Ang alternating current ay hindi nakahanap ng praktikal na gamit sa loob ng mahabang panahon. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga unang generator ng elektrikal na enerhiya ay gumawa ng direktang kasalukuyang, na ganap na nasiyahan sa mga teknolohikal na proseso ng electrochemistry, at ang mga makina. DC may mahusay na mga katangian ng pagsasaayos. Gayunpaman, habang umuunlad ang produksyon, ang direktang kasalukuyang ay naging mas mababa at mas angkop para sa pagtaas ng mga kinakailangan para sa matipid na supply ng kuryente. Ang alternating current ay naging posible upang epektibong hatiin ang elektrikal na enerhiya at baguhin ang boltahe gamit ang mga transformer. Naging posible na makagawa ng kuryente sa malalaking planta ng kuryente kasama ang kasunod na matipid na pamamahagi nito sa mga mamimili, at tumaas ang radius ng suplay ng kuryente.

Sa kasalukuyan, ang sentral na produksyon at pamamahagi ng elektrikal na enerhiya ay isinasagawa pangunahin sa alternating kasalukuyang. Ang mga circuit na may pagbabago - alternating - mga alon ay may ilang mga tampok kumpara sa mga direktang kasalukuyang circuit. Ang mga alternating current at boltahe ay nagdudulot ng alternating electrical at mga magnetic field. Bilang resulta ng mga pagbabago sa mga patlang na ito sa mga circuit, ang mga phenomena ng self-induction at mutual induction ay lumitaw, na may pinakamahalagang epekto sa mga proseso na nagaganap sa mga circuit, na nagpapalubha sa kanilang pagsusuri.

Ang alternating current (boltahe, emf, atbp.) ay isang kasalukuyang (boltahe, emf, atbp.) na nag-iiba sa paglipas ng panahon. Ang mga agos na ang mga halaga ay inuulit sa mga regular na pagitan sa parehong pagkakasunud-sunod ay tinatawag pana-panahon, at ang pinakamaikling yugto ng panahon kung saan sinusunod ang mga pag-uulit na ito ay panahon T. Para sa pana-panahong kasalukuyang mayroon kami

Ang hanay ng mga frequency na ginagamit sa teknolohiya: mula sa ultra-low frequency (0.01-10 Hz - sa mga awtomatikong control system, sa analog computer technology) - hanggang sa ultra-high frequency (3000 ¸ 300000 MHz - millimeter waves: radar, radio astronomy). Sa Russian Federation, dalas ng industriya f= 50Hz.

Ang agarang halaga ng isang variable ay isang function ng oras. Ito ay karaniwang tinutukoy ng isang maliit na titik:

i - agarang halaga kasalukuyang;

u – agarang halaga ng boltahe;

e - agarang halaga ng EMF;

r- agarang halaga ng kapangyarihan.

Ang pinakamalaking instant na halaga ng isang variable sa loob ng isang panahon ay tinatawag na amplitude (ito ay karaniwang tinutukoy malaking titik may index m).

Kasalukuyang amplitude;

Amplitude ng boltahe;

Amplitude ng EMF.

Epektibong halaga AC

Ang halaga ng isang pana-panahong kasalukuyang katumbas ng halaga ng direktang kasalukuyang, na sa isang panahon ay magbubunga ng parehong thermal o electrodynamic na epekto gaya ng periodic current, ay tinatawag na epektibong halaga panaka-nakang kasalukuyang:

Ang mga epektibong halaga ng EMF at boltahe ay tinutukoy nang katulad.

Sinusoidally iba't ibang kasalukuyang

Sa lahat ng posibleng anyo ng panaka-nakang mga alon, ang sinusoidal na kasalukuyang ay pinakalaganap. Kung ikukumpara sa iba pang mga uri ng kasalukuyang, ang sinusoidal current ay may kalamangan na pinapayagan nito, sa pangkalahatan, ang pinaka-ekonomiko na produksyon, paghahatid, pamamahagi at paggamit ng elektrikal na enerhiya. Kapag ginamit lang sinusoidal na kasalukuyang posible na mapanatili ang hindi nagbabago ang mga hugis ng boltahe at kasalukuyang mga kurba sa lahat ng mga seksyon ng isang kumplikadong linear circuit. Ang teorya ng sinusoidal current ay ang susi sa pag-unawa sa teorya ng iba pang mga circuit.

Larawan ng sinusoidal emf, boltahe at agos sa Cartesian coordinate plane

Ang mga sinusoidal na alon at boltahe ay maaaring ilarawan nang graphical, nakasulat gamit ang mga equation na may mga function na trigonometriko, na kinakatawan bilang mga vector sa isang Cartesian plane o mga kumplikadong numero.

Ipinapakita sa Fig. 1, 2 graph ng dalawang sinusoidal EMF e 1 At e 2 tumutugma sa mga equation:

Ang mga halaga ng mga argumento ng sinusoidal function ay tinatawag mga yugto sinusoid, at ang halaga ng phase sa paunang oras (t=0): At- paunang yugto( ).

Ang dami na nagpapakilala sa rate ng pagbabago ng anggulo ng phase ay tinatawag dalas ng anggular. Dahil ang anggulo ng phase ng isang sinusoid sa isang panahon T nagbabago sa pamamagitan ng rad., pagkatapos ay ang angular frequency ay , Saan f– dalas.

Kung isinasaalang-alang ang dalawang sinusoidal na dami ng parehong dalas nang magkasama, ang pagkakaiba sa kanilang mga anggulo ng phase, katumbas ng pagkakaiba sa mga paunang yugto, ay tinatawag anggulo ng phase.

Para sa sinusoidal EMF e 1 At e 2 anggulo ng phase:

Vector na imahe ng sinusoidally iba't ibang dami

Sa eroplano ng Cartesian, mula sa pinagmulan ng mga coordinate, gumuhit ng mga vector na katumbas ng magnitude sa mga halaga ng amplitude ng mga sinusoidal na dami, at paikutin ang mga vector na ito nang pakaliwa ( sa TOE direksyong ito kinuha bilang positibo) na may angular frequency na katumbas ng w. Ang anggulo ng phase sa panahon ng pag-ikot ay sinusukat mula sa positibong semi-axis ng abscissa. Ang mga projection ng umiikot na mga vector papunta sa ordinate axis ay katumbas ng mga agarang halaga ng emf e 1 At e 2 (Larawan 3). Ang isang set ng mga vectors na kumakatawan sa sinusoidally varying emfs, voltages at currents ay tinatawag mga diagram ng vector. Kapag gumagawa ng mga diagram ng vector, maginhawang ilagay ang mga vector sa paunang sandali ng oras (t=0), na sumusunod mula sa pagkakapantay-pantay ng mga angular na frequency ng sinusoidal na dami at katumbas ng katotohanan na ang Cartesian coordinate system mismo ay umiikot nang counterclockwise sa bilis. w. Kaya, sa coordinate system na ito ang mga vectors ay nakatigil (Fig. 4). Natagpuan ang mga diagram ng vector malawak na aplikasyon kapag sinusuri ang sinusoidal current circuits. Ang kanilang paggamit ay ginagawang mas malinaw at simple ang mga kalkulasyon ng circuit. Ang pagpapasimple na ito ay nakasalalay sa katotohanan na ang pagdaragdag at pagbabawas ng mga agarang halaga ng mga dami ay maaaring mapalitan ng pagdaragdag at pagbabawas ng kaukulang mga vector.

Hayaan, halimbawa, sa punto ng sangay ng circuit (Larawan 5) ang kabuuang kasalukuyang ay katumbas ng kabuuan ng mga alon ng dalawang sangay:

Ang bawat isa sa mga alon na ito ay sinusoidal at maaaring kinakatawan ng equation

Ang resultang kasalukuyang ay magiging sinusoidal din:

Ang pagtukoy sa amplitude at paunang yugto ng kasalukuyang ito sa pamamagitan ng naaangkop na mga pagbabagong trigonometriko ay lumalabas na medyo mahirap at hindi masyadong nakikita, lalo na kung ang isang malaking bilang ng mga sinusoidal na dami ay summed. Ito ay mas madaling gawin gamit ang isang vector diagram. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 6 ang mga paunang posisyon ng kasalukuyang mga vector, ang mga projection kung saan papunta sa ordinate axis ay nagbibigay ng agarang kasalukuyang mga halaga para sa t=0. Kapag ang mga vectors na ito ay umiikot na may parehong angular na bilis w ang kanilang kamag-anak na posisyon ay hindi nagbabago, at ang anggulo ng paglipat ng phase sa pagitan nila ay nananatiling pantay.

Dahil ang algebraic sum ng projection ng mga vectors papunta sa ordinate axis ay katumbas ng instantaneous value kabuuang kasalukuyang, ang kabuuang kasalukuyang vector ay katumbas ng geometric na kabuuan ng kasalukuyang mga vector:

.

Ang pag-plot ng isang vector diagram sa sukat ay nagbibigay-daan sa mga halaga ng u na matukoy mula sa diagram, pagkatapos kung saan ang isang solusyon para sa instant na halaga ay maaaring isulat sa pamamagitan ng pormal na pagsasaalang-alang sa angular frequency:.

Ang isang alternating sinusoidal current ay may iba't ibang mga instant na halaga sa isang panahon.

Natural na magtanong: anong kasalukuyang halaga ang susukatin ng isang ammeter na konektado sa circuit? Kapag kinakalkula ang mga circuit ng AC, pati na rin kung kailan mga pagsukat ng kuryente

Hindi maginhawang gumamit ng madalian o amplitude na mga halaga ng mga alon at boltahe, at ang kanilang mga average na halaga sa isang panahon ay katumbas ng zero. Bilang karagdagan, ang elektrikal na epekto ng isang pana-panahong pagbabago ng kasalukuyang (ang dami ng init na inilabas, ang gawaing ginawa, atbp.) Ay hindi maaaring hatulan ng amplitude ng kasalukuyang ito. Ito ay naging pinaka-maginhawa upang ipakilala ang mga konsepto ng tinatawag na.

Ang mga konseptong ito ay batay sa thermal (o mekanikal) na epekto ng kasalukuyang, independiyente sa direksyon nito. halaga ng RMS ng alternating current

- ito ang halaga ng direktang kasalukuyang kung saan sa panahon ng alternating current ang parehong dami ng init ay inilabas sa konduktor tulad ng sa alternating current.

Upang suriin ang epekto na ginawa ng alternating current, inihambing namin ang epekto nito sa thermal effect ng direktang kasalukuyang.

Ang kapangyarihan P ng direktang kasalukuyang I na dumadaan sa paglaban r ay magiging P = P 2 r.

Ang AC power ay ipapakita bilang ang average na epekto ng instantaneous power I 2 r sa buong panahon o ang average na halaga ng (Im x sinωt) 2 x r sa parehong oras.

Hayaang ang average na halaga ng t2 para sa panahon ay M. Pagtutumbas ng kapangyarihan ng direktang kasalukuyang at kapangyarihan sa alternating current, mayroon tayong: I 2 r = Mr, wherece I = √M,

Ang dami I ay tinatawag na epektibong halaga ng alternating current.

Ang average na halaga ng i2 sa alternating current ay tinutukoy bilang mga sumusunod.

Bumuo tayo ng sinusoidal curve ng kasalukuyang pagbabago.

Sa pamamagitan ng pag-squaring sa bawat instant na kasalukuyang halaga, nakakakuha tayo ng curve ng P laban sa oras.

halaga ng RMS ng alternating current

Ang parehong mga kalahati ng curve na ito ay nasa itaas ng pahalang na axis, dahil ang mga negatibong halaga ng kasalukuyang (-i) sa ikalawang kalahati ng panahon, kapag naka-squad, ay nagbibigay ng mga positibong halaga.

Bumuo tayo ng isang parihaba na may base T at isang lugar na katumbas ng lugar na hangganan ng curve i 2 at ang horizontal axis. Ang taas ng rectangle M ay tumutugma sa average na halaga ng P para sa panahon. Ang halagang ito para sa panahon, na kinakalkula gamit ang mas mataas na matematika, ay magiging katumbas ng 1/2I 2 m.

Samakatuwid, M = 1/2I 2 m

Dahil ang epektibong halaga ng I alternating current ay I = √M, at sa wakas ay I = Im / √2 Katulad nito, ang ugnayan sa pagitan ng epektibo at amplitude na mga halaga para sa boltahe U at E ay may anyo: U = Um / √2,E= Em / √2

Ang mga epektibong halaga ng mga variable ay ipinahiwatig

sa malalaking titik

Kapag gumagawa ng mga diagram ng vector, mas maginhawang i-plot hindi ang amplitude, ngunit ang mga epektibong halaga ng mga vector. Upang gawin ito, ang mga haba ng mga vector ay binabawasan ng √2 beses.

Hindi nito binabago ang lokasyon ng mga vector sa diagram. Ang pisikal na kahulugan ng mga konseptong ito ay humigit-kumulang kapareho ng pisikal na kahulugan ng average na bilis o iba pang dami na naa-average sa paglipas ng panahon. Sa iba't ibang mga punto sa oras, ang lakas ng alternating current at ang boltahe nito ay tumatagal iba't ibang kahulugan

, samakatuwid, ang pakikipag-usap tungkol sa lakas ng alternating current sa pangkalahatan ay maaari lamang maging kondisyonal. Sa parehong oras, ito ay medyo halata na iba't ibang agos may iba't ibang katangian ng enerhiya - gumagawa sila iba't ibang trabaho

sa parehong yugto ng panahon. Ang gawaing ginawa ng kasalukuyang ay kinuha bilang batayan para sa pagtukoy ng epektibong halaga ng kasalukuyang. Ang mga ito ay itinakda para sa isang tiyak na tagal ng panahon at kalkulahin ang gawaing ginawa sa pamamagitan ng alternating current sa panahong ito. Pagkatapos, alam ang gawaing ito, nagsasagawa sila ng reverse na pagkalkula: nalaman nila ang lakas ng direktang kasalukuyang na magbubunga ng katulad na gawain sa parehong yugto ng panahon. Ibig sabihin, gumaganap sila ng average sa kapangyarihan. Ang kinakalkula na puwersa ng isang direktang kasalukuyang hypothetically na dumadaloy sa parehong konduktor, na gumagawa ng parehong gawain, ay ang epektibong halaga ng orihinal na alternating current. Ang parehong naaangkop sa pag-igting. Ang pagkalkula na ito ay bumababa sa pagtukoy ng halaga ng naturang integral: Saan ito nanggaling? ang formula na ito

? Mula sa kilalang formula para sa kasalukuyang kapangyarihan, na ipinahayag sa pamamagitan ng parisukat ng lakas nito.

Ang mga epektibong halaga ng periodic at sinusoidal na alon