Переменный ток и его основные характеристики

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК И ЕГО ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

• Ток, периодически изменяющийся по величине и направлению, называется переменным током.
• Токи, значения которых повторяются через равные промежутки времени в одной и той же последовательности, называются периодическими.
• Мгновенное значение  - величина тока соответствующая данному моменту времени.

синусоидальный закон переменного тока

Здесь

i – мгновенное значение переменного тока;

ω - частота сети, постоянная и зачастую известная величина; I m  - амплитуда тока (максимальное значение); φ 0 - начальная фаза.

ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

• Максимальное значение функции называют амплитудой – это наибольшее положительное или отрицательное значение переменного тока . Её обозначают с помощью заглавной (большой) буквы и строчной буквы  m — максимальное значение.

К примеру:

• амплитуду тока обозначают  Im ;
• амплитуду напряжения  Um .

• Периодом (Т) называется время, в течение которого происходит полное изменение (колебание) тока в проводнике.

• Частотой (f) называется величина, выражающаяся числом полных колебаний тока за одну секунду. Стандартной частотой переменного тока в СНГ является частота 50 Гц , что соответствует 50 полным колебаниям тока за одну секунду. Частота – величина, обратная периоду.

• Угловая частота ω переменного тока, показывающая число радианов, на которое изменяется текущая фаза за одну секунду

ω = 2πf = 2π/T

ω  (омега) (единица угловой частоты — рад/с или с -1 )

• Аргумент синуса, т. е. , называют  фазой . Фаза характеризует состояние колебания (числовое значение) в данный момент времени t.
• Если переменный ток выражается формулой

,а напряжение

то сдвиг фаз между током и напряжением будет равен

• Начальная фаза    - аргумент синусоидального тока (угол), отсчитываемый от точки перехода тока через нуль к положительному значению .
• Начальное состояние тока отодвинуто от начала координат системы влево. Тогда начальное состояние описывается так называемой начальной фазой и уравнение тока будет (рис.1)
• Начальное состояние тока отодвинуто от начала координат системы вправо.(рис. 2)

рис.2

рис.1

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

• Какой ток называется переменным?
• Запишите формулу и постройте графики переменного синусоидального тока.
• Что называется мгновенным значением переменного тока?
• Что называется амплитудным значением переменного тока?
• Что называется периодом и частотой переменного тока и как они связаны между собой?
• Что называется фазой переменного тока?
• Что называется сдвигом фаз?