Antipiretici za djecu propisuje pedijatar. Ali postoje situacije hitne nege groznice, kada dete treba odmah da lek. Zatim roditelji preuzmu odgovornost i primenjuju antipiretičke lekove. Šta je dozvoljeno dijete? Kako možete smanjiti temperaturu kod starije dece? Koji su lekovi najsigurniji?
Federalna agencija za obrazovanje Ruske Federacije
Kurchatovog filijala
Kursk State Polytechnic College
na disciplini: "Elektrotehnika"
na temu "AC električni krugovi"
Izvedeni rad:
Aseev Eugene Sergeevič
student 2. godine specijalnosti
"Nuklearne elektrane i postrojenja"
Checked: Gorlov AN
Kurchatov
Uvod
Princip dobijanja varijable emf. Efektivna vrijednost struje i napona
Vektorski dijagram metoda
AC krug sa aktivnim otporom i induktivnošću
AC kolo sa različitim opterećenjem
Sekvencijalni krug koji sadrži aktivni otpor, induktivnost i kapacitivnost
Resonancija napona i struja
Konduktivnost i proračun električnih kola
Uvod
Do kraja XIX veka korišćeni su samo direktni strujni izvori - hemijski elementi i generatori. Ovo je ograničilo mogućnost prenosa električne energije na velike razdaljine. Kao što znate, kako biste smanjili gubitke u električnim vodovima, morate koristiti veoma visok napon. Međutim, praktično je nemoguće dobiti dovoljno visok napon od generatora konstantne struje. Problem prenosa električne energije na dalekim razdaljinama rešen je samo uz pomoć izmjenične struje i transformatora.
1. Princip dobijanja varijable emf
Izmenična struja ima nekoliko prednosti iznad konstantne: alternator je mnogo jednostavniji i jeftiniji od konstantnog strujnog generatora; izmenjena struja može se transformisati; naizmenična struja se lako pretvara u konstantnu; AC motori su mnogo jednostavniji i jeftiniji od DC motora.
U principu, naizmenična struja se može nazvati bilo kojom strujom koja se menja tokom vremena, ali u tehnologiji ova struja se zove alternativna struja, ona periodično menja i veličinu i pravac. Štaviše, prosječna vrijednost sile takve struje u periodu T je nula. Periodična naizmenična struja se poziva, jer u intervalima vremena T, karakterišući njegove fizičke količine, uzimaju iste vrijednosti.
U elektrotehnici najraširenija je sinusoidna izmenjena struja, tj. struja čija veličina varira prema zakonu sinusne (ili kosinusne), koja ima niz prednosti u poređenju sa drugim periodičnim strujama.
Izmjene struje industrijske frekvencije primaju se na elektranama pomoću generatora izmjenične struje (trofazni sinhroni generatori). To su prilično složene električne mašine, razmatramo samo fizičke osnove svoje akcije, tj. ideja o dobijanju naizmenične struje.
Pretpostavimo da u jednome magnetnom polju stalnog magneta ram sa površinom S rotira jednako sa ugaonom brzinom ω (slika 1).
Magnetni fluks kroz okvir će biti:
Φ = BS cosα (1.1)
gde je α ugao između normale do okvira n i magnetnog induktivnog vektora B. Pošto je okvir ω = α / t ravnomerno rotiran, ugao α će se varirati u skladu sa zakonom α = ω t, a formula (1.1) ima oblik:
Φ = BScosωt (1.2)
Pošto se magnetni fluks koji prelazi, sve vreme se menja, zakon elektromagnetne indukcije će indukovati EMF indukcije E:
E = -dF / dt = BSωsinωt = E0sinωt (1.3)
gde je E0 = BSω amplituda sinusoidnog emf. Na taj način, sinusoidni EMF se pojavljuje u okviru, a ako je okvir zatvoren na opterećenju, sinusoidna struja će teći u krugu.
Količina ωt = 2πt / T = 2πft, pod znakom sinus ili kosinus, naziva se faza oscilacija opisanih ovim funkcijama. Faza određuje vrednost emf u bilo kom trenutku t. Faza se meri u stepenima ili radijancima.
Vrijeme T jedne potpune promjene u EMF-u (ovo vrijeme revolucije jednog okvira) naziva se EMF period. Promena EMF-a sa vremenom može se prikazati na vremenskom dijagramu (slika 2).
Inverzni period naziva se frekvenca f = 1 / T. Ako se period meri u sekundama, onda se AC frekvencija meri u Hertz-u. U većini zemalja, uključujući i Rusiju, industrijska AC frekvencija je 50Hz (u SAD i Japanu - 60Hz).
Vrijednost industrijske frekvencije izmjenične struje je usled tehničkih i ekonomskih razloga. Ako je preniska, povećavaju se dimenzije električnih mašina, a samim tim i potrošnja materijala za njihovu proizvodnju; primetno je treptanje svetlosti u električnim sijalicama. Na prevelikim frekvencijama povećavaju se gubici energije u jezgri električnih mašina i transformatora. Prema tome, najoptimalnije frekvencije su bile 50-60 Hz. Međutim, u nekim slučajevima, naizmenične struje se koriste i sa većom i manjom frekvencijom. Na primjer, avion koristi frekvenciju od 400 Hz. Kod ove frekvencije moguće je značajno smanjiti dimenzije i težinu transformatora i elektromotora, što je važnije za vazduhoplovstvo nego povećanje gubitaka u jezgrima. Pruge koriste alternativnu struju sa frekvencijom od 25 Hz i čak 16,66 Hz.
Trenutna vrednost struje i napona
Da bi opisali karakteristike izmenjene struje, neophodno je odabrati određene fizičke količine. Vrednosti trenutne i amplitude za ove svrhe su neugodne, a prosječne vrijednosti tokom perioda su nula. Stoga, uveden je pojam efektivnih vrijednosti struje i napona. Oni se zasnivaju na toplotnom dejstvu struje, koja ne zavisi od njegovog pravca.
Efektivne vrijednosti struje i napona su odgovarajući parametri takve jednosmerne struje, u kojoj se određena količina toplote emituje u datom provodniku u određenom vremenskom intervalu, kao i kod promjene struje. Nađimo odnos između efektivne i amplitudne vrednosti.
U aktivnom otporu R pri konstantnoj struji I za period direktne struje T, prema zakonu Joule-Lenz, oslobađa se sledeća količina toplote:
Za izmjenjivu struju i u istom otporu R, sljedeća količina toplote će se pustiti u infinitezimalnom vremenskom intervalu dt:
dQ = i Rdt (1.5)
gde trenutna vrednost struje i određuje se prema formuli:
i = I0sinωt (1.6)
Tada je toplota koju emituje izmenjena struja tokom perioda T jednaka:
Integral (1.7) izračunava se kako slijedi:
Drugi integral je nula, jer je to integral perioda u jednom periodu. Izjednačavanje, prema definiciji (1.4) i (1.8), dobijamo:
Stoga, efektivna vrednost promjene struje je √2 puta manja od njegove vrijednosti amplitude. Slično tome, računaju se efektivni napon i EMF vrednosti:
U = U0 / √2; E = E0 / √2 (1.10)
Vrijedne vrijednosti su označene velikim latinskim slovima bez indeksa.
2. Metoda vektorskih dijagrama
Metoda vektorskih dijagrama - to jest, slika veličine koja karakteriše izmenjivu struju vektora, umjesto trigonometrijskim funkcijama - je izuzetno zgodna.
Promenljiva struja, za razliku od konstantne, karakterišu dve skalarne veličine - amplituda i faza. Zbog toga je za matematički opis promjene struje neophodan matematički objekat, koji karakteriše i dvije skalarne veličine. Postoje dva takva matematička objekta - vektor na ravni i kompleksan broj. U teoriji električnih kola, oba se koriste za opisivanje promjenjivih struja.
Opisujući električni krug preko AC vektorski dijagrami svaki napon i struja povezani s vektor u avionu u polarnim koordinatama, čija je dužina jednaka amplitude struja ili napona, a polarni kut odgovarajuće faze. Budući da AC faza zavisi od vremena, pretpostavlja se da svi vektori rotiraju suprotno od kazaljke na satu na frekvenciji izmenjive struje. Vektorski dijagram je konstruisan za određeno vrijeme.
Detaljnije, konstrukcija i upotreba vektorskih dijagrama će biti opisani u nastavku na primjerima specifičnih krugova.
3. AC krug sa aktivnim otporom i induktivnošću
Razmotrite krug (Slika 3), u kojem se na aktivni otpornik (otpornik) nanosi sinusoidni napon:
U (t) = U0sin ωt (1.11)
Zatim, prema Ohmovom zakonu, struja u krugu će biti jednaka:
I (t) = U (t) / R = U0sin ωt / R = I0 sin ωt (1.12)
Vidimo da se struja i napon poklapaju u fazi. Vektorski dijagram za ovaj lanac je prikazan na slici 4:
Hajde da saznamo kako se snaga u krugu sa promjenljivom strujom s otpornikom razlikuje s vremenom. Trenutno trenutna snaga je jednaka proizvodu trenutnih vrijednosti struje i napona:
p (t) = i (t) u (t) = I0 U0 sin ωt = I0 U0 (1- cos2 ωt) / 2 (1.13)
Iz ove formule vidimo da je trenutna snaga uvek pozitivna i da pulsira sa udvostručenom frekvencijom (Slika 5):
To znači da se električna energija nepovratno pretvara u toplotu, bez obzira na pravac struje u krugu.
Izračunajte prosečnu snagu za period:
Psr = 1 / T ∫ p (t) dt = I0U0 / 2T ∫ dt - I0U0 / 2T ∫ cos2ωt dt = (I0U0 / 2T) ∙ T = IU = I R
jer je drugi integral nula kao integral periodične funkcije tokom perioda.
Vidimo da se u krugu sa otpornikom sva električna energija nepovratno pretvara u termičku energiju. Ovi elementi lanca na kojima dolazi ireverzibilna transformacija električne energije u druge oblike energije (ne samo u termičku energiju) nazivaju se aktivni otpornici. Zbog toga je otpornik aktivni otpor.
Razmotrimo krug (Slika 6), u kojem se sinusoidni napon (1.11) nanosi na induktor L, koji nema aktivni otpor (R = 0):
Naizmenična struja koja prolazi kroz zavoj u njemu stvara EMF self-indukcione eL. Zatim, u skladu sa drugim pravilom Kirchhoffa, možemo napisati:
U + eL = 0 (1,15)
Prema Faradejevom zakonu, EMF samodiscipline jednak je:
eL = -LdI / dt (1,16)
Zamjenjujući (1.16) u (1.15), imamo:
dI / dt = - eL / L = U / L = U0 sin ωt / L (1,17)
Integrišući ovu jednačinu dobijamo:
I = - U0cos ωt / ω L + const = U0sin (ωt - π / 2) / ωL + const (1.18)
gde je const konstanta integracije, što ukazuje na to da kolo može imati konstantnu struju. U odsustvu direktne struje, nula je. U odsustvu direktne struje, nula je. Na kraju imamo:
I = I0 sin (ωt - π / 2) (1,19)
gdje je I0 = U0 / ωL. Deljenjem obe strane za √2 dobijamo:
I = U / ωL = U / XL (1,20)
Odnos (1.20) je Ohmov zakon za lanac sa idealnom indukcijom, a količina XL = ωL naziva se induktivnim otporom.
Iz formule (1.19) vidimo da u posmatranom krugu struja zaostaje u fazi od napona za π / 2. Vektorski dijagram za ovaj lanac je prikazan na slici 7.
Izračunajte snagu koju potrošite u krugu sa čisto induktivnim otporom.
Trenutna snaga je:
p (t) = I0 U0 sin ωt (ωt - π / 2) = - I0 U0 sin2 ωt / 2 (1,21)
Vidimo da se to menja u skladu sa zakonom sine s dvostrukom frekvencijom (slika 8).
Pozitivne snage odgovaraju potrošnji energije zavojnice, a negativne vrijednosti - vratiti uskladištenu energiju natrag na izvor.
Prosječna snaga po periodu je:
Pcr = 1 / T ∫ p (t) dt = (-I0 U0 / 2T) ∫ sin2 ωt dt = 0 (1,22)
Vidimo da kolo sa induktivnošću energije ne konzumira - to je čisto reaktivno opterećenje.
5. AC krug sa različitim opterećenjem
AC krug sa aktivnim induktivnim opterećenjem
Razmotrimo električno kolo (slika 9), u kojem promena struje protiče kroz induktor L, koji ima aktivni otpor R:
I = I0 sin ωt (1,23)
Napon koji se primjenjuje na kolo je jednak vektorski zbir padova napona na induktor i na otpornik:
U = UL + UR (1,24)
Napon preko otpornika, kao što je prikazano gore, je u fazi sa strujom:
UR = U0R sin ωt (1,25)
a napon na induktivnosti je jednak EMF-u samoindustrije sa znakom minusa (prema drugom Kirchhoffovom pravilu):
UL = L (dI / dt) = I0 ωLcos ωt = U0Lsin (ωt + π / 2) (1,26)
gdje je U0L = I0 ωL (1,27)
Napon na induktoru prelazi struju za π / 2. Prelazak na efektivne vrednosti promjene struje (I = I0 / √2, U = U0 / √2), dobijamo:
I = UL / XL (1,28)
Ovo je Ohmov zakon za krug sa idealnom indukcijom (tj. Nemaju aktivni otpor), a XL = ωL naziva se induktivnim otporom. Posle izgradnje vektora I, UR i UL i koristeći formulu (1.24), naćićemo vektor U.
U = √ UR + UL = √ I R + I (ωL) = I√ R + (ωL) = IZ (1,29)
gdje
Z = √ R + (ωL) (1.30)
Fazni pomak φ između struje i napona je takođe određen na vektorskom dijagramu:
tg φ = UL / UR = ωL / R (1,31)
U ovom krugu fazni ugao između struje i napona zavisi od vrednosti R i L i varira od 0 do π / 2.
Sada razmislite kako snaga u krugu sa aktivno-induktivnim opterećenjem varira s vremenom. Trenutne vrednosti struje i napona mogu biti predstavljene kao:
U (t) = U0 sin ωt (1,32)
I (t) = I0 sin (ωt - φ)
(I0 U0 / 2) = (I0 U0 / 2) (1- cos2ωt) cosφ - (I0 U0 / 2) (I0 U0 / 2) 2) sin2ωt sin φ (1,33)
Trenutna vrijednost snage ima dvije komponente: prvi termin je aktivan, a drugi reaktivan (induktivan). Dakle, prosječna snaga po periodu nije nula:
Pcp = 1 / T ∫ pdt = (I0 U0 / 2T) cosφ ∫dt - (I0 U0 / 2T) cosφ ∫ cos2ωt dt -
- (I0 U0 / 2T) sin φ ∫ sin2ωt dt = (I0 U0 / 2) cosφ (1,34)
AC krug sa kapacitetom
Razmotrite električni krug u kojem se primjenjuje naizmenični napon (1.11) na kapacitivnost C (slika 11). Trenutna vrednost struje u krugu sa kapacitetom je jednaka brzini punjenja na pločama kondenzatora:
I = dq / dt (1,35)
ali, od tada q = CU, onda
I = C (dU / dt) = ωCU0 cos ωt = I0 sin (ωt + π / 2) (1,36)
ωCU0 = I0 (1,37)
U ovom krugu, struja je ispred napona za π / 2. Prelazak na efektivne vrednosti promjene struje (I = I0 / √2, U = U0 / √2) u formuli (1.37), dobijamo:
I0 = U / Xc (1,38)
Ovo je Ohmov zakon za AC krug sa kapacitetom i magnitude
Xc = 1 / ωC se naziva kapacitivan otpor. Vektorski dijagram za ovaj lanac je prikazan na Sl. 12.
Mi nalazimo trenutnu i prosječnu snagu u krugu koje sadrži kapacitivnost. Trenutna snaga je:
p (t) = i (t) u (t) = I0U0 sin (ωt + π / 2) sin ωt = IUsin2 ωt (1,39)
Trenutna snaga se menja sa dvostrukom frekvencijom (Slika 13). U ovom slučaju, vrednosti pozitivne snage odgovaraju kondenzatorskom punjenju, a negativne vrijednosti odgovaraju punjenju i povratku uskladištene energije na izvor. Prosečna snaga u ovom periodu je nula ovde
Pcr = 1 / T ∫ p (t) dt = IU / T ∫ sin2 ωt dt = 0 (1.40)
od tada u krugu sa kondenzatorom, aktivna snaga se ne troši, ali se električna energija zamenjuje između kondenzatora i izvora.
AC krug sa aktivnim-kapacitivnim opterećenjem
Pravi AC krug sa kapacitetom uvek sadrži aktivni otpor, otpor žice, aktivne gubitke u kondenzatoru i tako dalje. Razmislite o stvarnom sklopu koji se sastoji od serijskog spojenog kondenzatora C i aktivnog otpora R (slika 14). U ovom krugu, struja I = I0 sin ωt protiče.
U skladu sa drugim pravilima Kirchhoff-a, zbir napona na otporniku i kapacitivnosti je jednak primenjenom naponu:
U = UR + UC (1,41)
Napon preko otpornika poklapa se u fazi sa strujom:
UR = U0R sin ωt (1,42)
a napon preko kondenzatora zaostaje za struju:
UC = U0C sin (ωt - π / 2) (1,43)
Pošto smo konstruisali vektore I, UR i UC i koristeći formulu (1.41), pronalazimo vektor U. Vektorski dijagram za ovo kolo je prikazan na Slici 15.
Kao što se vidi iz vektorskog dijagrama, modul vektora U je
U = √ UR + UC = √ I R + I (1 / ωC) = I √ R + (1 / ωC) = IZ1 (1,44)
gdje
Z1 = √R + (1 / ωC) (1,45)
naziva se impedancija kola.
Fazni pomak φ između struje i napona u datom krugu utvrđen je i od vektorskog dijagrama:
tg φ = UC / UR = (1 / ωC) / R (1,46)
U posmatranom krugu, ugao faznog pomaka između struje i napona zavisi od vrednosti R i C i varira od 0 do π / 2.
Sada razmislimo kako snaga u krugu sa aktivnim-kapacitivnim opterećenjem varira s vremenom. Trenutne vrednosti struje i napona mogu biti predstavljene kao:
U (t) = U0 sin ωt
I (t) = I0 sin (ωt + φ) (1,47)
Tada trenutna vrednost energije je:
p (t) = I (t) u (t) = I0 U0 sin ωt sin (ωt + φ) = (I0 U0 / 2) = = (I0 U0 / 2) (1- cos2ωt) cosj + (I0 U0 / 2) sin2ωt sin φ (1,48)
Trenutna vrijednost snage ima dvije komponente: prvi termin je aktivan, a drugi je reaktivan (kapacitivan). Dakle, prosječna snaga po periodu nije nula:
Psr = 1 / T ∫ PST = I0U0 / 2T cosj ∫ dt - I0U0 / 2T cosj ∫ cos2 ωtdt + I0U0 / 2T ∙
sin φ ∫ sin2ωt dt = I0U0 / 2T cosφ (1,49)
i aktivna snaga. Električna energija koja odgovara ovoj moći pretvara se u aktivni otpor R u toplotu.
6. Serijski krug, koji sadrži aktivni otpor, induktivnost i kapacitivnost
Sada uzmite u obzir krug naizmenične struje, koji sadrži induktivnost, kapacitivnost i otpornik, povezan serijski (Slika 16).
Napon koji se primjenjuje na kolo je jednak vektorski zbir padova napona na induktor, na kondenzatoru i na otporniku:
U = UL + UC + UR (1.50)
Napona preko otpornika je u fazi sa struje, napon preko zavojnice vodi struje u fazu π / 2, a napon na kapacitet zaostaje trenutnu fazu π / 2. Ove napone možete snimiti na sledeći način:
UR = U0R sin ωt = I0R sin ωt
UL = U0Lsin (ωt + π / 2) = I0 ωL (ωt + π / 2) (1,51)
UC = U0C sin (ωt - π / 2) = (I0 / ωC) sin (ωt - π / 2)
Pošto znamo amplitudu i faze ovih vektora, možemo konstruisati vektorski dijagram i pronaći vektor U (slika 17)
Iz dobijenog vektorskog dijagrama možemo pronaći modul vektora napona U koji se primjenjuje na krug i fazni pomak φ između struje i napona:
U = √ UR + (UL - UC) = I √ R + (ωL-1 / ωC) = IZ (1,52)
Z = √ R + (ωL-1 / ωC) (1.53)
naziva se impedancija kola. Iz dijagrama se može videti da je promjena faze između struje i napona određena jednadžbom:
tg φ = (UL - UC) / UR = (ωL-1 / ωC) / R (1.54)
Kao rezultat izgradnje dijagrama imamo stres trokut čiji hipotenuze jednak primijenjen napon U. U ovom slučaju, fazna razlika između napona i struje vektora je definiran od strane UL, UC i UR. Za UL\u003e UC (slika 17), ugao φ je pozitiven i opterećenje je induktivno. Sa UL< UC угол φ отрицателен и нагрузка имеет емкостный характер (рис. 18, а). А при
UL = UC ugao φ je nula i opterećenje je čisto aktivno (Slika 18, b).
Podjela strani napon trokuta (sl. 17) na trenutnu vrijednost u krug, dobijamo otpor trokuta (sl. 19a), u kojem R ─ otpor, Z ─ impedancija, a x = XL-xC ─ reaktanse. Pored toga,
R = Zcosφ; x = Zsinφ (1.55)
Množenje strana trokutnog napona prema vrijednosti struje u krugu, dobijamo trougao snage (Slika 19, b). Ovde S je ukupna snaga, Q je reaktivna snaga, a P je aktivna snaga. Od trougla moći sledi:
S = IU = √P + Q; Q = Ssin φ; P = S cos φ = IU cos φ (1.56)
Reaktivna snaga Q je uvek povezana sa razmjenom električne energije između izvora i potrošača. Izmeren je u volt-amper reaktivnom (VAR).
Ukupna snaga S sadrži i aktivne i reaktivne komponente - ovo je snaga koja se troši iz izvora električne energije. Kod P = 0, sva ukupna snaga postaje reaktivna, a kod Q = 0, ona je aktivna. Shodno tome, komponente ukupne snage se određuju prirodom opterećenja. Ukupna snaga se meri u volterima-amperima (VA). Ova vrijednost je označena na pločama AC uređaja.
Aktivna snaga P se odnosi na električnu energiju koja se može pretvoriti u druge vrste energije - toplotu, mehanički rad itd. Mjeri se u Watts (Watts). Aktivna snaga zavisi od struje, napona i cos φ. Kako se ugao φ povećava, cos φ i snaga P se smanjuju, a kada se ugao φ smanjuje, aktivna snaga P se povećava. Stoga, cos φ pokazuje koliko se ukupne moći može teoretski pretvoriti u druge vrste energije. cos φ se naziva faktor snage.
Radi racionalnijeg korištenja AC napajanja generisanih putem izvora električne energije, pokušajte napraviti opterećenje tako da je cos φ u krugu blizu jednakosti. U praksi je dosta teško postići na skali preduzeća i dobar indeks je cos φ = 0,9 - 0,95.
Pri niskim vrijednostima cos φ nastaju dodatni gubici pri zagrevanju provodnika.
Pretpostavimo da se istu aktivnu snagu prenose sa istim naponom na dva jednaka opterećenja sa cos φ0 = 1 i cos φ1<1. Тогда
I0U cos φ0 = I1U cos φ1 (1,57)
I1 = I0 / cos φ1 (1.58)
Snaga koja se troši na grejanje žica jeste
P1 = I1 R = I0 R / cos φ1 (1,59)
to jest, gubitak toplote žica je obratno proporcionalan kvadratu faktora snage. Trebalo bi da bude tako, jer reaktivna snaga stvara dodatnu reaktivnu struju u žicama, a gubici za zagrevanje žica su proporcionalni kvadratnom struji. Zbog toga je povećanje cos φ od velikog praktičnog značaja.
7. Resonancija napona i struja
Resonance Resonance
Kada su napon induktivnosti i kapacitivnosti UL i UC, koji su međusobno pomjereni za 180, jednaki su u veličini, one potpuno kompenzuju jedni druge (Slika 18, b). Napon na krug je jednak naponu na aktivnom otporu, a struja u krugu se poklapa u fazi sa naponom. Ovaj slučaj se zove stresna rezonanca.
Uslov za rezonanciju napona je jednakost napona na induktivnosti i kapacitivnosti ili jednakost induktivnih i kapacitivnih otpornosti kola:
xL = xC ili ωL = 1 / ωC (1.60)
Kada je napon resonantan, struja u krugu je
I = U / √R + 0 = U / R (1,61)
to jest, kolo u ovom slučaju ima najmanji mogući otpor, kao da je uključen samo aktivni otpor R. Struja u krugu postiže maksimalnu vrijednost.
Pri rezonanciji napona na reaktivne otpornosti, xL i xC mogu znatno premašiti napon koji se primjenjuje na krug. Ako uzmemo odnos primjenjenog napona na napon na induktivnosti (ili kapacitivnosti), dobijamo
U / UL = IZ / I xL = Z / xL ili UL = U xL / R (1.62)
odnosno napon na induktoru će biti veći od primijenjenog napona u xL / R puta. To znači da pri rezonanciji napona na određenim dijelovima sklopa može doći do napona koji su opasni za izolaciju uređaja uključenih u ovaj sklop. Vektorski dijagram za slučaj stresne rezonance je prikazan na Sl. 18 b.
Ako se u serijskom kolu, koji sadrži aktivni otpor, induktivnost i kapacitivnost, vrijednost jednog od elemenata kola (na primjer, kapacitivnost) mijenja sa primjenjenim naponom nepromenjenom, onda će se mnoge količine koje karakterišu struju u krugu mijenja. Krivulje pokazuju kako se struja, promjena napona naziva rezonantnim. Rezonantne krivulje sa promjenom kapaciteta prikazane su na Slici 20.
Rezonantne struje
Za razliku od uzastopnih AC krugova, gde je struja koja prolazi kroz sve elemente kola je ista, paralelna kola napon koji se primjenjuje na paralelne grane sklopa je isti.
Razmotrimo paralelno uključivanje kapacitivnosti i grana, sastoje se od induktivnosti i aktivnog otpora (Slika 21).
Obe grane su pod istim primijenjenim naponom U. Konstruišemo vektorski dijagram za ovo kolo. Kao glavni vektor, izaberemo vektor primijenjenog napona U (slika 22).
Onda ćemo pronaći dužinu vektora I1 iz relacije
I1 = U / z1 = U / √R1 + xL (1.63)
i odložiti ovaj vektor u odnosu na vektor U pod uglom φ1, koji je određen formulom
tg φ1 = xL / R1 (1,64)
Trenutni vektor I1 koji je tako dobijen može se razgraditi u dvije komponente: aktivni Ia1 = I1 cos φ1 i reaktivni Ip1 = I1 sin φ1 (Slika 22).
Veličina trenutnog vektora I2 nalazi se iz relacije
I2 = U / xC = U / (1 / ωC) = ωCU (1,65)
i ovaj vektor planiramo pod uglom od 90 u suprotnom smeru kazaljke na satu u odnosu na vektor primljenog napona U.
Ukupna struja I jednaka je geometrijskoj zbirci struja I1 i I2 ili geometrijskoj sumi reaktivne struje Ip1-I2 = IL-IC i aktivne struje Ia1. dužina vektora I je
I = √ (IL-IC) + (Ia1) (1.66)
Fazni pomak između zajedničke struje I i primijenjenog napona U može se odrediti iz odnosa
tgφ = (IL-IC) / Ia1 (1,67)
Iz vektorskog dijagrama može se videti da dužina i položaj ukupnog vektora zavisi od veze između reaktivnih struja IL i IC. Konkretno, kod IL\u003e IC, ukupna struja zaostaje u fazi od primijenjenog napona, sa IL< IC ─ опережает его, а при IL = IC ─ совпадает с ним по фазе. Последний случай (IL = IC) называется резонансом токов. При резонансе токов общий ток равен активной составляющей тока в цепи, то есть происходящие в цепи процессы таковы, как будто в ней содержится только активное сопротивление (в этом случае φ = 0 и cos φ = 1). При резонансе общий ток в цепи принимает минимальное значение и становится чисто активным, тогда как реактивные токи в ветвях не равны нулю и противоположны по фазе.
Ako je u paralelnom kolu prikazanom na Slici 21, da bi se promenila vrednost kapaciteta sa konstantnim primijenjenim naponom, onda će se mnoge količine koje karakterišu struju u krugu mijenja. Krivulje koje pokazuju kako se struja menja, naponi na odeljcima strujnog kola i fazni pomak između struje i napona se nazivaju rezonantnim.
§4.1. Izmenična struja, akvizicija, parametri.
Varijable nazvani periodičnom strujom, čije se vrijednosti ponavljaju nakon određenih vremenskih intervala, nazvanog period. Period (T, sekunde) jedne potpune oscilacije.
Fig.4-1. Model alternatora.
Fig.4-2. Plana sinusnog talasa.
Izvor linija magnetnog polja je trajni magnet NS, između polova je cilindrični rotor (rotirajući deo). Rotor, u cilju smanjenja gubitaka na strujnim strujama, regrutuje se od odvojenih tanki listovi električnog čelika, izolovanog od filma od lakova. Polovima se daje takav oblik da se u vazdušnom prostoru između njih i rotorom magnetska indukcija razlikuje po zakonu sine
,
gdje je a ugao između ravnice navojnice lociranog na rotoru i neutralne ravni OO '. Kada se rotator rotira sa ugaonom brzinom ω, u svakoj aktivnoj strani okretanja zavojnice (broj okreta W), prema fenomenu elektromagnetne indukcije, indukuje se EMF. Onda će EMF primenjen na krajevima ove namotaje biti jednak
e i - EMF primenjen u jednoj aktivnoj strani navijanja namotaja; 2 - broj aktivnih strana u jednom redu; W je broj okreta; ωt = a. Ovde.
Iz izraza (1) proizlazi da kada se kreira takav model generatora, EMF koji nastane u navijanju fiksiranom na rotoru varira u zavisnosti od zakona sine. Da biste se povezali sa takvim generatorom opterećenja, potrebno je:
1. krajevi namotaja su povezani sa kontaktnim prstenovima;
2. Postavite četke na kontaktne prstene, pomoću kojih uklanjamo EMF i povezujemo opterećenje.
AC parametri.
2. Ciklična frekvencija - broj ukupnih oscilacija u sekundi.
Jedinica mere je Hz = 1 / s.
3. Trenutno vrednost struje i, napon u, emf e je vrijednost ovih vrijednosti u proizvoljnom momentu vremena, na primjer, vrijeme t, trenutna vrijednost struje i (vidi grafikon).
4. Amplitude ili maksimalna vrijednost struje I max, napon U max, emf E max je najveći od trenutnog.
5. Trenutna vrednost je trenutna vrednost, koja se određuje u AC kolu pomoću mernih uređaja.
Ovde U, E i ja su efektivne vrednosti.
6. Prosječna vrijednost vrijednosti za period. Budući da tokom jedne polovine vremena struja protiče u jednom pravcu, a tokom druge polovine iste količine struje protiče u suprotnom smjeru, onda je prosječna vrijednost struje tokom perioda 0.
§ 4.2. Faza izmenjene struje. Promena faze.
Pretpostavimo da su dva identična okreta 1 i 2 pričvršćena na sidru generatora, pomereni u razmaku za ugao φ, kao što je prikazano na slici 4-3. Kada se armatura rotira, EMF indukcije iste frekvencije ω i amplitude E max na slici 4-4 će biti indukovane u okretima, jer se obrtaji rotiraju sa istom ugaonom brzinom u istom magnetnom polju.
Položaj okreta daje se uglovi ψ 1 i ψ 2 za proizvoljni trenutak vremena, koji se može podesiti na t = 0. Ravnice okreta se ne poklapaju sa neutralnom ravninom OO '. Trenutne EMF vrijednosti kao funkcija vremena određuju se izrazima:
Shodno tome, u trenutku t = 0, emf je nula:
; 
.
Električno, uglovi ψ 1 i ψ 2 određuju vrednosti emf u početnom vremenu i nazivaju se početni uglovi faze ili početne faze.
Vremenska promena je određena razlikom u početnim fazama i naziva se ugao faznog pomaka ili faznog pomaka φ. (Slika 4-4).
§ 4.3. Vektorski dijagrami.
Dodavanjem, oduzimanjem struja, naponi dve sinusoidalne veličine koji imaju različite početne faze, je težak rad. Zbog toga je postalo neophodno zameniti sinusoidne količine sa vektrom čija je dužina jednaka efektivnoj vrijednosti date količine, a njen položaj u odnosu na neutralnu ravninu će se odrediti početnim uglom. Takva zamena se naziva vektorski dijagram. Pozvani su skup nekoliko vektora koji odgovaraju nultom momentu vremena vektorski dijagram.
Odeljak 4.4. Karakteristike električnih kola naizmenične struje.
Pri proučavanju električnih kola, mora se zapamtiti da je električna struja neraskidivo povezana sa magnetnim poljem. Dakle, kada postoji struja u električnom krugu i u okruženju, postoje magnetna i električna polja. Pored toga, električni krug pretvara elektromagnetnu energiju u toplotnu energiju.
U stvarnim kolima, električna i magnetna polja se distribuiraju po celoj osi. Ali takva ravnomjerna raspodela polja je retka, na primjer, u prenosnim mrežama. Po pravilu, magnetna i električna polja se nejednako raspoređuju duž lanca, a magnetna polja (induktivni namotaji) su izražena u nekim oblastima, dok na drugoj - električna (kondenzatori). Postoje i dijelovi krugova gdje se vrši konverzija elektromagnetne energije u termičku energiju (otpornici). Ovi lanci, nazvani lanci sa složenim parametrima, omogućavaju vam proučavanje osobina pojedinih sekcija, a zatim razmotrite rad kola kao cjeline.
§ 4.5. AC krug sa aktivnim otporom.
u trenutni napon.
Struja u lancu određuje Ohmov zakon:
gde je U trenutna; R - otpornost. Primer je žarulja sa žarnom niti.
Takav krug troši snagu, nazvan aktivni
Ja je efektivna vrijednost struje.
Pod aktivnom snagom, može se približno uzeti u obzir korisna snaga koja je uključena u pretvaranje električne energije u druge vrste energije.
Vektorski dijagram.
Pri crtanju dijagrama, zapamtite to vektori rotiraju u suprotnom smeru kazaljke na satu sa ugaonom brzinom ω ili kažu sa ugaonom frekvencijom ω jednakom
Ovde, U R je napon na aktivnom otporu, jednak je
u aktivnom otporu, vektor struje i vektor napona poklapaju se u pravcu.
4.6. AC krug sa kapacitetom.
Struja u krugu
gdje je X C kapacitivna otpornost kola, jednaka
,
ovde c - kapaciteta u Faradah, i od tada. ova vrednost je veoma velika, a mreže imaju kapacitivne vrednosti u μF, onda često koriste formulu
,
ovde je u uF.
U ovom krugu, bez obzira na pravac struje, u odeljcima 0-1,2-3 (pogledajte graf alternativne struje) postoji potrošnja električne energije, kondenzator ga akumulira na pločama i on je prisutan u ovom krugu u obliku energije električnog polja. U ovim vremenskim intervalima, kolo radi kao potrošač, a vrijednosti snage se uzimaju znakom "+".
Kada napon na ulazu u kolo karakteriše područje 1 - 2, 3 - 4, uskladištena električna energija u krugu sa kapacitivnošću se vraća na mrežu, kolo se ponaša kao generator, a vrednost energije se uzima sa znakom "-". Zbog toga je aktivna snaga koja je potrošena ovakvim sklopom je 0. Najviša vrijednost snage koja se koristi od sklopa se zove reaktivna snaga i određen je
[var] - volt amper reaktivan.
Vektorski dijagram.
Ovde U C je napon preko kapacitivnog otpora
Kao što se vidi iz vektorskog dijagrama vektor struje ispred vektorskog napona za ugao φ = 90 °. U ovom slučaju, kažu, φ = 90 ° vodi, tj. vektor struje ispred vektorskog napona za ugao od 90 °.
§ 4.7. AC sklop sa induktivnošću.
Struja u krugu
gde je X L induktivna otpornost kola, jednaka
,
gde je L - induktivnost (Gn) - parametar koji karakteriše osobine kalemova namotaja električnih uređaja i mašina.
U takvom krug, u skladu sa napon formiraju lanac i u različito vrijeme (sekcije od 0 - 1 1 - 2) je prvi potrošnju električne energije koja je pohranjena kao magnetskog energetskog polja, nakon čega se vratio u mrežu. Dakle, P = 0. U ovom slučaju se zove najveća vrijednost električne energije induktivnost reaktivne snage.
Vektorski dijagram.
Ovde je napon na induktivnom otporu
Kao što se vidi iz vektorskog dijagrama trenutni vektor zaostaje za vektor napona za ugao φ = 90 °. Sada, pod oznakom φ = 90 ° - zaostajanje - potrebno je shvatiti da trenutni vektor zaostaje za vektor napona za ugao φ = 90 °.
§ 4.8. Nerasporedeni krug naizmenične struje sa R, X L, X C.
Struja u krugu
gde je Z impedancija kola, jednaka
.
Odnos između ovih otpornosti može se grafički prikazati kao trokut pravougaonog otpora.
Vektorski dijagram. Redosled izgradnje.
1. Nađite napon na elementima kola
2. Izaberite skalu struje i napona.
Prilikom izbora skale, razmotrite:
§ dužina trenutnog vektora treba biti nešto veća od ili jednaka dužini zajedničkog vektora napona;
§ Merila napona treba da budu takva da su dužine vektora napona na elementima kola dobijene celim brojevima ili frakcionim 5 (sa frakcijom od 0,5, na primer 2,5).
3. Mi ploskate trenutni vektor horizontalno. Dužina trenutnog vektora je jednaka numeričkoj vrijednosti struje koja je podeljena sa skalom.
4. Uzimajući u obzir uglove faznog pomaka u aktivnom, induktivnom i kapacitivnom otpornosti, skiciramo vektore napona na elemente kola. Da bi pravilno odložili vektore stresa, uradite to:
§ Obratiti lanac u smeru kazaljke na satu, ali je moguće i na drugi način;
§ Da dobijete vektor napona na terminalima kola, potrebno je dodati sve vektore zauzvrat jedni drugima, tj. početak drugog mora ići od kraja prvog, a početak prvog će se poklopiti s početkom trenutnog vektora. Za naš krug, vektor napona na terminalima kola je
;
§ Ne zaboravite da vektori rotiraju suprotno smeru kazaljke na satu.
Ugao φ je označen strelicom, smerom strelice od trenutnog vektora do vektora napona. Dijagram je konstruisan za slučaj X L\u003e X C /
Za slučaj X L Za slučaj X L = X C Ovakav vektorski dijagram pokazuje da se stresna rezonanca javlja u krugu. kod naponske rezonance takav lanac se ponaša kao lanac sa čisto aktivnim opterećenjem, tj. Z = R, cosφ = 1, pošto φ = 0, onda je Q = 0, P = S, a napon na terminalima kola je jednak naponu na aktivnom otporu. Da bi se postigla naponska rezonanca, može se odabrati induktivnost, kapacitivnost, reaktivna otpornost ili dovesti takav sklop sa rezonantnom frekvencijom A druga je reaktivna komponenta ukupne struje, jednaka razlici između reaktivne komponente struje kalema i struje kondenzatora Dakle, ukupna struja Ugao ukupnog trenutnog pomaka od napona određuje se kroz njegov tangent (slika 4-18): Fig.4-18. Vektorski dijagram za razgranat lanac. Fig.4-19. Vektorski dijagram za rezonantne struje. Struja u neizgrađenom dijelu sklopa može zaostati za naponom za ugao φ za I L\u003e I C, ili biti ispred njega na I L , i snaga, t. φ = 0 i cosφ = 1. Dakle, ukupna struja je jednaka aktivnoj komponenti struje kalema. U ovom slučaju, ukupna struja je uvijek manja od struje u namotaju, jer aktivna komponenta struje zavojnice je uvijek manja od struje navoja (I a 1
Odnos struje u petlji ili u kalemu (I 1 ≈ I 2) do ukupne struje pri rezonanciji (I re) što je faktor kvaliteta kola, pokazuje koliko puta je struja u paralelnom krugu pri rezonanciji veća od ukupne struje u žicama za napajanje. U ovom slučaju maksimalna snaga troši za dobijanje magnetnog polja (U / IL), je jednaka maksimalnoj energije koju troši za dobivanje električnog polja (UI C), a samim tim i jednake i maksimalne vrijednosti energije u lancu magnetskih i električnih polja WL m = WC m . kao u gornjem rezonantnog kola, u jednu četvrtinu perioda, energija čuva u električno polje se dobija u potpunosti iz magnetskog polja, a tokom drugog kvartala period, energija skladišti u magnetskom polju se dobija u potpunosti iz električne th polje. Od generatora, samo energija koja se koristi u aktivnom otporu ulazi u kolo. Jer reaktivne komponente struje otkazuju jedni druge, onda u krugu generatora samo aktivna struja prolazi zbog gubitaka energije u aktivnom otporu. §4.10. Faktor snage. Da bi se u potpunosti koristio generator, mora raditi pri nominalnom naponu U n sa nominalnom strujom I n i cosφ = 1. U ovom slučaju, generator razvija najveću aktivnu snagu jednaku njegovoj ukupnoj nominalnoj snazi, Smanjenje cosφ prouzrokuje proporcionalno smanjenje aktivne snage, tj. nepotpuna upotreba nominalne snage generatora. Pri prijemniku snage koji radi na konstantnom nominalnom naponu U n i sa konstantnom aktivnom snagom P, struja se varija obratno proporcionalna cosφ, jer Shodno tome, smanjenje cosφ uzrokuje povećanje struje i povećanje snage gubitaka za zagrevanje žica I 2 r. Zbog ovih razloga, oni imaju tendenciju da povećaju cosφ svake jedinice na vrednost blizu jedinstva. Test pitanja: 1. Šta se zove izmjenjiva električna struja? 2. Kako mogu predstavljati izmjeničnu električnu struju? 3. Period, frekvencija, amplituda promjene struje. 4. Trenutne i efektivne vrijednosti struje, napona i EMF-a. 5. Faza izmenjive struje. Promena faze. 6. Vektorski dijagrami kola naizmenične struje. 7. Koje su karakteristike AC električnih kola? 11. Šta je nerazvijen AC sklop sa aktivnim otporom, kapacitivnošću i induktivnošću? 12. Kako napraviti vektorski dijagram neizgrađenog AC sklopa? 13. Šta je razgranati AC kolo? 14. Faktor snage. Metode za predstavljanje sinusoidnih struja, napona, EMF U modernu tehnologiju najčešće koriste sorte u obliku izmjenične struje i napona :. Sinusoidalni, pravougaoni, trouglasti, itd vrijednosti struje, napona, elektromotorna sila u bilo koje vrijeme t se zove trenutnu vrijednost i označava se malim slovima malim slovima, odnosno, i = i (t); u = u (t); e = e (t). Trenutne vrijednosti struje, napona i EMF koji se ponavljaju u pravilnim intervalima, pod nazivom periodično, a najmanje interval kroz koji se javlja recidiv se odnosi na period T. Ako krivu varijacije periodične struje opisuje sinusoid, onda se struja naziva sinusoidnim. Ako je krivina drugačija od sinusoida, onda struja nije sinusoidna. U industrijskoj mjeri, električnu energiju proizvode, prenose i konzumiraju potrošači u obliku sinusoidnih struja, napona i EMF-a, Pri izračunavanju i analiziranju električnih kola koriste se nekoliko načina za predstavljanje sinusoidnih električnih količina. Analitički metod i (t) = I m sin (ωt + ψ i), za napon u (t) = Um sin (ωt + ψ u), e (t) = E m sin (ωt + ψ e), U jednačinama (2.1 - 2.3) označava se: I m, U m, E m - amplitude struje, napona, EMF; Vrednosti i, I m - izmerene su u amperima, vrednosti U, U m, e, E m - u voltima; vrednost T (period) se meri u sekundi (sekundama); frekvencija f - u hertzu (Hz), ciklična frekvencija ω ima dimenziju rad / s. Vrednosti početnih faza ψ i, ψ u, ψ e se mogu meriti u radijancima ili stepenima. Vrednost ψ i, ψ u, ψ e zavisi od porijekla vremena t = 0. Pozitivna vrijednost je postavljena lijevo, negativna vrijednost je desno. Vremenska linija Dijagram vremena predstavlja grafičku predstavu sinusoidne vrednosti na datoj skali kao funkciji vremena (slika 2.1). i (t) = I m sin (ωt - ψ i). Grafoanalitička metoda Grafički, sinusoidne veličine su predstavljene kao rotirajući vektor (slika 2.2). Pretpostavlja se rotacija u suprotnom smeru kazaljke na satu sa frekvencijom rotacije ω. Velicina vektora na datoj skali predstavlja vrednost amplitude. Projekcija na vertikalnoj osi je trenutna vrijednost vrijednosti. Skup vektora koji predstavljaju sinusoidalne veličine (struja, napon, EMF) iste frekvencije naziva se vektorski dijagram. Vektorska vrijednost je označena tačkom iznad odgovarajućih varijabli. Korišćenje vektorskih dijagrama omogućava značajno pojednostavljenje analize AC krugova, čineći ga jednostavnim i intuitivnim. U srcu grafoanalitičke metode analize krugova naizmenične struje je konstrukcija vektorskih dijagrama. Primjer (slika 2.3) i 1 (t) = I m1 sin (ωt) Prvi Kirchhoffov zakon je zadovoljan za trenutne struje: i (t) = i 1 (t) + i 2 (t) = I m1 sin (ωt) + I m2 sin (ωt - ψ2) = I m sin (ωt + ψ). Izjednačite projekcije na vertikalnim i horizontalnim osama (slika 2.4): I m sin ψ = I m2 sin ψ 2; I m cos ψ = I m2 cos ψ 2 + I m1; Iz jednakosti (2.4 - 2.5) dobijamo Induktivnost Magnetno polje se formira oko bilo kojeg provodnika sa strujom, a karakteriše ga vektor magnetne indukcije B i magnetni fluks F: Ako polje formira nekoliko (w) provodnika sa istom strujom, onda koncept fluksne veze ψ Odnos struje-to-strujne spojnice, koji ga stvara, zove se induktorski namotaj Kada se veza fluksa vremenom menja, prema zakonu Faraday-a, emf samodiscipline e L = -dψ / dt. Uzimajući u obzir relaciju (2.8) za eL, dobijamo e L = - L · di / dt. Ovaj EMF uvek sprečava promenu struje (Lenzov zakon). Zbog toga, da bi stalno vodili struju preko provodnika, neophodno je primijeniti kompenzacijski napon na provodnike Upoređujući jednačine (2.9) i (2.10), dobijamo u L = L · di / dt Ovaj odnos je analogni Ohmov zakon za indukciju. Strukturno, induktivnost se pravi u obliku kalema sa žicom. Konvencionalna oznaka induktivnosti Svitak sa žicom pored svojstva stvaranja magnetnog polja ima aktivni otpor R. Uslovna oznaka stvarne induktivnosti. Jedinica merenja induktivnosti je Henry (HH). Djelomične jedinice se često koriste 1 μH = 10 -6 GH; 1 μH = 10 -3 HH. Kapacitet Svi provodnici sa električnim nabojem stvaraju električno polje. Karakteristika ovog polja je potencijalna razlika (napon). Električna kapacitivnost određuje se odnosom provodnog napona do napona Uzimajući u obzir odnos dobijamo formulu odnosa trenutnog napona i = C · du C / dt. Radi praktičnosti, ona je integrisana i dobijena u C = 1 / C · ∫ i dt. Ovaj odnos je analogni Ohmov zakon o kapacitetu. Strukturno, kapacitivnost se pravi u obliku dva provodnika odvojena dielektričnim slojem. Oblik provodnika može biti ravna, cevasta, sferična, itd. Jedinica mjerenja kapaciteta je Farad: 1F = 1Kl / 1V = 1Colon / 1Volt. Ispostavilo se da je Farad velika jedinica, na primer, kapacitet globusa je ≈ 0,7 F. Dakle, najčešće se koriste frakcijske vrednosti 1 pF = 10 -12 F, (pF je picofarad); Simbol za kapacitet je simbol Element R (otpornik) Postavite napon i struju u obliku odnosa u (t) = Um sin (ωt + ψ u), i (t) = I m sin (ωt + ψ i). Poznato je da za otpornik ψ u = ψ i, onda za p dobijamo p (t) = u (t) i (t) = U m I m sin 2 (ωt + ψ i). Jednačina (2.32) pokazuje da je trenutna snaga uvek veća od nule i varija s vremenom. U takvim slučajevima, uzmite u obzir prosječnu snagu za period T Ako napišemo U m i I m u smislu efektivnih vrijednosti U i I: onda dobijamo U obliku, jednačina (2.34) se poklapa sa snagom u konstantnoj struji. Količina P jednaka proizvodu efektivnih vrijednosti struje i napona naziva se aktivna snaga. Jedinica mjerenja je Watt (W). Element L (induktivnost) Poznato je da je u indukciji fazni odnos ψ u = ψ i + 90 °. Za trenutnu snagu ima Jednačinu u jednačenju (2.35) u vremenu tokom perioda T dobijamo Da biste kvantificirali snagu induktivnosti, koristite vrijednost Q L jednaka maksimalnoj vrijednosti p L Q L = (U m I m) / 2 i nazovite je reaktivnom (induktivnom) snagom. Jedinica mjerenja je odabrana kao VAR (reaktivno volt-ampere). Jednačina (2.36) može se napisati u smislu efektivnih vrijednosti U i I, a koristeći formulu U L = I X L, dobijamo Element C (kapacitet) Poznato je da je u kapacitetu fazni odnos ψ u = ψ i 90 °. Za trenutnu snagu dobijamo p C (t) = u (t) I (t) = (U m I m) / 2 · sin (2ωt). Prosječna vrijednost za ovaj period je takođe nula. Po analogiji sa jednacinom (2.36) uvodimo kolicinu Q C = I 2 X C, koja se zove reaktivna (kapacitivna) snaga. Jedinica mjerenja je takođe VAR. Ako u krugu postoje elementi R, L i C, aktivne i reaktivne moći se definišu jednačinama gde je φ ugao faznog pomaka. Uvesti pojam ukupne snage lanca Uz dozvolu za jednačine (2.37) i (2.39), (2.40) se može napisati u formularu Jedinica mjerenja ukupne snage je VA - volt-ampere. Ohmov zakon Prema Ohmovom zakonu, u složenom obliku, oni razumeju: Í = Ú / Z Složena otpornost segmenta lanca je složeni broj, čiji pravi deo odgovara vrijednosti aktivnog otpora, a faktor za imaginarni dio - na reaktansu. Po tipu snimanja složenog otpora može se proceniti priroda segmenta lanca: R + j X - aktivna induktivna otpornost; Jednofazni električni krugovi Većina potrošača električne energije rade na izmeničnoj struji. Trenutno, skoro sva električna energija se generiše u vidu napajanja naizmeničnom strujom. Ovo se objašnjava prednostom proizvodnje i distribucije ove energije. Alternativna struja se dobija na elektranama, pretvarajući mehaničku energiju generatora u električnu energiju. Glavni ac prednost nad konstanta je moguće pomoću transformatora za podizanje ili niže napona sa minimalnim gubicima za prenos električne energije na velike udaljenosti, u trofaznom naponu napajanja da biste dobili samo dva: linearna i fazu. Pored toga, generatori i AC motori su jednostavniji u dizajnu, pouzdaniji u radu i lakšim za rad od DC mašina. U električnim krugovima AC, najčešće korišćeni sinusoidni oblik, koji karakteriše činjenica da su sve struje i naponi sinusoidne funkcije vremena. U generatorima naizmenične struje proizveden je EMF koji se vremenom razlikuje u skladu sa zakonom sine, i time pruža najpovoljniji način rada električnih instalacija. Pored toga, sinusoidni oblik struje i napona omogućava precizno izračunavanje električnih kola koristeći metod složenih brojeva i približno izračunavanje zasnovano na metodi vektora dijagrama. U ovom slučaju, zakoni Ohm i Kirchhoff se koriste za proračunavanje, ali napisani u vektorskom ili kompleksnom obliku. Jednofazna izmenjena struja
Varijabilna električna struja u odnosu na konstantu ima veliku prednost u svakodnevnom životu iu proizvodnji. Prednost izmjenične struje je prvenstveno zbog činjenice da se napon i struja mogu transformisati (pretvoriti) skoro bez gubitka energije u vrlo širokom opsegu i prenijeti na velike razdaljine. Zbog toga se u industriji široko primenjuju struje i napon. U industriji (u elektranama), naizmenična struja generiše generatori naizmenične struje u kojima se koristi fenomen elektromagnetne indukcije. Najjednostavnija šema za dobijanje naizmenične struje i napona je prikazana na slici 7: Žičani okvir (rotacija) rotira u jednakom magnetnom fluksu sa konstantnom brzinom. Promene magnetnog fluksa koji prolaze kroz površinu kadra će se odvijati kontinuirano, dok će fluks koji stvara elektromagnet (induktivni namotaj i čelično jezgro) ostati nepromenjen. U kadru postoji indukcija EMF-a, koja se meri pomoću voltmetra. Za vizuelno ubeđivanje, razmotrite pozicije rama u različitim vremenima na Sl. 8. U početnom trenutku (Slika 8, a) ravnina okvira je pravougaona prema magnetnim linijama, odnosno magnetni tok kroz okvir je maksimalan, nakon četvrtine perioda (Slika 8, u) okvir je paralelan sa magnetnim linijama, a magnetni fluks je nula: Ali indukcija EMF-a nije određena samim protokom, već brzinom njegove promene, u prvoj poziciji okvira (slika 8, a) EMF će biti 0, a prema trećem položaju (Slika 8, u) EMF indukcija će imati maksimalnu vrijednost. Za druge vrednosti, EMF indukcije takođe menja svoju vrijednost i znak, tj. biti varijabilna. Struja koja se pojavljuje u okviru pod dejstvom EMF indukcije, s vremenom će se promeniti kao sam EMF. Takva struja se zove izmenjena sinusoidna struja. Vremenski interval tokom kojega struja čini jednu potpunu oscilaciju (jednu revoluciju) naziva se period alternativne struje. Period oscilacije označava se T, broj oscilacija u sekundi. Pozovite frekvenciju struje i označite slovom f. Jedinica frekvencije označena je u Hertzu (Hz): f = 1/T ili T = 1/f
. Treba napomenuti da u našoj zemlji iu većini drugih zemalja u industriji iu svakodnevnom životu koristi se alternativna struja s frekvencijom od 50 Hz. Na primer, ako se generator rotira pri brzini od 3000 obrtaja u minuti (60 sekundi) i ima jedan pol (Slika 7), onda: f = 3000/60 = 50 Hz.
Jednačine i grafovi sinusoidnih količina
Da razmotrimo detaljnije analizu električnih kola naizmenične struje sinusoidnih vrednosti uz pomoć jednačina i grafova. U bilo kojoj tački u vazdušnom prostoru, čija je pozicija određena uglom β, čita se od neutralne ravni (neutralne) suprotno smeru kazaljke na satu, magnetska indukcija se izražava jednačinom: B = Bmsinβ, gdje U
- magnetna indukcija; Bm
- amplituda (najveća vrijednost) magnetne indukcije; sinβ -ugao magnetnog polja. Neutralna ravnina je okomita na osu polova i deli magnetni sistem u simetrične delove, od kojih je jedna uslovno sjeverna, a druga južna. Najveća vrednost (vidi sliku 9) je magnetna indukcija na sredini polova, tj. pri uglovima β = 900 i β = 2700, a kod neutralnih β = 00 i β = 1800 magnetna indukcija je nula. Evo karakteristika i definicija sinusoidnih vrednosti sinusoidnog emf: Trenutna vrijednost (ili trenutna vrednost) EMF-a ( e
) Da li je veličina emf-a u trenutku? Trenutačni EMF se određuje jednačinom: e=Emsin (ω t ± ψ)
kada zamjenjuje vrijeme za to t
, uslijedila je od početka izvještaja do ove tačke. Amplituda Em
- najveća vrijednost koju EMF u toku perioda. Amplituda je jedna od trenutnih vrijednosti koja odgovara argumentu ω t ± ψ
, jednako kπ + 900
, gdje k
bilo koji cijeli broj ili nula. Faza (fazni ugao ω t ± ψ
) Da li je argument sinusoidnog EMF-a, koji se računa od najbliže prethodne tačke emf tranzicije kroz nulu do pozitivne vrednosti. Faza u bilo kom trenutku određuje fazu harmonične varijacije sinusoidnog EMF-a. Inicijalna faza
ψ
– faza sinusoidnog emf-a u početnom vremenu. Phase Shift
- dve sinusoidalne količine različitih inicijalnih faza. Ugaona frekvencija ω, (ili ugaona brzina) je ugao rotacije ( α
) generatora u jedinicama. vrijeme ( t)
. Tokom jednog perioda T ugao rotacije rotor je 2π
u radijancima, stoga: ω = α / t = 2π / T= 2π / f.
Trofazni krugovi Osnovni pojmovi: Višefazni sistem je skup električnih kola koji se zovu faze, u kojima se sinusoidne napone iste frekvencije razlikuju jedna od druge u fazi. Najčešće se koristi simetrični višefazni sistem, naponi su jednaki po veličini i pomak u fazi od 2π / m kutak gdje m - broj faza. Najrasprostranjeniji trofazni sistem (Kreirao ruski naučnici MO Dolivo-Dobrovolsky 1891.), on je izmislio i razvija sve dijelove sistema (generatora, transformatora, dalekovodi i trofazni motori). Sistem koji se zove trofazni sistem koji se sastoji od tri lanca, koje su varijable EMF imaju istu amplitudu i frekvenciju, ali pomak u fazi u odnosu na međusobno 120 ° ili 1/3 razdoblje (tzv električne ugla), vidi. Sl. 10. Da bi se dobilo sklopljeno trofazno kolo (trenutno ne koriste povezani trofazni krugovi), koristi se trofazni generator. Najjednostavniji trofazni generator je šematski prikazan na Sl. 11, gde se fazni namotaji pomjeraju relativno jedan za drugim za ugao od 120 ° / str, gdje str Je broj parova polova. U slučaju dvopolnog generatora (Slika 11) str = 1 i ugao je 120 ° (2 str/ 3). Kada se rotator rotira zbog identiteta tri navitka generatora, EMF su indukovani u njihovoj fazi relativno jedni prema jednoj drugoj za jednu trećinu perioda. Vektori koji predstavljaju ove EMF su jednaki u apsolutnoj vrednosti i nalaze se pod uglom od 120 ° (2 str/ 3), pogledajte Sl. 12..: Fig. 11 Sl. 12 Na primer, dajemo formule za izračunavanje gubitaka električne energije u liniji: 1. Provjerite liniju za dugotrajnu struju: Ip = Rr / (√3 x Un x cos φ), (A); gde: 2. Izračunavanje linije za gubitak napona: ΔU% = (100 / لا × Un²) x (Prh Lo / Spr), (ΔU%); gde: 3. Izračunavanje linije za gubitak snage: ΔR (%) = Ip²h 3 x (ro x Lo) / Pp x 100, (ΔR); gdje: 4. Izračunavanje linije za ukupnu gubitak snage: S kVA = P / cos φ, (kVA). Za referencu. Osnovne definicije Promenljiva je električna struja čija veličina i pravac variraju sa vremenom. Najkraći vremenski interval kroz koji se vrijednosti AC ponavljaju naziva se period. Koristeći osciloskop, možete meriti vrednost amplitude sinusoidne struje ili napona. Slično tome, efektivne vrednosti EMF-a i napona Kirchhoffovi zakoni za trenutne vrijednosti: Odjeljak kola koji sadrži aktivni otpor Veza može biti napisana za efektivne vrijednosti Veza pokazuje da se faze napona i struje u otporniku poklapaju. Ovo je grafički prikazano na vremenskom dijagramu iu kompleksnoj ravni. 11)
Fenomen koji se pojavljuje u neovisanom lancu sa elementima L, R, C, kada se totalni napon i struja poklapaju u fazi, se zovu stresna rezonanca. Stanje stresne rezonance: X L = X Cili (X L\u003e X C) U ovom režimu, kolo karakteriše aktivna snaga P i pozitivnu reaktivnu snagu Q \u003e 0. Pozitivna vrednost reaktivne snage ukazuje na to da je induktivna snaga veća od kapacitivne snage, tj. induktivni element prevladava nad kapacitivnim elementom.U ovom režimu se zove znak kola aktivno-induktivno. Kada X L < X Creaktanca celog kola je negativna. U ovom režimu kolo karakteriše aktivna snaga P i negativnu reaktivnu snagu Q<0. Отрицательное значение реактивной мощности свидетельствует о том, что индуктивная мощность меньше емкостной, т.е. емкостный элемент преобладает над индуктивным элементом. В этом режиме характер цепи называют aktivno-kapacitivni. Znak rezonance napona u krugu je maksimalna struja i aktivna snaga. Naponska rezonanca se koristi u radio-inženjerskim krugovima u konstrukciji rezonantnih filter krugova. U ovom slučaju karakteristike kola ispadaju da su različite za signale različitih frekvencija. 1) 12-13)
14)
Pitanje 15. Snaga jednofaznih sinusnih talasnih krugova. Kapaciteti na rezonanciji struja i rezonancije napona. Pitanje 16. Trofazne struje. Opšti koncepti. Priključivanje faza trofaznog izvora energije sa zvezdom, trougao. Pitanje 17. Šema četiri-žičnog i trožičnog trofaznog sistema, povezanog sa zvezdom. Proračun, vektorski dijagrami Trožični trofazni sistem Četverožični trofazni sistem Pitanje 18. Priključivanje trofaznih energetskih prijemnika sa trouglom. Izračun, vektorski dijagram. Question19
· U zavisnosti od broja faza: jednofazni i trofazni; · Po broju namotaja: dvostruka i trostruka rana; · U zavisnosti od lokacije njihove instalacije: spoljna i unutrašnja instalacija; · Po oznaci: smanjenje i povećanje; Princip rada svakog energetskog transformatora zasnovan je na zakonu elektromagnetne indukcije. Ako je navijanje uređaja za povezivanje izvor AC, namotaja ove navijanje naizmenične struje će teći koja stvara magnetno kolo transformatora izmjenične magnetnog fluksa. Zatvoreni u magnetnom krugu, izmenjeni magnetni fluks će indukovati elektromotornu silu (EMF) u drugom namotaju transformatora. Ovo se objašnjava činjenicom da su svi namotaji transformatora navijeni na jednom magnetnom krugu, tj. Povezani su magnetnom sklopkom. Vrednost indukovanog EMF-a biće proporcionalna broju obrtaja ovog navijanja. Pitanje 20
Transformatori se razlikuju po broju faza, broju namotaja, načinu hlađenja. U principu, energetski transformatori se koriste za povećanje ili smanjenje napona u električnim krugovima. Iz navedenog formule može se zaključiti da je elektromotorna sila iza magnetnog fluksa tačkom četvrtinu, a odnos EMF u namotaja transformatora jednak odnos brojeva E1 / E2 = n1 / n2 skretanja. Ako drugi namotaj nije pod opterećenjem, onda je transformator u stanju mirovanja. U ovom slučaju, i 2 = 0, i U 2 = E 2, struja i 1 je mala i malo pada napona u primarnom namotaju, tako da u 1 ≈E 1 odnos i mogu biti zamijenjeni EMF naponi odnos u 1 / U 1 = n 2 / n 2 = E 1 / E 2 = k. Iz ovoga se može zaključiti da sekundarni napon može biti manji ili veći od primarnog, zavisno od odnosa broja obrtaja namotaja. Odnos primarnog napona na sekundarni napon kada je transformator u stanju praznine naziva se koeficijent transformacije k. Čim sekundarnom namotaju je spojen na teret, sadašnji I2 javlja u kolo koje se postiže prijenos energije iz transformatora, što ga prima od mreže na opterećenje. Prenos energije u samom transformatoru je zbog magnetnog fluksa F. Pod uglom 2, koji nađemo po formuli Spoljne karakteristike transformatora: 1 - aktivno-kapacitivno opterećenje; 2 je veoma aktivan; 3 - aktivno-induktivno; 4 - spoljna karakteristika transformatora zavarivanja Pitanje 23 Koeficijent efikasnosti transformatora je određen formulom gde P 2 predstavlja snagu koja se prenosi pomoću sekundarnog namotaja; P 1 - napajanje isporučeno (potrošeno) primarnom namotaju. Razlika između napajanja i izlaza je gubitak snage: 24)
režim i iskustvo transformatora kratkog spoja Režim kratkog spoja je način na koji je sekundarni namotaj kratko spojen. Ako su gubici u jezgru transformatora određeni tokom ispitivanja u praznom hodu, onda su gubici u namotajima transformatora određeni u testu kratkog spoja. Primarni namotaj transformatora dobija se napon takve magnitude da je struja u primarnom krugu jednaka nominalnoj struji. U tom slučaju se mjeri snaga koju potroši transformator iz mreže, napona, struje (slika 1.22): Vrednost Uk je 5-10% nominalnog napona. Pošto je fluks direktno proporcionalan naponu napajanja transformatora, a gubici jezgra su proporcionalni kvadratu protoka, u režimu kratkog spoja, gubici u jezgru se mogu zanemariti. Takođe je zanemarena struja praznog hodanja, s obzirom da je njegova veličina neznatna u poređenju sa Inom. Zbog toga, gn i bf u krugu zamjene transformatora u režimu kratkog spoja su odsutni. U kratak spoj jednofazni transformator, sekundarni namotaj kratko spojen, to jest Zn = 0, a sekundarni napon namotaja U2 = 0. U ovom slučaju se smanjuje napon primarnog namotaja, kako ne bi oštetio transformator. Šema eksperimenta kratkog spoja U testu kratkog spoja utvrđuju se sledeći parametri: 1 – Nazivni napon kratkog spoja Uk. Ovo je napon primarnog namotaja, pri kojem su vrijednosti struje kratkog spoja u namotajima jednake nominalnim vrijednostima. Izražava se kao procenat nominalnog napona U1n. 2 – Parametri šeme zamjene. Pošto u eksperimentu kratkog spoja nema grane magnetizacije, struja u primarnom namotaju je jednaka struji u sekundarnom namotaju. Shodno tome, ukupna impedansa kratkog spoja može se definisati kao 3 – Otpor sekundarnog namotaja 4 – Ukupni pad napona na kratkom spoju Uk u namotajima i njegovoj aktivnoj i reaktivnoj komponenti u% 27
U navojem statorskog uređaja koji se nalazi u trofaznoj strujnoj mreži, pod uticajem napona postoji promjena struje koja stvara rotirajuće magnetno polje. Magnetno polje prelazi provodnike navijanja rotora i indukuje promenljivu emf u njima, čiji pravac je određen pravilom desne ruke. Pošto je namotaj rotora zatvoren, emf izaziva strujanje u istom pravcu u njemu. Kao rezultat interakcije struje rotora sa rotirajućim magnetnim poljem (na osnovu amperovog zakona), sila deluje na provodnik rotora, čiji se pravac određuje pravilom leve ruke. Snaga stvara trenutak koji deluje na istoj strani. Pod dejstvom trenutka, rotor počinje da se kreće i, nakon trčanja, rotira u istom pravcu kao i magnetno polje, sa nešto nižim frekvencijom rotacije od polja: Trenutno, skoro svi električni pogoni su neregulisani pogoni sa asinhronim motorima. Našli su široku primenu u sistemima za snabdevanje toplotom, vodom, klimatizacijom i ventilacijom, kompresorskim postrojenjima i drugim područjima. Zbog glatke kontrole brzine, u većini slučajeva moguće je eliminisati prigušnice, varijante, reduktori i druge upravljačke uređaje, što znatno pojednostavljuje mehanički sistem, smanjuje troškove njegovog rada i povećava pouzdanost. 26)
Režim rada u praznom hodu transformatora je režim rada kada jedan od namotaja transformatora napaja iz izvora sa naizmeničnim naponom i sa otvorenim krugovima drugih namotaja. Ovakav način rada može biti za pravi transformator, kada je povezan sa mrežom, a opterećenje koje se napaja iz sekundarnog namotaja još uvek nije uključeno. Primarni namotaj transformatora je struja I0, istovremeno u sekundarnom namotaju nema struje, jer je njegovo kolo otvoreno. Struja I0, koja prolazi kroz primarnu namotaj, kreira u magnetnom krugu sinusoidnu promjenjivu posudu F0, koja zbog magnetnih gubitaka zaostaje za strujom od struje kroz ugao gubitaka δ.
Vektorski dijagram transformatora. Vektorski dijagram transformatora u praznom hodu (slika 2.6) konstruisan je na osnovu jednačine (1.4). Sa početnom fazom nule izabran je magnetni fluks, tj. . Struja Prema drugom Kirchhoffovom zakonu, napon u1 koji se primjenjuje na primarno kolo je uravnotežen prema EMF radnog magnetnog fluksa primarnog namotaja-e1, EMF -
i pad napona u žicama. Za sekundarni krug, napon na opterećenju u2 je nešto manji od EMF e2 usled uticaja EMF raspršivanja i pad napona u provodnicima sekundarnog namotaja. Treba napomenuti da je EMF namotaja namotaja ep1 i ep2, kao i pad napona i1r1i i2r2je deset puta manji u odnosu na odgovarajući emf radnog magnetnog fluksa e1 i e2. Zbog toga je često moguće razmotriti U1≈ - E1 i U2≈ E2. Kao što se može videti, emf. e1 i e2 zaostaju za magnetnim fluksom. Razdvajanje oboje i uzimajući u obzir da smo dobili Jedno od načina proučavanja rada transformatora jeste ekvivalentno kolo, u kojem se magnetna spojnica između namotaja transformatora zamjenjuje električnom spojnicom, a parametri sekundarnog namotaja se svode na broj obrta primarnog. © 2015-2017 site 
.
.
.
vrednost u zagradama je faza (puna faza);
ψ i, ψ u, ψ e - inicijalna faza struje, napon, EMF;
ω je ciklična frekvencija, ω = 2πf;
f je frekvencija, f = 1 / T; T je period.
Fig. 2.2
Fig. 2.3
i 2 (t) = I m2 sin (ωt + ψ 2)
Fig. 2.4
;
.
1 nF = 10 -9 F, (nF - nanofarad);
1 μF = 10 -6 F, (μF - mikrofarad).
.
R - j X - aktivno-kapacitivni.
Područje primjene izmenjene struje je mnogo širi od konstantne. To je zbog toga što se AC napon lako može smanjiti ili povećati pomoću transformatora, praktično u svim opsegu. Promjenljiva struja je lakša za transport na velikim daljinama. Ali fizički procesi koji se javljaju u AC krugovima su složeniji nego u DC kolu zbog prisutnosti izmjeničnih magnetnih i električnih polja.
Vrijednost promjene struje u trenutku se naziva trenutna vrijednost i označava se malim slovom i
.
Trenutna struja se zove periodična ako se njene vrijednosti ponavljaju u identičnim intervalima vremena
Period sinusoidan
.
Trenutna vrednost sinusoidne struje određena je formulom
Argument sinusoidne funkcije naziva se faza; Vrednost φ, jednaka fazi u trenutku t = 0, se zove inicijalna faza. Faza se meri u radijancima ili stepenima. Inverzni period naziva se frekvencija. Frekvencija f se meri u hertzu. gdje je Im maksimum, ili trenutna vrednost.
Ako su za sinusoidne struje inicijalne faze na identičnim frekvencijama identične, kažu da ove struje poklapaju u fazi. Ako u fazi nisu isti, kažu da se struje pomeraju u fazi. Fazni pomak dvije sinusoidne struje mjeri se razlikom početnih faza
Ampermetri i voltmetri elektromagnetnog sistema mjeri efektivne vrijednosti naizmenične struje i napona.
Efektivna vrijednost naizmenične struje je struja rms po periodu. Stvarna vrednost struje (za sinewave 
Delujuće vrednosti izmjenične struje, napona, EMF-a su manje od maksimalnih vrijednosti za √ 2 puta.
Zakoni Ohm i Kirchhoff važe za trenutne struje i napone.
Ohmov zakon za trenutne vrijednosti:
.
Instantaneous power with serial connection of R, L, C - elements.
Prosečna vrednost energije određuje aktivnu snagu:
jedinice mjerenje - W.
Aktivna snaga je određena snagom otpornika
Ukupna snaga je jednaka proizvodu stvarnih vrijednosti struje i ukupnog napona
Jedinica ukupne snage - VA, kVA, MVA
Odnos aktivnih i punih ovlašćenja: 
cosφ je faktor snage
Grafički prikazuje odnos aktivne i potpune snage: 
Iz trokuta snage: P = S * cosφ
Q = Q L -Q C = X L * I 2 -X C * I 2
Za kolo sa paralelnom vezom provodnika:
, gdje
G = G1 + G2 - aktivna provodljivost kola je jednaka aktivnoj provodljivosti grane
B = B L 1 -B C 2 - reaktivna provodnost kola je jednaka razlici između induktivne i kapacitivne
Snaga na rezonantnim strujama (paralelno povezivanje prijemnika)
B L 1 = B C 2, B = 0, I L 1 = I C 2, I p = 0, φ = 0
Lanac je aktivan. Trenutna rezonanca je fenomen koji se javlja u razgranatom krugu sa elementima L, R, C, kada ukupna struja kola i primijenjeni napon poklapaju u fazi.
Reaktivna snaga u rezonantnom režimu Q = Q L -Q C = 0; S = str
Snaga pri rezonanciji napona (serijska veza)
Trenutna rezonanca je pojava koja se pojavljuje u neizgrađenom krugu sa elementima L, R, C, kada se ukupna struja kola i primijenjeni napon poklapaju u fazi.
Za X C = X L, reaktansa X = (X L - X C) = 0
U skladu sa zakonima Oma
Razlika u fazi je nula (= 0)
Trougao snage i trougao napona postaju segment, kolo se karakteriše aktivnom snagom P, reaktivna snaga Q je nula. P = S = U * I
cos
Trofazni kolo - set od tri električnih krugova koji rade sinusoidalni EMF, koji su identični u amplitudi i frekvenciji, koji su prebačeni u fazi jedan od drugog za ugao 2π / 3 = 120 i stvara zajednički izvor napajanja.
svaki lanac ulazi u trofazni lanac faza.Svaka faza ima standardni naziv prve faze - faza A, druga - faza B, treći - faza S. Počevši faze, odnosno A, B i C, a završava X, Y, Z.
Glavni elementi trofaznog kola su:
Trofazni generator koji pretvara mehaničku energiju u električnu energiju
Električne linije,
Prijemnici (potrošači), koji mogu biti trofazni (npr. Asinhroni motori) i jednofazni (žarulje).
Priključak "Star"
Kraj X, Y, Z do zajedničke tačke generatora N (neutralnog) i x, y, z krajeva prijemnika do neutralne tačke prijemnika n. A-a, B-b, C-c - linearne žice, N-n-neutralna žica.
Svaka faza je električno kolo.
Veza "trougao"
kraj X jedne faze. Sa početkom B faze, kraj drugog sa početkom treće, kraj trećeg sa početkom prvog.
Svaka faza je električni krug u kojem je prijemnik povezan sa odgovarajućom fazom pomoću dva linearna. Koriste se još manje žica. U fazama "trougla" se nazivaju dva simbola, u skladu sa linijskim žicama na koje je faza povezana: faza "ab", "bc", "ca". Parametri su navedeni u skladu sa indeksima.
Izračunavanje 
Napon faze i linearne struje. 
Struja u faznim prijemnicima određuje Ohmov zakon 
Struja u neutralnoj žici radi po prvom zakonu Kirchhoff-a 
vektorski dijagram 
Strujasvaka faza zaostaje za ugao φ i ima istu vrijednost. 
Struja u neutralnoj žici
Prilikom povezivanja faza uravnoteženog prijemnika, neutralna žica nema efekta, može se eliminisati.
Određeno je trofazno kolo sa simetričnim opterećenjem bez neutralne žice, sa neutralnom žicom zvanom četiri žice i označenom sa
Neutralna tačka u takvom sklopu se ne koristi i u takvom krugu nema neutralne žice.
Napon između kraja i početka faze je napon između linijskih žica. U Λ = U Φ
Zapostavljanjem linearnog otpora linearnih žica, linearni napon se može izjednačiti sa linearnim naponom izvora napajanja: 
struje u fazama. Prema Ohmovom zakonu. 
Kada se povezuju po trouglu, fazne struje nisu jednake linearnim strujama, pronađemo ih prema prvom Kirchhoffovom zakonu. 
Simetrično opterećenje 
Njihove apsolutne vrednosti su jednake, a fazne smjene jednake su 120 stepeni.
Vektorski dijagram: 
Odnos između linearnih i faznih struja: 
Sa asimetričnim opterećenjem: 
Vektorski dijagram: 
Kada se promeni otpor jedne od faza, režim rada ostalih faza ostaje nepromenjen; režim rada generatora ostaje nepromenjen. Samo struja ove faze i linearne struje u žicama linije povezane sa ovom fazom će se promeniti.
Power transformator električni aparat koji je dizajniran da pretvori električnu energiju jedne vrednosti napona u električnu energiju druge vrednosti napona. Transformatori su:
Transformer – statički elektromagnetni uređaj za pretvaranje izmenjive struje jednog napona u izmenjivu struju drugog napona, iste frekvencije. Transformatori se koriste u električnim krugovima za prenos i distribuciju električne energije, kao i za zavarivanje, grejanje, ispravljanje električnih instalacija i još mnogo toga.
Uključiti primarni namotaj sa izmjenični napon mreže, stvara magnetiziranja sila i1n1 u magnetskom naizmenično magnetskog toka F koja se bavi i sa namotajima i izaziva EMF u njima i 1 = -n 1 dF / dt, e 2 = -n 2 dF / dt . Sa sinusoidnom promenom magnetskog fluksa Φ = Φm sinωt, emf je jednak e = Em sin (ωt-π / 2). Kako bi se izračunati vrijednost RMS EMF je potrebno koristiti formulu E = 4,44 f n FM gdje ciklične frekvencija F-, n - broj poteza, FM - amplituda magnetnog fluksa. I ako želite izračunati vrijednost EMF-a u bilo kojem od namotaja, morate zamijeniti broj okreta u ovom namotaju umjesto n.
.
(5.4)
(5.5)
(5.6)
(5.7)
Sva prava pripadaju njihovim autorima. Ova stranica se ne pretvara kao autorstvo, ali pruža besplatnu upotrebu.
