التيار المتناوب. تيار كهربائي متناوب
الاهتزازات الكهرومغناطيسية، مثل الاهتزازات الميكانيكية، هي من نوعين: حرة وقسرية.
ذبذبات كهرومغناطيسية حرة، ذبذبات مخمدّة دائمًا. لذلك، في الممارسة العملية، لا يتم استخدامها أبدا. بينما تستخدم الاهتزازات القسرية في كل مكان وفي كل مكان. كل يوم، أنت وأنا يمكننا أن نلاحظ هذه التقلبات.
تيار كهربائي متناوب
جميع شققنا مضاءة بالتيار المتردد. التيار المتردد ليس أكثر من تذبذبات كهرومغناطيسية قسرية. سوف يتغير التيار والجهد بمرور الوقت وفقًا للقانون التوافقي. يمكن اكتشاف التقلبات، على سبيل المثال، في الجهد عن طريق تطبيق الجهد من منفذ إلى راسم الذبذبات.
ستظهر موجة جيبية على شاشة راسم الذبذبات. يمكن حساب تردد التيار المتردد. سيكون مساويا لتردد التذبذبات الكهرومغناطيسية. من المفترض أن يكون التردد القياسي للتيار المتردد الصناعي 50 هرتز. أي أنه خلال ثانية واحدة يتغير اتجاه التيار في المقبس 50 مرة. تستخدم الشبكات الصناعية الأمريكية تردد 60 هرتز.
سيؤدي التغير في الجهد عند نهايات الدائرة إلى تغير في قوة التيار في دائرة الدائرة التذبذبية. وينبغي أن يكون مفهوما أن التغيير الحقل الكهربائيلا يحدث على الفور طوال السلسلة بأكملها.
ولكن بما أن هذا الوقت أقل بكثير من فترة تقلب الجهد في نهايات الدائرة، فمن المعتقد عادة أن الحقل الكهربائيفي الدائرة يتغير على الفور مع تغير الجهد في نهايات الدائرة.
يتم إنشاء الجهد المتردد في المخرج بواسطة المولدات الموجودة في محطات توليد الطاقة. يمكن اعتبار أبسط مولد إطارًا سلكيًا يدور في مجال مغناطيسي موحد.
سيتغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة باستمرار وسيكون متناسبًا مع جيب تمام الزاوية بين ناقل الحث المغناطيسي والعادي للإطار. إذا كان الإطار يدور بشكل منتظم، فإن الزاوية ستكون متناسبة مع الزمن.
وبالتالي فإن التدفق المغناطيسي سيتغير وفقاً للقانون التوافقي:
Ф = B*S*cos(ω*t)
معدل تغير التدفق المغناطيسي، المأخوذ بالإشارة المعاكسة، وفقًا لقانون EMR، سيكون مساويًا للقوة الدافعة الكهربية المستحثة.
Ei = -Ф' = Em*sin(ω*t).
إذا تم توصيل دائرة تذبذبية بالإطار، فإن السرعة الزاوية لدوران الإطار ستحدد تردد تذبذبات الجهد في أقسام مختلفة من الدائرة وقوة التيار. في ما يلي، سوف ننظر فقط في التذبذبات الكهرومغناطيسية القسرية.
يتم وصفها بالصيغ التالية:
ش = أم*الخطيئة(ω*ر)،
ش = أم*كوس(ω*ر)
هنا Um هو سعة تقلبات الجهد. يتغير الجهد والتيار بنفس التردد ω. لكن تقلبات الجهد لن تتزامن دائمًا مع التقلبات الحالية، لذلك من الأفضل استخدام صيغة أكثر عمومية:
I = Im*sin(ω*t +φ)، حيث Im هي سعة تقلبات التيار، وφ هو تحول الطور بين تقلبات التيار والجهد.
التيار المتناوب- وهذا بالمعنى الواسع كهرباء، تتغير مع مرور الوقت. في أغلب الأحيان، يحدث هذا التغيير وفقًا للقانون الجيبي أنا = أنا 0الخطيئة( ω ر+φ). هذا هو بالضبط التيار الذي تولده مصادر التيار الصناعي.
في المقاطع المختلفة للموصل الخطي، تكون شدة التيار هي نفسها، ولكنها تختلف بمرور الوقت وفقًا لاختلاف القانون الدوري. يتم تكرار كل قيمة حالية بعد فترة من الزمن تي = 2π/ ω, من اتصل بيت الفترة, والحجم ω — التردد الزاوي. استقرار التردد هو نوعية مهمة للتيار المتردد. حجة الجيب هي الكمية ω ر + φ - مُسَمًّى مرحلة(من المفيد التجريد من المعنى الهندسي للجيب وعدم إدراك حجة الجيب كزاوية معينة).
مع تيار ثابت، تتحرك الإلكترونات في موصل رقيق مثل الماء في الأنبوب، ولكن عند التيار المتناوبيقوم كل منهم بحركة تذبذبية على طول الموصل هزاز توافقي.سعة هذه التذبذبات صغيرة جدًا، وداخل موصل واحد، تتأرجح جميع الإلكترونات في الطور، أي بشكل متزامن. إذا لمصدر مع الجهد شيتم توصيل دائرة تحتوي على مكثف، ثم (النتيجة قانون أوم)
ش =الأشعة تحت الحمراء + (ف/ج) —ε.
هنا الحد الأول على الجانب الأيمن هو انخفاض الجهد عبر المقاومة، والثاني - عبر المكثف ( س- شحنة المكثف)، ثالث - المجالات الكهرومغناطيسية للقوى الخارجية المؤثرة في المنطقة قيد النظر. قوة،المخصصة في هذه السلسلة تحددها المساواة
ن =واجهة المستخدم
هذا وظيفة،الذي ينفذه المصدر لكل وحدة زمنية.
لو ش— AC الجهد, ش =ش 0خطيئة ω ر،أ ε — EMF من الحث الذاتي، ε = - ل(Δأنا/Δt)،يتدفق التيار المتردد عبر الدائرة: أنا =أنا 0-خطيئة (ω ر + φ), و
أنا 0 = يو 0 /√ (ر2 + (لω — 1 / ω ج) 2)،
tgφ = (1 / ω ج-ω ل)/ر.
إذا لم يكن هناك مكثف، يجب عليك وضعه 1 / ج = 0. ومن الصيغة ومع مراعاة الصيغة نجد:
ن = واجهة المستخدم = ش 0خطيئة ω ر × أنا 0خطيئة (ω ر+φ ) = ش 0 أنا 0 (خطيئة 2 ω ر×كوس φ + خطيئة ω ركوس ω رخطيئة φ ).
هذه هي قيمة الطاقة في ذلك الوقت ر.متوسط قيمة الطاقة خلال الفترة يساوي:
(متوسط قيمة مربع جيب التمام خلال الفترة هو ½، وحاصل ضرب الجيب وجيب التمام هو صفر). يو تأثير =ش 0 /√2, أنا إف = أنا 0 /√2 وتسمى القيم الفعالةجهد التيار المتردد والتيار. هذه هي الكميات المقصودة عند الحديث عن قوة وجهد التيار المتردد. المواد من الموقع
يجب أن يكون هناك صندوق بحشوة غير معروفة. على نقطةموصل ذو قوة تيار يدخل الصندوق عند نقطة مابيخرج موصل بنفس قوة التيار. الفولتميتر يظهر الجهديو فعالبين النقاطأوب.تحدد الصيغة الطاقة المتحررة في الصندوق. إذا كانت هذه القوة إيجابية (كوسφ > 0)، فإما أن يتم إطلاق الحرارة في الصندوق، أو يتم إخفاء محرك كهربائي، يقوم بالعمل المقابل، أو كليهما. لوكوسφ < 0, то в ящике скрыт генератор тока. Ес-ли мощность близка к ну-лю, а ток не равен нулю, в ящике находится конден-сатор или катушка с большой индуктивностью. (Выделяемая мощность положительна, если в дан-ный момент ток течет в сторону меньшего потен-циала.)
عندما لا يكون هناك تحميل، التيار في اللف الابتدائي محوليتم تحديده من خلال الصيغ، مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن 1 /C = 0، واستهلاك الطاقة - حسب الصيغة. فرق الطورφ قريب من -π/2، واستهلاك الطاقة منخفض. عند توصيل الحمل، يظهر تيار في الملف الثانوي، مما يؤدي إلى توليد تيار إضافي في الملف الأولي. يتغير فرق الطور ويزداد استهلاك الطاقة.
يوجد في هذه الصفحة مواد حول المواضيع التالية:
يوضح الرسم البياني الأيسر أدناه اتصال اثنين من الثنائيات في دائرة التيار المتردد. في هذه الحالة، تمر الأجزاء العلوية من الموجة الجيبية عبر الصمام الثنائي العلوي (في اتجاه "السهم")، ولا تمر الأجزاء السفلية من الموجة الجيبية عبر الصمام الثنائي السفلي (مقابل "السهم" الخاص به). وهكذا اتضح تيار نبضي أحادي الاتجاهونصف الطاقة الأصلية بالضبط لا تصل إلى المستهلك، حيث تتشكل "سهول" ذات تيار صفري. بالنسبة لأولئك المهتمين بشكل خاص بالفيزياء، نلاحظ أن النتيجة نفسها بالضبط ستكون إذا تركت صمامًا ثنائيًا واحدًا فقط، أيًا كان.
يوضح الرسم البياني الأيمن إدراج أربعة الثنائيات وفقا لما يسمى دائرة الجسر. إنه أكثر فائدة مقارنة بالواحد السابق: تمر الثنائيات في أزواج بالأجزاء العلوية والسفلية من الموجة الجيبية، على التوالي، إلى المحطات "+" و "-". نتيجة لذلك، من التيار المتردد الأولي، على الرسم البياني الذي يمكن تمييزه بشكل مشروط "التلال والوديان"، على الرسم البياني للتيار أحادي الاتجاه الناتج، يتم تشكيل "ليس التلال والسهول"، ولكن "التلال المزدوجة". وهذا يعني أن كل قوة التيار الأصلي تصل الآن إلى المستهلك.
وفي الختام، دعونا ننظر في كيفية تطبيق قانون جول لينز على التيار غير الثابت س=I²Rt، واصفا التأثير الحراري للتيار. ماذا لو كانت القوة الحالية تتغير باستمرار؟ من الضروري استبداله بتيار ثابت مشروط ينتج عنه نفس التأثير الحراري. في الفيزياء، تسمى هذه القيمة الحالية الثابتة المشروطة مقابل(الفعالة والتشغيلية) قيمة القوة ليست كذلك التيار المباشر.
تعريف: القيمة المكافئة للتيار المتقطعيساوي قيمة هذا التيار المباشر، الذي يمر بنفس المقاومة، ويطلق نفس كمية الحرارة فيه في نفس الوقت.وهي قيمة التيار المكافئة التي توضحها لنا جميع أجهزة القياس. وينطبق الشيء نفسه على الجهد والفولتميتر. لذلك، من الممكن تحديد القيم المكافئة للتيارات غير الثابتة قياسات السعرات الحرارية(انظر § 06-ج).
- ديود أشباه الموصلات – الأجهزة الكهربائية, ...
- يوجد على النصف الأيسر من كلا المخططين ...
- عند تطبيق تيار جيبي على "مدخل" الدائرة ذات الثنائيات في المخطط الأيسر، يحدث ما يلي: ...
- الثنائيات التي تفصل الدائرة عن التيار الجيبيمن الجانب الأيمن من السلسلة، يؤدي في النهاية إلى حقيقة أن...
- يتم تحقيق النقل الزوجي لكلا الجزأين من الجيوب الأنفية في ...
- إن استخدام أربعة صمامات ثنائية بالضبط يؤدي في النهاية إلى حقيقة أن...
- ل التيارات المتناوبةيمكن أن تستخدم أيضا...
- لتطبيق قانون جول لينز في حالة شدة التيار المتغيرة، من الضروري...
- تسمى القيمة الحالية الثابتة المشروطة التي تؤدي إلى نفس التأثير الحراري ...
- دعونا نتذكر: القيمة المكافئة للتيار غير المباشر هي مثل هذه القيمة...
- قارن بشكل تجريبي بين القيم المكافئة لأي تيارين...