Variabilní elektrický proud, stejně jako střídavé napětí, mění po určitou dobu svůj směr a hodnotu.
Vzhledem k tomu, že tento zdroj je více aplikován než teoretický, zde bude téma střídavého elektrického proudu a napětí zvažováno v objemu dostatečném k pochopení podstaty těchto procesů a nic víc.
Změny proudu (napětí) v čase mohou být poměrně složité, ale vždy je možné je znázornit jako soubor řady kmitů, které se mění podle sinusového zákona (obr. 1). Napětí a proudy, které používáme každodenní život podléhají stejnému zákonu.
Vezměme libovolný bod a začneme jím otáčet po kružnici s úhlovou rychlostí ω (obrázek 1.a). Zároveň postupně projde všemi body kruhu, včetně 1,2,3,4, poté se cyklus opakuje. Pokud toto vše promítneme na osy X (hodnota proudu nebo napětí) a t (čas), dostaneme graf na obrázku 1 (tam jsou tyto body také vyznačeny), který vysvětluje podstatu střídavého proudu nebo napětí.
Doba T=t4-t1, během které dojde k jednomu oscilačnímu cyklu, se nazývá perioda. Závislost periody na frekvenci kmitů je nepřímo úměrná T=1/f, kde f je frekvence kmitů (hodnota charakterizovaná počtem kmitů za jednotku času). Jednotkou frekvence je Hertz (Hz). 1 Hertz je jeden kmit za sekundu.
Frekvence oscilací v ruské střídavé síti je 50 Hz. (V některých zemích je aktuální frekvence 60 Hz.)
Nyní vlastně o tom, proč jsem uvedl příklad rotace bodu po kružnici. Předpokládejme, že potřebujeme určit relativní polohu bodu 1 od bodu 2. Zdá se lákavé je přivázat k ose t, pak dostaneme vzdálenost mezi nimi Δt=t2-t1, ale pro různé frekvence bude tato hodnota různá.
Pokud vezmeme v úvahu, že celá otáčka je vždy rovna 360 0 nebo 2π radiánům, pak můžeme vždy říci, že bod 2 je posunut vzhledem k bodu 1 o 90 0 (π/2). Mimochodem se to jmenuje fázový posun a bude se nám hodit při zvažování třífázového proudu (nebo napětí - čehokoliv).
Je čas přejít na obrázek 2. Každý ví, že napětí elektrické sítě v domácnosti je střídavé a mělo by být 220 V. Pokud si tedy myslíte, že lze tuto hodnotu přiřadit k bodu A, jste na omylu. Posuďte sami, střídavé napětí se buď zvyšuje, nebo snižuje, v některých momentech je úplně nulové, ale dělá své.
Tato práce je určena plochou (žlutou) ohraničenou sinusovou vlnou a osou t (nulová hodnota). Pokud postavíte obdélník o stejné ploše (stínovaný), pak jeho horní okraj, umístěný u značky a (malý), bude odpovídat hodnotě 220V. Jmenuje se efektivní hodnota napětí.
Hodnota amplitudy napětí je vyšší, vztah mezi nimi je určen vzorcem A=a*√ 2 , to znamená, že maximální hodnota napětí v síti může dosáhnout 311 V. To platí pro jakákoli střídavá napětí, což je třeba vzít v úvahu například při volbě maximálního přípustného zpětného napětí diody při připojení k střídavému proudový obvod.
TŘÍFÁZOVÝ PROUD
Na závěr - něco málo o třífázový proud . To je přesně to, co vyrábíme v průmyslovém měřítku. Generátor třífázového proudu má tři cívky umístěné pod úhlem 120° (obrázek 3). Podle toho se v každém z nich při otáčení v magnetickém poli indukuje elektrický proud. Proudy cívky jsou vzájemně fázově posunuty o stejných 120 0.
Při připojování třífázových spotřebičů energie je nutné vzít v úvahu pořadí připojování fází. Pořadí připojení může mít následující možnosti:
To je způsobeno skutečností, že střídavý třífázový proud je schopen vytvořit rotující magnetické pole, pokud je nesprávně připojen, směr jeho otáčení se změní, což může vést k poruše některých zařízení.
Stojí za zmínku, že domácí jednofázová elektrická síť není nic jiného než část třífázového obvodu, který používá neutrální (N) vodič a jednu z fází A(L1), B(L2), C(L3) pro provoz. Při připojování jednofázových spotřebičů by mělo být zatížení rovnoměrně rozloženo mezi všechny tři fáze.
Může vyvstat otázka: proč má třífázový obvod napětí 380 V a jednofázový obvod 220 V? Faktem je, že napětí mezi fázemi U AB, U AC, U BC je 380 voltů a mezi jakoukoli fází a „nulou“ U AN, U BN, U CN - 220 voltů. To je důvod, proč chybné připojení jedné z fází k nulovému vodiči může poškodit domácí spotřebiče určené pro napětí 220V.
© 2012-2017 Všechna práva vyhrazena.
Všechny materiály prezentované na této stránce slouží pouze pro informační účely a nelze je použít jako pokyny nebo regulační dokumenty.
Pro přenos a distribuci elektrická energie P.T. se primárně používá kvůli snadné transformaci jeho napětí téměř bez ztrát výkonu (viz Přenos elektřiny, Elektrický obvod). Třífázové napájecí systémy jsou široce používány (viz Třífázový obvod). Ve srovnání se stejnosměrnými stroji (viz Stejnosměrný proud) jsou stejnosměrné generátory a motory se stejným výkonem menší velikosti, jednodušší konstrukce, spolehlivější a levnější. Stejnosměrné napětí lze usměrnit např. pomocí polovodičových usměrňovačů a poté pomocí polovodičových měničů opět převést na stejnosměrné napětí jiné, nastavitelné frekvence; To umožňuje použít jednoduché a levné bezkomutátorové stejnosměrné motory (asynchronní i synchronní) pro všechny typy elektrických pohonů, které vyžadují plynulou regulaci otáček.
Přímá telefonie je široce používána v komunikačních zařízeních (rádio, televize, dálková drátová telefonie atd.).
P. t. vzniká střídavým napětím. Střídavé elektromagnetické pole vznikající v prostoru obklopujícím vodiče s proudem způsobuje kolísání energie v elektrickém obvodu: energie se periodicky hromadí v magnetickém popř. elektrické pole, poté se vrátí ke zdroji elektřiny. V okruhu P. t. vznikají kolísání energie. reaktivní proudy, které zbytečně zatěžují vodiče a zdroj proudu a způsobují další energetické ztráty, což je nevýhoda přenosu energie P. t.
Základem pro charakterizaci síly P. t. je srovnání průměru tepelné působení P. t s tepelným účinkem stejnosměrného proudu odpovídající síly. Hodnota síly P. t získaná tímto způsobem. já nazývaná efektivní (nebo efektivní) hodnota, která matematicky představuje střední kvadraturu proudu za určité období. Obdobně se určí efektivní hodnota stejnosměrného napětí. U. Pt ampérmetry a voltmetry přesně měří efektivní hodnoty proudu a napětí.
V nejjednodušším a v praxi nejdůležitějším případě okamžitá hodnota síly i P.t t podle sinusového zákona: i = já m hřích( ωt + α ), kde já jsem - amplituda proudu, ω = 2 π F- jeho úhlová frekvence, α - počáteční fáze. Sinusový (harmonický) proud vzniká sinusovým napětím o stejné frekvenci: u = U m hřích( ωt+ β ), kde U m - amplituda napětí, β - počáteční fáze ( rýže. 2 ). Efektivní hodnoty takového P. t se rovnají: I = l m /√2 ≈ 0,707 jsem, U = U m/√2 ≈ 0,707 Hm. Pro sinusové proudy splňující kvazistacionární podmínku (viz kvazistacionární proud ; v budoucnu budou uvažovány pouze takové proudy), platí Ohmův zákon (Ohmův zákon v diferenciální podobě platí i pro nekvazistacionární proudy v lineárních obvodech). Kvůli přítomnosti indukčnosti a/nebo kapacity mezi proudem ve stejnosměrném obvodu i a napětí u obecně dochází k fázovému posunu φ = β - α v závislosti na parametrech obvodu (aktivní odpor r, indukčnost L, kontejnery S) a úhlovou frekvenci ω . Díky fázovému posunu průměrný výkon R T. t., měřeno wattmetrem, je menší než součin efektivních hodnot proudu a napětí: R = IU cos φ .
V obvodu, který neobsahuje ani indukčnost ani kapacitu, je proud ve fázi s napětím ( rýže. 3 ). Ohmův zákon pro efektivní hodnoty v tomto obvodu bude mít stejný tvar jako pro obvod stejnosměrného proudu: I = U/r. Zde r-činný odpor obvodu, určený činným výkonem R, strávené na okruhu: r = P/I2.
Pokud je v obvodu indukčnost L P. t v něm vyvolává samoindukční emf e L=- L. di/dt = - ωLl m cos( ωt + α)= ωLI m hřích( ωt + α - π /2). Samoindukční emf působí proti změnám proudu a v obvodu obsahujícím pouze indukčnost je proud mimo fázi s napětím o čtvrtinu periody, tj. φ =π /2 (rýže. 4 ). Efektivní hodnota e L rovná se E L = IωL=IxL, Kde x L = ωL - indukční reaktance obvodu. Ohmův zákon pro takový obvod má tvar: já = U/x L = U/ωL.
Když kapacita S pod napětím ty pak je jeho náboj stejný q = Cu. Periodické změny napětí způsobují periodické změny náboje a vzniká kapacitní proud i = dq/dt = C․du/dt =(CU m cos( ωt + β ) = ωCU m hřích( ωt + β+ π /2). To znamená, že sinusový stejnosměrný proud procházející kapacitou je ve fázi před napětím na svých svorkách o čtvrtinu periody, tj. φ = -π /2 (rýže. 5 ). Efektivní hodnoty v takovém obvodu jsou ve vztahu já = ω CU = U/x c , Kde x c = 1/ωС- kapacita obvodu.
Pokud se obvod P. t. skládá ze sériového zapojení r, L A S, pak se jeho celkový odpor rovná , Kde x = x L - x c = ωL - 1 / ω C - reaktance obvodu P. t Podle toho má Ohmův zákon tvar: a fázový posun mezi proudem a napětím je určen poměrem reaktance obvodu k aktivní: tg. φ = x/r. V takovém obvodu, pokud se frekvence shoduje ω vynucené kmity vytvořené zdrojem P. t. s rezonanční frekvencí ω 0 = 1/ωL = 1/ ωС) a vzájemně se zcela kompenzují, síla proudu je maximální a je pozorován jev rezonance (viz Oscilační obvod). Za podmínek rezonance mohou napětí na indukčnosti a kapacitě výrazně (často mnohonásobně) převýšit napětí na svorkách obvodu.
Usnadnění výpočtů sinusových napájecích obvodů je dosaženo konstrukcí tzv. vektorových diagramů (viz Vektorový diagram). Vektory sinusového proudu a napětí jsou obvykle označeny tečkou nahoře označení písmen(Já a u, a úhly mezi vektory se rovnají fázovým posunům mezi okamžitými hodnotami odpovídajících veličin. Algebraické sčítání okamžitých hodnot sinusových veličin stejné frekvence odpovídá geometrickému sčítání vektorů těchto veličin. Na rýže. 6
zobrazeno vektorový diagram pro obvod P.T r, L, S. Okamžitá hodnota napětí na svorkách tohoto obvodu je rovna algebraickému součtu napětí na aktivním a reaktance: u = u L + u r + u c, proto, 
π/2 a kapacitní zpoždění za proudem o π
/2 (tedy jsou v protifázi), s sériové připojení se vzájemně částečně kompenzují.
Vektorové diagramy názorně znázorňují průběh výpočtů a slouží k jejich kontrole; jsou postaveny na míru a umožňují graficky určit efektivní napětí U v obvodu a fázový úhel φ.
Kirchhoffova pravidla se používají pro výpočty rozvětvených obvodů kvazistacionárních napájecích systémů. V tomto případě se obvykle používá metoda komplexních veličin (symbolická metoda), která umožňuje vyjádřit v algebraické podobě geometrické operace se stejnosměrnými vektory a aplikovat tak všechny metody pro výpočet stejnosměrných obvodů pro výpočet stejnosměrných obvodů.
Nesinusový výkon v elektrických systémech je obvykle nežádoucí a jsou přijímána speciální opatření k jeho potlačení. Ale v telekomunikačních obvodech, v polovodičových a elektronických zařízeních je nesinusovost vytvářena samotným pracovním procesem. Pokud průměrná hodnota proudu za období není nula, pak obsahuje konstantní složku. Pro analýzu procesů v nesinusových proudových obvodech je reprezentován jako součet jednoduchých harmonických složek, jejichž frekvence se rovnají celočíselným násobkům základní frekvence: I = i 0 + I 1 m hřích( ωt +α 1)+ já 2m hřích( 2ωt + a 2) +... + l km hřích( kωt + α k). Zde já 0- složka konstantního proudu, jsem hřích( ωt + α 1) - první harmonická složka (základní harmonická), zbývajícími členy jsou vyšší harmonické. Výpočet lineárních obvodů nesinusového proudu na principu superpozice (uložení) se provádí pro každou součástku (od r. x L A x c závisí na frekvenci). Algebraické sečtení výsledků takových výpočtů dává okamžitou hodnotu síly (nebo napětí) nesinusového proudu.
lit.: Teoretické základy elektrotechnika, 3. vyd., díl 2, M., 1970; Neiman L.R., Demirchan K.S., Teoretické základy elektrotechniky, sv. 1-2, M.-L., 1966; Kasatkin A.S., Elektrotechnika, 3. vyd., M., 1974; Polivanov K.M., Lineární elektrické obvody se soustředěnými konstantami, M., 1972 (Teoretické základy elektrotechniky, sv. 1).
A. S. Kasatkin.
Velká sovětská encyklopedie. - M.: Sovětská encyklopedie. 1969-1978 .
Podívejte se, co je „střídavý proud“ v jiných slovnících:
V širokém slova smyslu elektrický proud, který se v čase mění. P. t. je vytvořen. napětí. V technologii je proud obvykle chápán jako periodický proud, ve kterém jsou průměrné hodnoty proudu a napětí za období rovny nule. Období T P. t. Fyzická encyklopedie
V širokém smyslu elektrický proud, který se v průběhu času mění; v úzkém periodickém proudu je průměrná hodnota za období nula. Nejčastěji se používá sinusový AC … Velký encyklopedický slovník
AC- Elektrický proud, který se v čase mění. Poznámka: Proměnné jsou definovány stejným způsobem elektrické napětí, elektromotorická síla, magnetický tok atd. [GOST R 52002 2003] Témata elektrotechniky, základní pojmy Synonyma... ... Technická příručka překladatele
Viz AC proud. Samoilov K.I. M. L.: Státní námořní nakladatelství NKVMF SSSR, 1941 ... Marine Dictionary Encyklopedický slovník metalurgie
V širokém smyslu elektrický proud, který se v průběhu času mění; v úzkém periodickém proudu je průměrná hodnota za období nula. Nejčastěji se používá sinusový střídavý proud. * * * STŘÍDAVÝ PROUD STŘÍDAVÝ PROUD, v širokém… … Encyklopedický slovník
Elektrický proud, který periodicky mění sílu a směr. V širokém smyslu je střídavý proud jakýkoli proud, který se mění v čase. Hlavní způsob přenosu elektřiny je spojen s použitím střídavého proudu kvůli relativní... ... Encyklopedie techniky
AC- kintamoji srovė statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. střídavý proud vok. Wechselstrom, m rus. střídavý proud, m pranc. courant alternatif, m … Automatikos terminų žodynas
Co je střídavý proud. Definice střídavého proudu
Střídavý proud je řízený pohyb nabitých částic, jejichž směr pohybu se v pravidelných intervalech obrací. Li D.C. proudí jedním směrem a nemění svou velikost, pak může být střídavý proud momentálně pozitivní a po určité době negativní.
Generátory produkují střídavý proud střídavé napětí, které přeměňují mechanickou energii na elektrickou energii. Forma střídavého proudu může být různá a závisí na jeho účelu. Forma střídavého proudu pro průmyslové účely a pro domácí potřeby obyvatelstva má sinusový charakter.
Má takové vlastnosti, jako je amplituda, frekvence a perioda. Perioda sinusového proudu je jeho úplným cyklem oscilace a je měřena časem, který trvá dokončení jednoho cyklu oscilace. Takové cykly se opakují, a proto se střídavý proud také nazývá cyklický.
Perioda je označena písmenem T a je vyjádřena v sekundách. Dalším parametrem sinusového proudu je frekvence, která je nepřímo úměrná periodě, tj. F = 1/T. Pokud je perioda střídavého proudu 1 sekunda, bude jeho frekvence 1 Hz.
Existují dva standardy AC – 50 Hz a 60 Hz. V Rusku je frekvence sítě 50 Hz a v Kanadě a USA je to 60 Hz. Parametr, jako je amplituda, je určen svou největší hodnotou v určitém časovém období, může mít zápornou nebo kladnou hodnotu.
Co je to třífázový střídavý proud
Pokud dva sinusové signály současně dosáhnou své nejvyšší amplitudy a nuly, pak můžeme říci, že tyto signály mají stejnou fázi, to znamená, že jsou ve fázi. Pokud tyto signály mají různé významy maximum a nula, pak jsou posunuty ve fázi.
U třífázového střídavého proudu jsou tři signály jednofázového sinusového proudu vzájemně posunuté o 120°. Z polyfáze elektrické sítě V zásadě byla jako nejoptimálnější zvolena třífázová síť. Třífázová síť se skládá ze 3 jednofázových sítí.
takhle jednofázová síť v třífázové síti se nazývá fáze. V třífázové síti existují dva možné typy fázových připojení – „trojúhelník“ a „hvězda“. Při připojení hvězdou jsou některé konce generátoru spojeny dohromady a tvoří nulový bod a ostatní vodiče vinutí vedoucí k zátěži se nazývají lineární.
Napětí mezi vodiči vedení a nulovými vodiči se nazývá fázové napětí. A napětí mezi lineárními dráty se nazývá síťové napětí. Nulový vodič se používá v případech nerovnoměrného zatížení, což umožňuje vyrovnání fázového napětí.
Nulový vodič se používá v osvětlovacím okruhu, kde není snadné vytvořit rovnoměrné zatížení, protože ne všechny lampy se zapínají současně a rovnoměrně ve fázích. Mezi fázovým a síťovým napětím existuje vztah: Ul = √3*Uph ≈ 1,73*Uph. V třífázové sítě podle „hvězdového“ obvodu je Ul 380 V a Uph = 220 V.
Pokud je zátěž elektrický obvod podle „hvězdového“ obvodu ve třech fázích je stejný, tj. symetrický, pak v nulovém vodiči není žádný proud, nebo má minimální hodnotu. A pokud je nulový proud nevýznamný, pak je průřez nulového vodiče výrazně menší než průřez lineárního vodiče. Když je zátěž stejná, proud v neutrálu bude nulový.
Neutrál v tomto případě není potřeba. Potom používají schéma zapojení „trojúhelníku“ pro třífázovou síť, kde jsou všechny konce připojeny k začátku vinutí generátoru a tvoří schéma „trojúhelníku“ bez nulového vodiče. V obvodu trojúhelníku, fáze a síťová napětí jsou rovny Ul = Uph a proudy jsou určeny vzorcem - IЛ = √3*IF, kde lineární proud je 1,73krát větší než fázový proud.
Zapojení do trojúhelníku se někdy používá v osvětlení, ale hlavně se tento obvod používá v třífázových sítích s mírnou fázovou nesymetrií. Také těžké spouštění asynchronních elektromotorů se provádí podle schématu „hvězda“, aby se zmenšily velké startovací proud elektromotoru a po dosažení provozního režimu se přepnou na obvod „trojúhelník“.
