукции.

Величину, равную корню квадратному из среднего за период значения квадрата силы переменного тока, называют действующим (эффективным) значением переменного тока.

Действующее значение силы переменного тока _{равно силе такого постоянного тока, который выделяет в одном и том же проводнике за одинаковое время то же количество теплоты, что и переменный ток.}

Активное, емкостное и индуктивное сопротивления.

Активное сопротивление — сопротивление электрической цепи или её участка, обусловленное необратимыми превращениями электрической энергии в другие виды энергии (в тепловую энергию). Реактивное сопротивление — это сопротивление проводников переменного тока с учётом поверхностного эффекта.

Емкостное сопротивление — величина, характеризующая сопротивление, оказываемое переменному току электрической емкостью цепи (или ее участка).

Индуктивное сопротивление обусловлено возникновением ЭДС самоиндукции в элементе электрической цепи. Изменение тока и, как следствие, изменение его магнитного поля вызывает препятствующее изменению этого тока ЭДС самоиндукции. Величина индуктивного сопротивления зависит от индуктивности ,элемента и частоты, протекающего тока

Преобразование переменного тока. Трансформатор.

Трансформатор – устройство, которое способно повышать/понижать переменное напряжение.

Элементы трансформатор: железный сердечник, на который помещены 2 катушки ( первичная катушка и вторичная катушка).

Трансформатор характеризуется коэффициентом трансформации

Если N₁ N₂, k — повышающий трансформатор

Если N₁ N₂, k — понижающий трансформатор

Трансформатор работает в 2ух режимах – холодный ход, рабочая нагрузка.

Передача и распределение электроэнергии.

На районной (т.е. приближенной к источникам энергоресурсов) электростанции электроэнергия вырабатывается чаще всего электромашинными генераторами переменного тока. Для уменьшения потерь при ее передаче и распределении напряжение, снимаемое на выходные электрогенератора, повышается трансформаторной подстанцией. Затем электроэнергия передается по высоковольтным линиям электропередачи (ЛЭП) на большие расстояния, которые могут измеряться сотнями километров. К ЛЭП подключен ряд распределительных подстанций, отводящих электроэнергию к местным центрам электропотребления. Поскольку далее электроэнергия передается по улицам и населенным районам, на подстанциях напряжение для безопасности еще раз понижается трансформаторами. К понижающим трансформаторам подстанций подключены линии магистральной сети. В удобных точках этой сети устанавливаются пункты ответвления для распределительной сети электропотребителей.

Т. Действующие значения

Пусть переменный ток проходит по проводнику данного сопротивления и в каждую секунду в проводнике выделяется некоторое количество теплоты. Очевидно, по этому проводнику можно пропустить такой постоянный ток, чтобы в секунду выделилось такое же количество теплоты, как и в случае переменного тока.

По закону Джоуля—Ленца \(

Q_ = I^2 Rt. \) В случае переменного тока это количество теплоты можно рассчитать по формуле \(

Q_ = \mathcal h P\mathcal i t, \) где \(

\mathcal h P\mathcal i\) — средняя мощность за период. Как мы видели в предыдущем параграфе, \(

\mathcal h P \mathcal i = \mathcal h I^2\mathcal i R = \frac 2 R.\)

I^2 Rt = \mathcal h I^2 \mathcal i Rt = \frac 2 Rt.\) Отсюда \(

I^2 = \mathcal h I^2 \mathcal i \Rightarrow I_d = \sqrt <\mathcal h I^2 \mathcal i>, I_d = \frac <\sqrt 2>.\)

Величину, равную корню квадратному из среднего за период значения квадрата силы переменного тока, называют действующим (эффективным) значением переменного тока. Действующее значение силы переменного тока I_{d</sub равно силе такого постоянного тока, который выделяет в одном и том же проводнике за одинаковое время то же количество теплоты, что и переменный ток.}

_{Действующее значение напряжения и ЭДС находят аналогичным образом:}

\varepsilon_0\) — амплитудные значения напряжения и ЭДС.

_{Следовательно, количество теплоты, которое выделяется на резисторе сопротивлением R при прохождении по нему переменного тока, можно рассчитывать по закону Джоуля—Ленца}

_{где I_d — действующее значение силы переменного тока.}

Амперметры и вольтметры переменного тока градуируют по действующим значениям силы тока и напряжения. В технических паспортах всех электрических машин, аппаратов и приборов переменного тока также указаны действующие значения силы тока и напряжения.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 401-402.