Общие сведения. Лабораторное занятие

Лабораторное занятие

Параметры синусоидального напряжения (тока)

Общие сведения

Переменный ток, в противоположность постоянному току, периодически меняет свое направление. Кривая (функция), переменного тока или напряжения, соответственно, может иметь различную форму. На рисунке 11.1 показаны некоторые из типичных для электротехники и электроники функций. Кроме того, различают однофазные и многофазные переменные напряжения и токи. Например, электроснабжение массовых потребителей осуществляется, как правило, посредством трехфазного синусоидального тока. Однако, при использовании в цепях электроснабжения нелинейных элементов (насыщающихся дросселей и трансформаторов, полупроводниковых приборов) форма токов может отличаться от синусоидальной. В электронных цепях используются самые разнообразные формы сигналов (прямоугольные, пилообразные, треугольные и другие)

Наиболее важными параметрами переменных токов и напряжений являются частота, амплитуда, среднеквадратическое (действующее) значение, фазовый сдвиг (угол) и мощность.

На рисунке 11.2показаны синусоидальные напряжение и ток как функции времени.

В течение одного периода Т напряжение последовательно оказывается равным нулю, положительному максимуму (амплитудное значение) U_m,затем нулю, отрицательному максимуму и снова нулю.

Аналогично выглядит график изменения тока, но в общем случае он может быть сдвинут во времени относительно напряжения (отставать от напряжения или опережать его).

 

Рисунок 11.2

Мгновенные значения синусоидальных напряжения u и тока i выражаются так:

u = U_m • sin ( w t+ y _u), i = I_m • sin ( w t+ y _i),

Другие параметры синусоидальных величии и формулы для их вычисления приведены ниже.

Разность фаз напряжения и тока (фазовый сдвиг): j = y _u – y _i, где y _u и y _i – начальные фазы напряжения и тока.

Частота f в Герцах (Гц) выражается как число периодов в секунду:

f = 1/T.

Угловая частотаw в рад/с равна: w = 2• p •f.

Действующие значения синусоидальных величин:

I = I_m / Ö2, U = U_m / Ö2.

На рисунке 11.2 показано изображение синусоидальных тока и напряжения в виде векторов. Длина вектора соответствует действующему или амплитудному значению, а угол по отношению к произвольно выбранному началу отсчёта углов – начальной фазе синусоидальной величины.