Переменный ток. Переменный электрический ток Как наша прожила б планета, Как люди жили бы на ней Без теплоты, магнита, света и электрических лучей

• Название: Переменный электрический ток Как наша прожила б планета, Как люди жили бы на ней Без теплоты, магнита, света и электрических лучей
• Анкор: Переменный ток
• Дата: 19.10.2022
• Размер: 2.46 Mb.
• Имя файла: Переменный ток.pptx
• Тип: Документы; #741440

Переменный электрический ток

Как наша прожила б планета,

Как люди жили бы на ней

Без теплоты, магнита, света

И электрических лучей?

Адам Мицкевич

Картофелечистка

Протирочная машина

Электромясорубка

Тестомесильная машина

Хлеборезка

Электрический ток величина и направление которого меняются с течением времени называется переменным.

Переменный электрический ток

представляет собой

вынужденные

электромагнитные

колебания.

Стандартная частота промышленного переменного тока равна 50 Гц. Это означает, что на протяжении 1 с ток 50 раз идет в одну сторону и 50 раз — в противоположную. Частота 50 Гц принята для промышленного тока во многих странах мира. В США принята частота 60 Гц.

Переменное напряжение в гнездах розетки осветительной сети создается генераторами на электростанциях. Проволочную рамку, вращающуюся в постоянном однородном магнитном поле, можно рассматривать как простейшую модель генератора переменного тока.

Преобразования энергии в электрогенераторах

• В электрогенераторах осуществляется преобразование механической энергии в электрическую.
• Генераторы приводятся во вращение с помощью
• паровых,
• гидравлических,
• газовых турбин,
• двигателей внутреннего сгорания и других первичных двигателей.

Индукционный генератор переменного тока – устройство для получения переменного электрического тока

• Принцип действия генератора основан на явлении электромагнитной индукции.
• Статор неподвижная часть генератора, (состоит из сердечника и обмоток).
• Ротор - подвижная часть генератора (электромагнит)
• Вал вращает ротор, Магнитное поле , пронизывающее обмотки статора меняется, в них возникает индукционный ток.
• Для подачи тока в обмотки ротора используют контактные кольца и щетки.

Согласно закону Фарадея, при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего контур, в контуре возникает ЭДС индукции. Используя понятие производной, уточняем формулу для закона электромагнитной индукции

При изменении магнитного потока, пронизывающего контур, ЭДС индукции также изменяется со временем по закону синуса (или косинуса).

• максимальное значение

или амплитуда ЭДС.

Если рамка содержит N витков, то амплитуда возрастает в N раз.

Подключив источник переменной ЭДС к концам проводника, мы создадим на них переменное напряжение:

Q= I2Rt

Электрический ток нагревает провода линии электропередачи. При очень большой длине линии, передача энергии может стать экономически невыгодной. Снизить сопротивление линии весьма трудно.

Для сохранения передаваемой мощности нужно повысить напряжение в линии передачи .

Для этой цели используют трансформатор.

Передача электроэнергии

Назначение трансформаторов

Преобразование переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности, осуществляется с помощью трансформаторов.

трансформатор был изобретен в 1876 г. русским ученым П. Н. Яблочковым

Устройство трансформатора

Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками.

Условное обозначение трансформатора

• Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток в первичной обмотке создает переменное магнитное поле. Оно сосредоточено в основном внутри стального сердечника, так что обе обмотки пронизываются одним и тем же переменным магнитным потоком. Поэтому вследствие явления электромагнитной индукции в каждом витке каждой обмотки возникает одна и та же ЭДС индукции.
• Суммарная ЭДС в каждой из катушек равна сумме ЭДС во всех ее витках, так как витки соединены друг с другом последовательно. Поэтому отношение напряжений U1 и U2 на вторичной и первичной обмотках равно отношению числа витков в них: U2 / U1 = N2 / N1.

Трансформатор

• Для амплитудных значений напряжений на обмотках можно записать:
• Коэффициент K = N2 / N1 есть коэффициент трансформации.
• При K > 1 трансформатор называется понижающим.
• при K < 1 –повышающим,

Применение трансформаторов

• Мощные трехфазные трансформаторы используются в линиях передач электроэнергии на большие расстояния.
• Для уменьшения потерь на нагревание проводов необходимо уменьшить силу тока в линии передачи, и, следовательно, увеличить напряжение.
• Линии электропередачи строятся в расчете на напряжение 400–500 кВ,
• в линиях используется трехфазный ток частотой 50 Гц.

Реши задачи .

Задача 3:

Коэффициент трансформации трансформатора равен 5. Число витков в первичной катушке равно 1000, а напряжение во вторичной катушке - 20 В.

Определите число витков во вторичной катушке и напряжение в первичной катушке. Определите вид трансформатора?

задача

Первичная обмотка трансформатора содержит 100 витков и к ней подведено переменное напряжение 30 В. Сколько витков должна содержать вторичная обмотка, чтобы в ней наводилось напряжение 60В ?

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

Рамка, имеющая 100 витков, вращается с частотой 15 Гц в однородном магнитном поле индукцией 0,2 Тл. Чему равна площадь рамки, если ампли-тудное значение возникающей в ней ЭДС 45 В?

ДАНО:

N=100 шт

ν=15 Гц

В=0,2 Тл

εm =45 В

S - ?

РЕШЕНИЕ:

e = εm sinωt

εm = BS ω

ω = 2π/T= 2π ν

εm = BS 2π ν (1 виток)

εmn = BSN 2π ν

S = εmn /(BN 2π ν)

ВЫЧИСЛЕНИЕ:

РАЗМЕРНОСТЬ:

ОТВЕТ: S = 0,024 м2

Действующие значения напряжения

и силы тока

Когда говорят, что напряжение в городской электрической сети составляет 220 В, то речь идёт не о мгновенном значении напряжения и не его амплитудном значении, а о так называемом действующем значении.

Когда на электроприборах указывают силу тока, на которую они рассчитаны, то также имеют в виду действующее значение силы тока.

ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ

Действующее значение силы переменного тока равно силе постоянного тока, выделяющего в проводнике то же количество теплоты, что и переменный ток за то же время.

Действующее значение напряжения:

Мощность в цепи переменного тока

Действующие значения напряжения и силы тока фиксируются электроизмерительными приборами и позволяют непосредственно вычислять мощность переменного тока в цепи.

Мощность в цепи переменного тока определяется теми же соотношениями, что и мощность постоянного тока, в которые вместо силы постоянного тока и постоянного напряжения подставляют соответствующие действующие значения:

Когда между напряжением и силой тока существует сдвиг фаз, мощность определяется по формуле:

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Учебник:

§ 21, вопросы, формулы, понятия

Задачи 1 2 3