Mengenai arus ulang alik dan voltan. Penjelasan tentang perbezaan arus terus dengan arus ulang alik

Orang yang lebih kurang biasa dengan kejuruteraan elektrik dengan mudah boleh menjawab soalan tentang arus di saluran keluar. Sudah tentu ia berubah-ubah. Elektrik jenis ini lebih mudah untuk dihasilkan dan dihantar pada jarak yang jauh, dan oleh itu pilihan yang memihak kepada arus ulang alik adalah jelas.

Jenis-jenis arus

Terdapat dua jenis arus - terus dan berselang-seli. Untuk memahami perbezaan dan menentukan sama ada alur keluar mempunyai arus terus atau ulang alik, anda harus menyelidiki beberapa ciri teknikal. Arus ulang alik mempunyai sifat berubah arah dan magnitud. Arus terus mempunyai kualiti yang stabil dan arah pergerakan zarah bercas.

Arus ulang alik keluar dari penjana loji kuasa dengan voltan 220-440 ribu volt. Apabila menghampiri bangunan pangsapuri, arus dikurangkan kepada 12 ribu volt, dan di stesen pengubah ia ditukar kepada 380 volt. Voltan antara fasa dipanggil linear. Bahagian voltan rendah pencawang injak turun menghasilkan tiga fasa dan wayar sifar (neutral). Pengguna tenaga disambungkan dari salah satu fasa dan wayar neutral. Oleh itu, arus ulang alik fasa tunggal dengan voltan 220 volt memasuki bangunan.

Gambar rajah pengagihan elektrik antara rumah dibentangkan di bawah:

Di rumah, elektrik dibekalkan ke meter, dan kemudian melalui mesin automatik ke kotak setiap bilik. Kotak mengandungi pendawaian di seluruh bilik untuk beberapa litar - soket elektrik dan peralatan pencahayaan. Mesin boleh disediakan satu untuk setiap bilik atau satu untuk setiap litar. Dengan mengambil kira berapa banyak ampere yang direka bentuk untuk alur keluar, ia boleh dimasukkan ke dalam kumpulan atau disambungkan ke pemutus litar khusus.

Arus ulang alik menyumbang kira-kira 90% daripada semua tenaga elektrik yang digunakan. Graviti tentu yang tinggi adalah disebabkan oleh keanehan jenis arus ini - ia boleh diangkut pada jarak yang jauh dengan menukar voltan di pencawang kepada parameter yang diperlukan.

Sumber arus terus paling kerap adalah bateri, sel galvanik, panel solar, termokopel. Arus terus digunakan secara meluas dalam rangkaian tempatan pengangkutan kereta dan udara, dalam litar elektrik komputer, sistem automatik, peralatan radio dan televisyen. Arus terus digunakan dalam rangkaian hubungan pengangkutan kereta api, serta pada pemasangan kapal.

Catatan! Arus terus digunakan dalam semua peranti elektronik.

Rajah di bawah menunjukkan perbezaan asas antara arus terus dan arus ulang alik.

Parameter rangkaian elektrik rumah

Parameter utama elektrik ialah voltan dan kekerapannya. Voltan standard untuk rangkaian elektrik rumah ialah 220 volt. Kekerapan yang diterima umum ialah 50 hertz. Walau bagaimanapun, di Amerika Syarikat nilai frekuensi yang berbeza digunakan - 60 hertz. Parameter frekuensi ditetapkan oleh peralatan penjanaan dan tidak berubah.

Voltan dalam rangkaian rumah atau apartmen tertentu mungkin berbeza daripada nilai nominal (220 volt). Penunjuk ini dipengaruhi oleh keadaan teknikal peralatan, beban rangkaian, dan beban pencawang. Akibatnya, voltan mungkin menyimpang daripada parameter yang ditentukan dalam satu arah atau yang lain sebanyak 20-25 volt.

Lonjakan voltan memberi kesan negatif terhadap prestasi perkakas rumah elektrik, jadi adalah disyorkan bahawa sambungan ke rangkaian rumah dibuat melalui penstabil voltan.

Beban semasa

Semua soket mempunyai tanda tertentu, yang mana anda boleh menilai beban semasa yang dibenarkan. Sebagai contoh, sebutan "5A" menunjukkan arus maksimum 5 ampere. Penunjuk yang boleh diterima mesti dipatuhi, kerana jika tidak, peralatan mungkin gagal, termasuk kebakaran.

Tanda-tanda pada soket ditunjukkan dalam rajah di bawah:

Semua peralatan elektrik yang dijual secara sah disertakan dengan pasport yang menunjukkan penggunaan kuasa atau penarafan beban semasa. Pengguna elektrik terbesar ialah peralatan rumah seperti penghawa dingin, ketuhar gelombang mikro, mesin basuh, dapur elektrik dan ketuhar. Untuk operasi biasa, peranti sedemikian memerlukan saluran keluar dengan beban sekurang-kurangnya 16 ampere.

Jika dokumentasi untuk perkakas rumah elektrik tidak mengandungi maklumat tentang ampere yang digunakan (kekuatan semasa dalam salur keluar), nilai yang diperlukan ditentukan menggunakan formula kuasa elektrik:

Penunjuk kuasa berada dalam pasport, voltan rangkaian diketahui. Untuk menentukan penggunaan elektrik, anda perlu membahagikan penunjuk kuasa (hanya ditunjukkan dalam watt) dengan nilai voltan.

Jenis soket

Soket direka untuk mewujudkan hubungan antara rangkaian elektrik dan perkakas rumah. Ia dihasilkan untuk memberikan perlindungan yang boleh dipercayai terhadap sentuhan tidak sengaja dengan unsur hidup. Model moden paling kerap dilengkapi dengan pembumian pelindung, dibentangkan dalam bentuk kenalan berasingan.

Mengikut kaedah pemasangan, terdapat dua jenis soket - terbuka dan tersembunyi. Pilihan jenis soket sebahagian besarnya ditentukan oleh jenis pemasangan. Sebagai contoh, apabila mengatur pendawaian luaran, soket terbuka overhed digunakan. Kelengkapan sedemikian mudah dipasang dan tidak memerlukan ceruk untuk kotak soket. Model terbina dalam lebih menarik dari sudut pandangan estetik dan lebih selamat, kerana elemen pembawa arus terletak di dalam dinding.

Soket berbeza dalam nilai semasa. Kebanyakan unit direka bentuk untuk beroperasi pada 6, 10 atau 16 amp. Model lama buatan Soviet direka untuk hanya 6.3 ampere.

Catatan! Arus maksimum yang mungkin untuk alur keluar mestilah mengikut kuasa pengguna yang disambungkan ke rangkaian elektrik.

Kaedah untuk mengukur voltan dan arus

Untuk mengukur voltan dan arus, kaedah berikut digunakan:

Kaedah paling mudah ialah menyambungkan perkakas elektrik dengan voltan yang sesuai ke saluran keluar. Jika terdapat arus dalam alur keluar, perkakas akan berfungsi.
Penunjuk voltan. Peranti ini boleh menjadi satu tiang dan berbentuk pemutar skru khas. Penunjuk dua kutub dengan sepasang kontaktor juga tersedia. Peranti kutub tunggal mengesan fasa dalam hubungan soket, tetapi tidak mengesan kehadiran atau ketiadaan sifar. Penunjuk bipolar menunjukkan arus antara fasa, serta antara sifar dan fasa.
Multimeter (multitester). Menggunakan penguji khas, pengukuran dibuat bagi sebarang jenis arus yang terdapat dalam alur keluar - kedua-dua berselang-seli dan terus. Periksa juga paras voltan dengan multimeter.
Lampu kawalan. Menggunakan lampu, kehadiran elektrik dalam alur keluar ditentukan, dengan syarat mentol lampu dalam peranti kawalan sepadan dengan voltan dalam alur keluar yang sedang diuji.

Maklumat yang disenaraikan di atas cukup memadai untuk pemahaman umum tentang prinsip mengatur rangkaian elektrik di dalam rumah. Anda harus mula menjalankan apa-apa kerja elektrik hanya dengan mematuhi semua langkah keselamatan dan dengan kelayakan yang sesuai.

Arus ulang alik , berbeza dengan , berubah secara berterusan dalam kedua-dua magnitud dan arah, dan perubahan ini berlaku secara berkala, iaitu, ia betul-betul berulang pada selang masa yang sama.

Untuk mendorong arus sedemikian dalam litar, mereka menggunakan sumber arus ulang-alik yang mencipta emf berselang-seli yang berubah secara berkala dalam magnitud dan arah. Sumber sedemikian dipanggil penjana arus ulang alik.

Dalam Rajah. Rajah 1 menunjukkan gambar rajah peranti (model) yang paling ringkas.

Bingkai segi empat tepat yang diperbuat daripada dawai kuprum dipasang pada paksi dan berputar di medan menggunakan pemacu tali pinggang. Hujung bingkai dipateri ke cincin kenalan tembaga, yang, berputar dengan bingkai, slaid di sepanjang plat kenalan (berus).

Rajah 1. Gambar rajah alternator ringkas

Mari pastikan bahawa peranti sedemikian benar-benar wujud sumber EMF berubah-ubah.

Mari kita andaikan bahawa magnet mencipta antara kutubnya, iaitu, satu di mana ketumpatan garis magnet daya di mana-mana bahagian medan adalah sama. berputar, bingkai itu bersilang dengan garis medan magnet, dan pada setiap sisinya a dan b.

Sisi c dan d bingkai tidak berfungsi, kerana apabila bingkai berputar ia tidak bersilang dengan garis medan magnet dan, oleh itu, tidak mengambil bahagian dalam penciptaan EMF.

Pada bila-bila masa, EMF yang timbul di sisi a adalah bertentangan arah dengan EMF yang timbul di sisi b, tetapi dalam bingkai kedua-dua EMF bertindak mengikut dan secara keseluruhannya membentuk jumlah EMF, iaitu, disebabkan oleh keseluruhan bingkai.

Ini mudah untuk disahkan jika kita menggunakan apa yang kita tahu untuk menentukan arah EMF peraturan tangan kanan.

Untuk melakukan ini, anda perlu meletakkan tapak tangan kanan anda supaya ia menghadap kutub utara magnet, dan ibu jari yang dibengkokkan bertepatan dengan arah pergerakan sisi bingkai itu di mana kita ingin menentukan arah EMF. Kemudian arah EMF di dalamnya akan ditunjukkan oleh jari-jari tangan yang dihulurkan.

Untuk apa jua kedudukan bingkai yang kita tentukan arah EMF di sisi a dan b, ia sentiasa menjumlahkan dan membentuk jumlah EMF dalam bingkai. Dalam kes ini, dengan setiap revolusi bingkai, arah jumlah EMF di dalamnya berubah kepada sebaliknya, kerana setiap sisi kerja bingkai melepasi di bawah kutub magnet yang berbeza dalam satu revolusi.

Magnitud EMF teraruh dalam bingkai juga berubah, kerana kelajuan di mana sisi bingkai bersilang garis medan magnet berubah. Sesungguhnya, pada masa bingkai menghampiri kedudukan menegaknya dan melepasinya, kelajuan persilangan garis daya oleh sisi bingkai adalah paling besar, dan EMF terbesar teraruh dalam bingkai. Pada saat-saat apabila bingkai melepasi kedudukan mendatarnya, sisinya kelihatan meluncur di sepanjang garis daya magnet tanpa melintasinya, dan tiada emf teraruh.

Oleh itu, dengan putaran seragam bingkai, EMF akan teraruh di dalamnya, secara berkala menukar kedua-dua magnitud dan arah.

EMF yang timbul dalam bingkai boleh diukur dengan peranti dan digunakan untuk mencipta arus dalam litar luaran.

Menggunakan , anda boleh mendapatkan emf ulang alik dan, oleh itu, arus ulang alik.

Arus ulang alik adalah untuk tujuan industri dan dihasilkan oleh penjana berkuasa yang digerakkan oleh stim atau turbin air dan enjin pembakaran dalaman.

Perwakilan grafik bagi arus terus dan ulang alik

Kaedah grafik memungkinkan untuk mewakili secara visual proses menukar pembolehubah tertentu bergantung pada masa.

Pembinaan graf pembolehubah yang berubah mengikut masa bermula dengan pembinaan dua garis yang saling berserenjang, dipanggil paksi graf. Kemudian, segmen masa diplot pada paksi mendatar pada skala tertentu, dan pada paksi menegak, juga pada skala tertentu, nilai kuantiti yang grafnya akan diplot (EMF, voltan atau arus).

Dalam Rajah. 2 digambarkan secara grafik arus terus dan ulang alik. Dalam kes ini, kami merancang nilai semasa, dan secara menegak dari titik persilangan paksi O kami memplot nilai semasa satu arah, yang biasanya dipanggil positif, dan turun dari titik ini - dalam arah yang bertentangan, yang biasanya dipanggil negatif.

Rajah 2. Perwakilan grafik arus DC dan AC

Titik O sendiri berfungsi secara serentak sebagai permulaan kira detik nilai semasa (menegak ke bawah dan ke atas) dan masa (mendatar ke kanan). Dalam erti kata lain, titik ini sepadan dengan nilai sifar semasa dan momen awal dalam masa dari mana kita berhasrat untuk mengesan bagaimana arus akan berubah pada masa hadapan.

Mari kita sahkan ketepatan apa yang dibina dalam Rajah. 2, dan graf arus malar 50 mA.

Oleh kerana arus ini adalah malar, iaitu, tidak mengubah magnitud dan arahnya dari semasa ke semasa, nilai arus yang sama, iaitu, 50 mA, akan sepadan dengan momen masa yang berbeza. Oleh itu, pada masa yang sama dengan sifar, iaitu pada saat awal pemerhatian kita terhadap arus, ia akan sama dengan 50 mA. Dengan memplot ke atas pada paksi menegak segmen yang sama dengan nilai semasa 50 mA, kami mendapat titik pertama graf kami.

Kita mesti melakukan perkara yang sama untuk detik masa berikutnya, sepadan dengan titik 1 pada paksi masa, iaitu, ketepikan segmen secara menegak ke atas dari titik ini, juga sama dengan 50 mA. Penghujung segmen akan menentukan titik kedua graf.

Setelah menjalankan pembinaan yang serupa untuk beberapa saat berikutnya dalam masa, kami akan memperoleh satu siri mata, sambungannya akan memberikan garis lurus, iaitu perwakilan grafik arus DC nilai 50 mA.

Sekarang mari kita sambung belajar graf emf berubah-ubah. Dalam Rajah. 3 di bahagian atas menunjukkan bingkai berputar dalam medan magnet, dan di bahagian bawah ialah perwakilan grafik pembolehubah EMF yang muncul.

Rajah 3. Memplot graf pembolehubah EMF

Mari kita mula memusingkan bingkai secara seragam mengikut arah jam dan ikuti kemajuan perubahan dalam EMF di dalamnya, mengambil kedudukan mendatar bingkai sebagai momen awal.

Pada saat awal ini, EMF akan menjadi sifar, kerana sisi bingkai tidak bersilang dengan garis daya magnet. Pada graf, nilai EMF sifar ini sepadan dengan momen t = 0 akan diwakili oleh titik 1.

Dengan putaran lanjut bingkai, emf akan mula muncul di dalamnya dan akan meningkat dalam nilai sehingga bingkai mencapai kedudukan menegaknya. Pada graf, peningkatan dalam EMF ini akan digambarkan sebagai lengkung ke atas licin yang mencapai kemuncaknya (titik 2).

Apabila bingkai menghampiri kedudukan mendatar, emf di dalamnya akan berkurangan dan jatuh kepada sifar. Pada graf ini akan digambarkan sebagai lengkung licin menurun.

Akibatnya, pada masa yang sepadan dengan separuh revolusi bingkai, EMF di dalamnya berjaya meningkat dari sifar kepada nilai maksimumnya dan sekali lagi menurun kepada sifar (titik 3).

Dengan putaran lanjut bingkai, emf akan timbul semula di dalamnya dan akan meningkat secara beransur-ansur dalam nilai, tetapi arahnya akan berubah kepada sebaliknya, yang boleh disahkan dengan menggunakan peraturan sebelah kanan.

Kemudian EMF akan mula berkurangan, dan nilainya akan menjadi sama dengan sifar apabila bingkai kembali ke kedudukan asalnya, setelah menyelesaikan satu revolusi penuh. Pada graf ini akan dinyatakan oleh fakta bahawa lengkung EMF, setelah mencapai puncaknya dalam arah yang bertentangan (titik 4), kemudian memenuhi paksi masa (titik 5)

Ini menamatkan satu kitaran menukar EMF, tetapi jika kita terus memutarkan bingkai, kitaran kedua segera bermula, betul-betul mengulangi yang pertama, yang seterusnya, akan diikuti oleh yang ketiga, dan kemudian yang keempat, dan seterusnya sehingga kita hentikan rangka kerja putaran.

Oleh itu, untuk setiap revolusi bingkai, EMF yang timbul di dalamnya melengkapkan kitaran penuh perubahannya.

Jika bingkai ditutup kepada mana-mana litar luaran, maka arus ulang alik akan mengalir melalui litar, graf yang akan kelihatan sama dengan graf EMF.

Lengkung seperti gelombang yang kami perolehi dipanggil gelombang sinus, dan arus, emf atau voltan yang berubah mengikut undang-undang ini dipanggil sinusoidal.

Lengkung itu sendiri dipanggil gelombang sinus kerana ia adalah perwakilan grafik kuantiti trigonometri berubah yang dipanggil sinus.

Sifat sinusoidal perubahan arus adalah yang paling biasa dalam kejuruteraan elektrik, oleh itu, apabila bercakap tentang arus ulang alik, dalam kebanyakan kes yang kita maksudkan arus sinusoidal.

Untuk membandingkan arus ulang alik yang berbeza (EMF dan voltan), terdapat kuantiti yang mencirikan arus tertentu. Mereka dipanggil Parameter AC.

Tempoh, amplitud dan kekerapan - parameter arus ulang alik

Arus ulang alik dicirikan oleh dua parameter - tempoh dan amplitud, mengetahui yang mana kita boleh menilai jenis arus ulang alik itu dan membina graf semasa.

Rajah 4. Lengkung arus sinusoidal

Tempoh masa di mana kitaran lengkap perubahan semasa berlaku dipanggil tempoh. Tempoh ditetapkan oleh huruf T dan diukur dalam saat.

Tempoh masa di mana separuh daripada kitaran lengkap perubahan semasa berlaku dipanggil separuh kitaran. Akibatnya, tempoh perubahan arus (EMF atau voltan) terdiri daripada dua separuh kitaran. Agak jelas bahawa semua tempoh arus ulang-alik yang sama adalah sama antara satu sama lain.

Seperti yang dapat dilihat daripada graf, dalam satu tempoh perubahannya arus mencapai dua kali ganda nilai maksimumnya.

Nilai maksimum arus ulang alik (emf atau voltan) dipanggil nilai arus amplitud atau amplitudnya.

Im, Em dan Um adalah sebutan yang diterima umum untuk amplitud arus, EMF dan voltan.

Kami pertama sekali memberi perhatian kepada , bagaimanapun, seperti yang dapat dilihat dari graf, terdapat banyak nilai perantaraan yang lebih kecil daripada amplitud.

Nilai arus ulang alik (EMF, voltan) yang sepadan dengan mana-mana momen terpilih dalam masa dipanggil nilai serta-merta.

i, e dan u adalah sebutan yang diterima umum untuk nilai serta-merta arus, emf dan voltan.

Nilai semasa serta-merta, serta nilai amplitudnya, boleh ditentukan dengan mudah menggunakan graf. Untuk melakukan ini, dari mana-mana titik pada paksi mendatar sepadan dengan momen masa yang kita minati, kita melukis garis menegak ke titik persilangan dengan lengkung semasa; segmen garis lurus menegak yang terhasil akan menentukan nilai arus pada masa tertentu, iaitu nilai serta-merta.

Adalah jelas bahawa nilai serta-merta arus selepas masa T/2 dari titik permulaan graf akan sama dengan sifar, dan selepas masa T/4 nilai amplitudnya. Arus juga mencapai nilai amplitudnya; tetapi dalam arah yang bertentangan, selepas masa yang sama dengan 3/4 T.

Jadi, graf menunjukkan bagaimana arus dalam litar berubah dari semasa ke semasa, dan setiap saat dalam masa sepadan dengan hanya satu nilai tertentu bagi kedua-dua magnitud dan arah arus. Dalam kes ini, nilai arus pada masa tertentu pada satu titik dalam litar akan betul-betul sama di mana-mana titik lain dalam litar ini.

Bilangan tempoh lengkap yang diselesaikan oleh arus dalam 1 saat dipanggil Kekerapan AC dan dilambangkan dengan huruf Latin f.

Untuk menentukan kekerapan arus ulang alik, iaitu mengetahui berapakah tempoh perubahan semasa selesai dalam masa 1 saat?, adalah perlu untuk membahagikan 1 saat dengan masa satu tempoh f = 1/T. Mengetahui kekerapan arus ulang alik, anda boleh menentukan tempoh: T = 1/f

Ia diukur dalam unit yang dipanggil hertz.

Jika kita mempunyai arus ulang-alik, frekuensi yang sama dengan 1 hertz, maka tempoh arus tersebut akan sama dengan 1 saat. Dan, sebaliknya, jika tempoh perubahan semasa ialah 1 saat, maka kekerapan arus tersebut ialah 1 hertz.

Jadi kami telah menentukan Parameter AC - tempoh, amplitud dan kekerapan, - yang memungkinkan untuk membezakan arus ulang alik, emf dan voltan yang berbeza antara satu sama lain dan untuk membina grafnya apabila perlu.

Apabila menentukan rintangan pelbagai litar kepada arus ulang alik, gunakan kuantiti tambahan lain yang mencirikan arus ulang alik, yang dipanggil frekuensi sudut atau bulatan.

Kekerapan pekeliling dilambangkan berkaitan dengan kekerapan f dengan hubungan 2пif

Mari kita jelaskan pergantungan ini. Apabila membina graf pembolehubah EMF, kami melihat bahawa semasa satu revolusi penuh bingkai, kitaran lengkap perubahan EMF berlaku. Dalam erti kata lain, untuk bingkai membuat satu pusingan, iaitu pusingan 360°, ia mengambil masa yang sama dengan satu tempoh, iaitu T saat. Kemudian dalam 1 saat bingkai membuat revolusi 360°/T. Oleh itu, 360°/T ialah sudut di mana bingkai berputar dalam 1 saat, dan menyatakan kelajuan putaran bingkai, yang biasa dipanggil kelajuan sudut atau bulat.

Tetapi oleh kerana tempoh T berkaitan dengan kekerapan f dengan nisbah f = 1/T, kelajuan bulat boleh dinyatakan dalam sebutan kekerapan dan akan sama dengan 360°f.

Jadi kami sampai pada kesimpulan bahawa 360°f. Walau bagaimanapun, untuk kemudahan menggunakan frekuensi bulat dalam semua jenis pengiraan, sudut 360° sepadan dengan satu pusingan digantikan dengan ungkapan jejari bersamaan dengan 2pi radian, di mana pi = 3.14. Oleh itu, kami akhirnya mendapat 2pif. Oleh itu, untuk menentukan frekuensi pekeliling arus ulang-alik (), adalah perlu untuk mendarabkan frekuensi dalam hertz dengan pemalar. Nombornya ialah 6.28.

Walaupun kita menggunakan peralatan elektrik setiap hari dalam kehidupan seharian, tidak semua orang dapat menjawab perbezaan antara arus ulang alik dan arus terus, walaupun pada hakikatnya perkara ini diajar dalam kurikulum sekolah. Oleh itu, adalah masuk akal untuk mengingati prinsip asas.

Definisi umum

Proses fizikal di mana zarah bercas bergerak secara teratur (berarah) dipanggil arus elektrik. Ia biasanya dibahagikan kepada pembolehubah dan pemalar. Untuk yang pertama, arah dan magnitud kekal tidak berubah, tetapi untuk yang kedua, ciri-ciri ini berubah mengikut corak tertentu.

Takrifan di atas sangat dipermudahkan, walaupun ia menerangkan perbezaan antara arus terus dan ulang alik. Untuk lebih memahami apakah perbezaan ini, adalah perlu untuk menyediakan perwakilan grafik bagi setiap daripada mereka, serta menerangkan bagaimana daya gerak elektrik berselang-seli dijana dalam sumber. Untuk melakukan ini, mari kita beralih kepada kejuruteraan elektrik, atau lebih tepatnya asas teorinya.

sumber EMF

Sumber arus elektrik dalam apa jua jenis adalah daripada dua jenis:

primer, dengan bantuan mereka, elektrik dijana dengan menukar tenaga mekanikal, suria, haba, kimia atau tenaga lain kepada tenaga elektrik;
sekunder, mereka tidak menjana elektrik, tetapi menukarnya, sebagai contoh, daripada pembolehubah kepada pemalar atau sebaliknya.

Satu-satunya sumber utama arus elektrik berselang-seli ialah penjana; gambarajah ringkas peranti sedemikian ditunjukkan dalam rajah.

Jawatan:

1 - arah putaran;
2 – magnet dengan kutub S dan N;
3 – medan magnet;
4 - bingkai wayar;
5 – EMF;
6 - kenalan cincin;
7 – pengumpul semasa.

Prinsip operasi

Tenaga mekanikal ditukarkan oleh penjana yang ditunjukkan dalam rajah kepada tenaga elektrik seperti berikut:

Disebabkan oleh fenomena seperti aruhan elektromagnet, apabila bingkai "4" berputar, diletakkan di dalam medan magnet "3" (timbul di antara kutub magnet "2") yang berbeza, emf "5" terbentuk di dalamnya. Voltan dibekalkan ke rangkaian melalui pengumpul semasa "7" dari kenalan gelang "6", yang mana bingkai "4" disambungkan.

Video: arus terus dan ulang alik - perbezaan

Bagi magnitud EMF, ia bergantung pada kelajuan persilangan talian kuasa "3" dengan bingkai "4". Oleh kerana ciri-ciri medan elektromagnet, kelajuan lintasan minimum, dan oleh itu nilai terendah daya gerak elektrik, akan berada pada masa apabila bingkai berada dalam kedudukan menegak, masing-masing, maksimum - dalam kedudukan mendatar.

Dengan mengambil kira perkara di atas, dalam proses putaran seragam, ggl teraruh, ciri-ciri magnitud dan arah yang berubah dengan tempoh tertentu.

Imej grafik

Terima kasih kepada penggunaan kaedah grafik, adalah mungkin untuk mendapatkan perwakilan visual perubahan dinamik dalam pelbagai kuantiti. Di bawah ialah graf perubahan voltan dari semasa ke semasa untuk sel galvanik 3336L (4.5 V).

Seperti yang anda lihat, graf adalah garis lurus, iaitu voltan sumber kekal tidak berubah.

Sekarang kami membentangkan graf dinamik perubahan voltan semasa satu kitaran (revolusi penuh bingkai) penjana.

Paksi mendatar memaparkan sudut putaran dalam darjah, paksi menegak memaparkan magnitud emf (voltan)

Untuk kejelasan, kami akan menunjukkan kedudukan awal bingkai dalam penjana, sepadan dengan titik permulaan laporan pada graf (0°)

Jawatan:

1 – kutub magnet S dan N;
2 – bingkai;
3 - arah putaran bingkai;
4 - medan magnet.

Sekarang mari kita lihat bagaimana EMF akan berubah semasa satu kitaran putaran bingkai. Pada kedudukan awal, EMF akan menjadi sifar. Semasa proses putaran, nilai ini akan mula meningkat dengan lancar, mencapai maksimum pada masa bingkai berada pada sudut 90°. Putaran bingkai selanjutnya akan membawa kepada penurunan dalam EMF, mencapai minimum pada saat putaran sebanyak 180°.

Meneruskan proses, anda boleh melihat bagaimana daya gerak elektrik menukar arah. Sifat perubahan dalam EMF yang telah berubah arah akan sama. Iaitu, ia akan mula meningkat dengan lancar, mencapai puncak pada titik yang sepadan dengan putaran 270°, selepas itu ia akan berkurangan sehingga bingkai melengkapkan kitaran putaran penuh (360°).

Jika graf diteruskan untuk beberapa kitaran putaran, kita akan melihat ciri sinusoid arus elektrik berselang-seli. Tempohnya akan sepadan dengan satu revolusi bingkai, dan amplitudnya akan sepadan dengan nilai maksimum EMF (ke hadapan dan belakang).

Sekarang mari kita beralih kepada satu lagi ciri penting arus elektrik berselang-seli - frekuensi. Huruf Latin "f" digunakan untuk menandakannya, dan unit ukurannya ialah hertz (Hz). Parameter ini memaparkan bilangan kitaran lengkap (tempoh) perubahan EMF dalam masa satu saat.

Kekerapan ditentukan oleh formula: . Parameter "T" memaparkan masa satu kitaran lengkap (tempoh), diukur dalam saat. Sehubungan itu, mengetahui kekerapan, adalah mudah untuk menentukan masa tempoh. Sebagai contoh, dalam kehidupan seharian arus elektrik dengan frekuensi 50 Hz digunakan, oleh itu, masa tempohnya ialah dua perseratus saat (1/50 = 0.02).

Penjana tiga fasa

Ambil perhatian bahawa cara yang paling kos efektif untuk mendapatkan arus elektrik berselang-seli adalah dengan menggunakan penjana tiga fasa. Gambar rajah ringkas reka bentuknya ditunjukkan dalam rajah.

Seperti yang anda lihat, penjana menggunakan tiga gegelung, diletakkan dengan offset 120 °, disambungkan antara satu sama lain oleh segi tiga (dalam amalan, sambungan belitan penjana sedemikian tidak digunakan kerana kecekapan rendah). Apabila salah satu kutub magnet melalui gegelung, satu emf teraruh di dalamnya.

Apakah sebab kepelbagaian arus elektrik?

Ramai mungkin mempunyai soalan yang berasas - mengapa menggunakan pelbagai arus elektrik jika anda boleh memilih satu dan menjadikannya standard? Masalahnya ialah tidak semua jenis arus elektrik sesuai untuk menyelesaikan masalah tertentu.

Sebagai contoh, kami memberikan syarat di mana penggunaan voltan malar bukan sahaja tidak menguntungkan, tetapi kadangkala mustahil:

tugas menghantar voltan ke atas jarak lebih mudah untuk dilaksanakan untuk voltan bergantian;
hampir mustahil untuk menukar arus elektrik terus untuk litar elektrik heterogen yang mempunyai tahap penggunaan yang tidak menentu;
mengekalkan tahap voltan yang diperlukan dalam litar arus terus adalah lebih sukar dan mahal daripada arus ulang alik;
motor untuk voltan ulang-alik secara strukturnya lebih mudah dan lebih murah daripada voltan langsung. Pada ketika ini, perlu diperhatikan bahawa motor tersebut (tak segerak) mempunyai tahap arus permulaan yang tinggi, yang tidak membenarkannya digunakan untuk menyelesaikan masalah tertentu.

Sekarang kami memberikan contoh masalah di mana lebih sesuai untuk menggunakan voltan malar:

Untuk menukar kelajuan putaran motor tak segerak, anda perlu menukar kekerapan rangkaian bekalan kuasa, yang memerlukan peralatan yang kompleks. Untuk motor yang berjalan pada arus terus, sudah cukup untuk menukar voltan bekalan. Itulah sebabnya ia dipasang di dalam kenderaan elektrik;
bekalan kuasa litar elektronik, peralatan galvanik dan banyak peranti lain juga dijalankan oleh arus elektrik terus;
Voltan DC jauh lebih selamat untuk manusia daripada voltan ulang-alik.

Berdasarkan contoh yang disenaraikan di atas, terdapat keperluan untuk menggunakan pelbagai jenis voltan.

Pergerakan elektron dalam konduktor

Untuk memahami apakah arus dan dari mana ia datang, anda perlu mempunyai sedikit pengetahuan tentang struktur atom dan undang-undang kelakuannya. Atom terdiri daripada neutron (cas neutral), proton (cas positif), dan elektron (cas negatif).

Arus elektrik timbul akibat pergerakan proton dan elektron yang diarahkan, serta ion. Bagaimanakah kita boleh mengarahkan pergerakan zarah-zarah ini? Semasa sebarang operasi kimia, elektron "terkoyak" dan dipindahkan dari satu atom ke atom yang lain.

Atom-atom yang daripadanya elektron telah "dialihkan" menjadi bercas positif (anion), dan atom yang telah melekat menjadi bercas negatif dan dipanggil kation. Hasil daripada "persimpangan" elektron ini, arus elektrik timbul.

Sememangnya, proses ini tidak boleh berterusan selama-lamanya; arus elektrik akan hilang apabila semua atom sistem menjadi stabil dan mempunyai cas neutral (contoh harian yang sangat baik ialah bateri biasa yang "kehabisan" akibat daripada penghujung tindak balas kimia ).

Sejarah kajian

Orang Yunani kuno adalah orang pertama yang melihat fenomena yang menarik: jika anda menggosok batu ambar pada kain bulu, ia mula menarik objek kecil. Langkah seterusnya diambil oleh saintis dan pencipta Renaissance, yang membina beberapa peranti menarik yang menunjukkan fenomena ini.

Satu peringkat baru dalam kajian elektrik ialah kerja Benjamin Franklin dari Amerika, khususnya eksperimennya dengan balang Leyden - kapasitor elektrik pertama di dunia.

Franklinlah yang memperkenalkan konsep caj positif dan negatif, dan dia juga mencipta penangkal kilat. Akhirnya, kajian tentang arus elektrik menjadi sains tepat selepas huraian undang-undang Coulomb.

Corak asas dan daya dalam arus elektrik

Hukum Ohm - formulanya menerangkan hubungan antara daya, voltan dan rintangan. Ditemui pada abad ke-19 oleh saintis Jerman Georg Simon Ohm. Unit rintangan elektrik dinamakan sempena namanya. Penemuannya sangat berguna secara langsung untuk kegunaan praktikal.

Undang-undang Joule-Lenz mengatakan bahawa kerja dilakukan di mana-mana bahagian litar elektrik. Hasil daripada kerja ini, konduktor menjadi panas. Kesan haba ini sering digunakan dalam amalan dalam kejuruteraan dan teknologi (contoh yang sangat baik ialah lampu pijar).

Pergerakan caj menyebabkan kerja dilakukan

Corak ini mendapat namanya kerana 2 saintis, lebih kurang serentak dan bebas, menyimpulkannya melalui eksperimen.
.

Pada permulaan abad ke-19, saintis British Faraday menyedari bahawa dengan menukar bilangan garis aruhan yang menembusi permukaan yang dibatasi oleh gelung tertutup, arus teraruh boleh dibuat. Daya luar yang bertindak ke atas zarah bebas dipanggil daya gerak elektrik (induksi emf).

Varieti, ciri dan unit ukuran

Arus elektrik boleh sama ada pembolehubah, atau kekal.

Arus elektrik yang berterusan ialah arus yang tidak berubah arah dan tandanya dari semasa ke semasa, tetapi ia boleh mengubah magnitudnya. Arus elektrik malar paling kerap menggunakan sel galvanik sebagai sumber.

Pembolehubah ialah pembolehubah yang mengubah arah dan tanda mengikut hukum kosinus. Cirinya ialah kekerapan. Unit SI ialah Hertz (Hz).

Dalam beberapa dekad kebelakangan ini ia telah menjadi sangat meluas. Ini adalah sejenis arus ulang alik yang merangkumi 3 litar. Dalam litar ini terdapat emf berselang seli dengan frekuensi yang sama, tetapi terkeluar dari fasa antara satu sama lain sebanyak satu pertiga daripada tempoh tersebut. Setiap litar elektrik individu dipanggil fasa.

Hampir semua penjana moden menghasilkan arus elektrik tiga fasa.

Kekuatan dan jumlah arus

Kekuatan arus bergantung kepada jumlah cas yang mengalir dalam litar elektrik seunit masa. Kekuatan semasa ialah nisbah cas elektrik yang melalui keratan rentas konduktor kepada masa laluannya.

Dalam sistem SI, unit ukuran untuk kekuatan cas ialah coulomb (C), dan unit masa ialah (s). Akibatnya, kita mendapat C/s, unit ini dipanggil Ampere (A). Kekuatan arus elektrik diukur menggunakan peranti - ammeter.

voltan

Voltan ialah nisbah kerja kepada pengecasan. Kerja diukur dalam joule (J), cas dalam coulomb. Unit ini dipanggil Volt (V).

Rintangan elektrik

Bacaan ammeter pada konduktor yang berbeza memberikan nilai yang berbeza. Dan untuk mengukur kuasa litar elektrik adalah perlu untuk menggunakan 3 peranti. Fenomena ini dijelaskan oleh fakta bahawa setiap konduktor mempunyai kekonduksian yang berbeza. Unit ukuran dipanggil Ohm dan dilambangkan dengan huruf Latin R. Rintangan juga bergantung pada panjang konduktor.

Kapasiti elektrik

Dua konduktor yang diasingkan antara satu sama lain boleh mengumpul cas elektrik. Fenomena ini dicirikan oleh fizikal kuantiti yang dipanggil kemuatan elektrik. Unit ukurannya ialah farad (F).

Kuasa dan kerja arus elektrik

Kerja arus elektrik pada bahagian tertentu litar adalah sama dengan pendaraban voltan semasa dengan daya dan masa. Voltan diukur dalam volt, kuasa dalam ampere, masa dalam saat. Unit ukuran untuk kerja ialah joule (J).

Kuasa arus elektrik ialah nisbah kerja kepada masa ia siap. Kuasa dilambangkan dengan huruf P dan diukur dalam watt (W). Formula kuasa adalah sangat mudah: Arus didarab dengan voltan.

Terdapat juga unit yang dipanggil watt-hour. Ia tidak boleh dikelirukan dengan watt, ini adalah 2 kuantiti fizikal yang berbeza. Watt mengukur kuasa (kadar penggunaan atau penghantaran tenaga), dan watt-jam menyatakan tenaga yang dihasilkan dalam masa tertentu. Pengukuran ini sering digunakan untuk peralatan elektrik rumah.

Sebagai contoh, lampu dengan kuasa 100 W berfungsi selama satu jam, kemudian ia menggunakan 100 Wh, dan lampu dengan kuasa 40 watt akan menggunakan jumlah elektrik yang sama dalam 2.5 jam.

Wattmeter digunakan untuk mengukur kuasa litar elektrik.

Apakah jenis arus yang lebih cekap dan apakah perbezaan antara mereka?

Arus terus mudah digunakan dalam kes sambungan selari penjana; arus ulang alik memerlukan penyegerakan penjana dan sistem kuasa.

Dalam sejarah, satu peristiwa yang dipanggil "Perang Arus" berlaku. "Perang" ini berlaku antara dua pencipta yang cemerlang - Thomas Edison dan Nikola Tesla. Yang pertama disokong dan digalakkan secara aktif arus elektrik berterusan, dan yang kedua berselang-seli. "Perang" berakhir dengan kemenangan Tesla pada tahun 2007, apabila New York akhirnya beralih kepada kelajuan berubah-ubah.

Perbezaan dalam kecekapan penghantaran tenaga pada jarak jauh ternyata sangat besar memihak kepada arus ulang-alik. Arus elektrik malar tidak boleh digunakan jika stesen terletak jauh dari pengguna.

Tetapi yang kekal masih menemui bidang aplikasi: ia digunakan secara meluas dalam kejuruteraan elektrik, galvanisasi, dan beberapa jenis kimpalan. Juga, arus elektrik berterusan telah menjadi sangat meluas dalam bidang pengangkutan bandar (bas troli, trem, metro).

Sememangnya, tidak ada arus buruk atau baik, setiap jenis mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri, yang paling penting ialah menggunakannya dengan betul.

Jenis-jenis arus

Antara jenis arus elektrik ialah:

D.C:

Jawatan (-) atau DC (Arus Terus).

Arus ulang alik:

Jawatan (

) atau AC (Arus Ulang-alik).

Dalam kes arus terus (-), arus mengalir dalam satu arah. Arus terus dibekalkan, contohnya, oleh bateri kering, panel solar dan bateri untuk peranti dengan penggunaan arus rendah. Untuk elektrolisis aluminium, kimpalan arka elektrik dan operasi kereta api elektrik, arus terus berkuasa tinggi diperlukan. Ia dicipta menggunakan pembetulan AC atau menggunakan penjana DC.

Arah teknikal arus adalah bahawa ia mengalir dari kenalan dengan tanda "+" ke kenalan dengan tanda "-".

Dalam kes arus ulang alik (

) membezakan antara arus ulang alik fasa tunggal, arus ulang alik tiga fasa dan arus frekuensi tinggi.

Dengan arus ulang alik, arus sentiasa berubah magnitud dan arahnya. Dalam grid kuasa Eropah Barat, arus menukar arahnya 50 kali sesaat. Kekerapan perubahan ayunan sesaat dipanggil frekuensi arus. Unit frekuensi ialah hertz (Hz). Arus ulang alik fasa tunggal memerlukan konduktor voltan dan konduktor pemulangan.

Arus ulang alik digunakan di tapak pembinaan dan dalam industri untuk mengendalikan mesin elektrik seperti mesin pengisar tangan, gerudi elektrik dan gergaji bulat, serta untuk lampu tapak kerja dan peralatan tapak pembinaan.

Penjana arus ulang alik tiga fasa menghasilkan voltan ulang alik dengan frekuensi 50 Hz pada setiap tiga belitannya. Voltan ini boleh membekalkan tiga rangkaian berasingan dan hanya menggunakan enam wayar untuk konduktor hadapan dan balik. Jika anda menggabungkan konduktor pemulangan, anda boleh mengehadkan diri anda kepada empat wayar sahaja

Wayar balik sepunya akan menjadi konduktor neutral (N). Sebagai peraturan, ia berasas. Tiga konduktor lain (konduktor luar) disingkatkan LI, L2, L3. Dalam grid Jerman, voltan antara konduktor luar dan konduktor neutral, atau tanah, ialah 230 V. Voltan antara dua konduktor luar, contohnya antara L1 dan L2, ialah 400 V.

Arus frekuensi tinggi dikatakan berlaku apabila frekuensi ayunan jauh lebih tinggi daripada 50 Hz (15 kHz hingga 250 MHz). Menggunakan arus frekuensi tinggi, anda boleh memanaskan bahan konduktif dan juga mencairkannya, seperti logam dan beberapa bahan sintetik.

Penukar pemalar berubah-ubah semasa Peranti.

Vasily Sonkin

Jika orang berdiri di sepanjang Lingkaran Taman, berpegangan tangan, dan serentak berjalan ke satu arah, maka ramai orang akan melalui setiap persimpangan. Ini adalah arus terus. Jika mereka mengambil beberapa langkah ke kanan, kemudian ke kiri, ramai orang akan melalui setiap persimpangan, tetapi mereka akan menjadi orang yang sama. Ini adalah arus ulang alik.

Arus ialah pergerakan elektron ke arah tertentu. Ia juga perlu untuk elektron bergerak dalam peranti kita. Dari mana datangnya arus dalam saluran keluar?

Loji kuasa menukarkan tenaga kinetik elektron kepada tenaga elektrik. Iaitu, loji kuasa hidroelektrik menggunakan air yang mengalir untuk memutarkan turbin. Kipas turbin memutar bebola kuprum antara dua magnet. Magnet memaksa elektron dalam kuprum untuk bergerak, yang menyebabkan elektron dalam wayar yang disambungkan kepada bola kuprum bergerak, mengakibatkan arus.

Penjana adalah seperti pam air, dan wayar adalah seperti hos. Pam penjana mengepam elektron-air melalui wayar-hos.

Arus ulang alik ialah arus yang kita ada di alur keluar. Ia dipanggil pembolehubah kerana arah pergerakan elektron sentiasa berubah. Kuasa AC dari alur keluar mempunyai frekuensi dan voltan elektrik yang berbeza. Apakah maksudnya? Dalam soket Rusia frekuensi ialah 50 hertz dan voltan ialah 220 volt. Ternyata dalam sesaat aliran elektron mengubah arah pergerakan elektron dan cas daripada positif kepada negatif sebanyak 50 kali. Anda boleh melihat perubahan arah dalam lampu pendarfluor apabila anda menghidupkannya. Semasa elektron memecut, ia berkelip beberapa kali - ini adalah perubahan arah pergerakan. Dan 220 volt adalah "tekanan" maksimum yang mungkin dengan mana elektron bergerak dalam rangkaian ini.

Dalam arus ulang alik, cas sentiasa berubah. Ini bermakna voltan sama ada 100%, kemudian 0%, kemudian 100% semula. Jika voltan adalah 100% malar, maka wayar diameter besar akan diperlukan, tetapi dengan cas yang berbeza-beza wayar boleh menjadi lebih nipis. Ia selesa. Sebuah loji kuasa boleh menghantar berjuta-juta volt melalui wayar kecil, kemudian pengubah untuk rumah individu mengambil, sebagai contoh, 10,000 volt, dan menghantar 220 ke setiap alur keluar.

Arus terus ialah arus yang anda ada dalam bateri atau bateri telefon anda. Ia dipanggil pemalar kerana arah di mana elektron bergerak tidak berubah. Pengecas menukar arus ulang alik dari rangkaian kepada arus terus, dan dalam bentuk ini ia berakhir dalam bateri.

Apakah itu arus ulang-alik dan bagaimana ia berbeza daripada arus terus?

Arus ulang alik. berbanding arus terus. berubah secara berterusan dalam kedua-dua magnitud dan arah, dan perubahan ini berlaku secara berkala, iaitu, ia betul-betul berulang pada selang masa yang tetap.

Untuk mendorong arus sedemikian dalam litar, sumber arus ulang-alik digunakan, mewujudkan emf ulang-alik yang berubah secara berkala dalam magnitud dan arah. Sumber sedemikian dipanggil alternator.

Dalam Rajah. Rajah 1 menunjukkan gambar rajah peranti (model) penjana arus ulang alik ringkas.

Bingkai segi empat tepat yang diperbuat daripada dawai kuprum dipasang pada paksi dan berputar dalam medan magnet menggunakan pemacu tali pinggang. Hujung bingkai dipateri ke cincin kenalan tembaga, yang, berputar dengan bingkai, slaid di sepanjang plat kenalan (berus).

Rajah 1. Gambar rajah alternator ringkas

Mari kita pastikan bahawa peranti sedemikian sememangnya merupakan sumber EMF berselang-seli.

Mari kita anggap bahawa magnet mencipta medan magnet seragam antara kutubnya. iaitu, satu di mana ketumpatan garis medan magnet di mana-mana bahagian medan adalah sama. berputar, bingkai melintasi garisan medan magnet, dan emf teraruh pada setiap sisinya a dan b.

Sisi c dan d bingkai tidak berfungsi, kerana apabila bingkai berputar ia tidak bersilang dengan garis medan magnet dan, oleh itu, tidak mengambil bahagian dalam penciptaan EMF.

Ini mudah untuk disahkan jika anda menggunakan peraturan tangan kanan yang terkenal untuk menentukan arah EMF.

Oleh itu, dengan putaran seragam bingkai, emf akan teraruh di dalamnya, secara berkala menukar kedua-dua magnitud dan arah.

EMF yang timbul dalam bingkai boleh diukur dengan peranti dan digunakan untuk mencipta arus dalam litar luaran.

Menggunakan fenomena aruhan elektromagnet. anda boleh mendapatkan emf ulang alik dan, oleh itu, arus ulang alik.

Arus ulang alik untuk tujuan perindustrian dan untuk pencahayaan dihasilkan oleh penjana berkuasa yang digerakkan oleh stim atau turbin air dan enjin pembakaran dalaman.

Perwakilan grafik bagi arus terus dan ulang alik

Kaedah grafik memungkinkan untuk mewakili secara visual proses menukar pembolehubah tertentu bergantung pada masa.

Dalam Rajah. 2 secara grafik menunjukkan arus terus dan arus ulang alik. Dalam kes ini, kami merancang nilai semasa, dan secara menegak dari titik persilangan paksi O kami memplot nilai semasa satu arah, yang biasanya dipanggil positif, dan turun dari titik ini - dalam arah yang bertentangan, yang biasanya dipanggil negatif.

Rajah 2. Perwakilan grafik arus DC dan AC

Mari kita sahkan ketepatan apa yang dibina dalam Rajah. 2, dan graf arus malar 50 mA.

Setelah melakukan pembinaan yang serupa untuk beberapa saat berikutnya dalam masa, kami akan memperoleh satu siri mata, sambungannya akan memberikan garis lurus, yang merupakan perwakilan grafik arus terus 50 mA.

Memplot graf pembolehubah EMF

Sekarang mari kita beralih kepada mengkaji graf pembolehubah EMF. Dalam Rajah. 3 di bahagian atas menunjukkan bingkai berputar dalam medan magnet, dan di bahagian bawah ialah perwakilan grafik pembolehubah EMF yang muncul.

Rajah 3. Memplot graf pembolehubah EMF

Mari kita mula memusingkan bingkai secara seragam mengikut arah jam dan ikuti kemajuan perubahan dalam EMF di dalamnya, mengambil kedudukan mendatar bingkai sebagai momen awal.

Pada saat awal ini, EMF akan menjadi sifar, kerana sisi bingkai tidak bersilang dengan garis daya magnet. Pada graf, nilai EMF sifar ini sepadan dengan momen t = 0 akan diwakili oleh titik 1.

Apabila bingkai menghampiri kedudukan mendatar, emf di dalamnya akan berkurangan dan jatuh kepada sifar. Pada graf ini akan digambarkan sebagai lengkung licin menurun.

Akibatnya, pada masa yang sepadan dengan separuh revolusi bingkai, EMF di dalamnya berjaya meningkat dari sifar kepada nilai maksimumnya dan sekali lagi menurun kepada sifar (titik 3).

Graf mengambil kira perubahan arah EMF kerana lengkung yang menggambarkan EMF bersilang dengan paksi masa dan kini terletak di bawah paksi ini. EMF meningkat semula sehingga bingkai mengambil kedudukan menegak. Kemudian EMF akan mula berkurangan, dan nilainya akan menjadi sama dengan sifar apabila bingkai kembali ke kedudukan asalnya, setelah menyelesaikan satu revolusi penuh. Pada graf ini akan dinyatakan oleh fakta bahawa lengkung EMF, setelah mencapai puncaknya dalam arah yang bertentangan (titik 4), kemudian memenuhi paksi masa (titik 5).

Oleh itu, untuk setiap revolusi bingkai, EMF yang timbul di dalamnya melengkapkan kitaran penuh perubahannya.

Jika bingkai ditutup kepada mana-mana litar luaran, maka arus ulang alik akan mengalir melalui litar, graf yang akan kelihatan sama dengan graf EMF.

Lengkung seperti gelombang yang kita perolehi dipanggil gelombang sinus. dan arus, EMF atau voltan yang berbeza-beza mengikut undang-undang ini dipanggil sinusoidal.

Lengkung itu sendiri dipanggil gelombang sinus kerana ia adalah perwakilan grafik kuantiti trigonometri berubah yang dipanggil sinus.

Sifat sinusoidal perubahan arus adalah yang paling biasa dalam kejuruteraan elektrik, oleh itu, apabila bercakap tentang arus ulang alik, dalam kebanyakan kes yang kita maksudkan arus sinusoidal.

Untuk membandingkan arus ulang alik yang berbeza (EMF dan voltan), terdapat kuantiti yang mencirikan arus tertentu. Ini dipanggil parameter AC.

Tempoh, amplitud dan kekerapan - parameter arus ulang alik

Arus ulang alik dicirikan oleh dua parameter - tempoh dan amplitud, mengetahui yang mana kita boleh menilai jenis arus ulang alik itu dan membina graf semasa.

Rajah 4. Lengkung arus sinusoidal

Tempoh masa di mana kitaran lengkap perubahan semasa berlaku dipanggil tempoh. Tempoh ditetapkan oleh huruf T dan diukur dalam saat.

Seperti yang dapat dilihat daripada graf, dalam satu tempoh perubahannya arus mencapai dua kali ganda nilai maksimumnya.

Nilai maksimum arus ulang alik (emf atau voltan) dipanggil nilai arus amplitud atau amplitudnya.

Im, Em dan Um adalah sebutan yang diterima umum untuk amplitud arus, EMF dan voltan.

Kami pertama sekali memberi perhatian kepada nilai amplitud arus. bagaimanapun, seperti yang dapat dilihat daripada graf, terdapat banyak nilai perantaraan yang kurang daripada amplitud.

Nilai arus ulang alik (EMF, voltan) yang sepadan dengan mana-mana momen terpilih dalam masa dipanggil nilai serta-merta.

i. e dan u adalah sebutan yang diterima umum untuk nilai serta-merta arus, emf dan voltan.

Adalah jelas bahawa nilai serta-merta arus selepas masa T/2 dari titik permulaan graf akan sama dengan sifar, dan selepas masa T/4 nilai amplitudnya. Arus juga mencapai nilai amplitudnya, tetapi dalam arah yang bertentangan, selepas masa yang sama dengan 3/4 T.

Bilangan tempoh lengkap yang dilakukan oleh arus dalam 1 saat dipanggil kekerapan arus ulang-alik dan dilambangkan dengan huruf Latin f.

Untuk menentukan kekerapan arus ulang-alik, iaitu, untuk mengetahui berapa tempoh perubahan arus yang dibuat dalam masa 1 saat. adalah perlu untuk membahagikan 1 saat dengan masa satu tempoh f = 1/T. Mengetahui kekerapan arus ulang alik, anda boleh menentukan tempoh: T = 1/f

Kekerapan arus ulang alik diukur dalam unit yang dipanggil hertz.

Jika kita mempunyai arus ulang alik. yang kekerapan perubahannya ialah 1 hertz, maka tempoh arus tersebut akan bersamaan dengan 1 saat. Dan, sebaliknya, jika tempoh perubahan semasa ialah 1 saat, maka kekerapan arus tersebut ialah 1 hertz.

Jadi, kami telah menentukan parameter arus ulang alik - tempoh, amplitud dan kekerapan. - yang membolehkan anda membezakan arus ulang alik, EMF dan voltan yang berbeza antara satu sama lain dan membina grafnya apabila perlu.

Apabila menentukan rintangan pelbagai litar kepada arus ulang alik, gunakan kuantiti tambahan lain yang mencirikan arus ulang alik, yang dipanggil frekuensi sudut atau bulat.

Kekerapan bulatan ditetapkan oleh huruf #969 dan berkaitan dengan frekuensi f dengan hubungan #969 = 2#960 f

Mari kita jelaskan pergantungan ini. Apabila membina graf pembolehubah EMF, kami melihat bahawa semasa satu revolusi penuh bingkai, kitaran lengkap perubahan EMF berlaku. Dalam erti kata lain, untuk bingkai membuat satu pusingan, iaitu pusingan 360°, ia mengambil masa yang sama dengan satu tempoh, iaitu T saat. Kemudian dalam 1 saat bingkai membuat revolusi 360°/T. Akibatnya, 360°/T ialah sudut di mana bingkai berputar dalam 1 saat, dan menyatakan kelajuan putaran bingkai, yang biasanya dipanggil kelajuan sudut atau bulat.

Tetapi oleh kerana tempoh T berkaitan dengan kekerapan f dengan nisbah f = 1/T, kelajuan bulat boleh dinyatakan dalam sebutan kekerapan dan akan sama dengan #969 = 360°f.

Jadi kami sampai pada kesimpulan bahawa #969 = 360°f. Walau bagaimanapun, untuk kemudahan menggunakan frekuensi bulat dalam semua jenis pengiraan, sudut 360° sepadan dengan satu pusingan digantikan dengan ungkapan jejari bersamaan dengan 2 #960 radian, di mana #960 = 3.14. Oleh itu, kita akhirnya mendapat #969 = 2 #960 f. Oleh itu, untuk menentukan frekuensi pekeliling arus ulang alik (emf atau voltan), frekuensi dalam hertz mesti didarab dengan nombor malar 6.28.

Laman web kami di Facebook: