Antipyréticos para crianças são prescritos por um pediatra. Mas há situações de cuidados de emergência para a febre, quando a criança precisa administrar o medicamento imediatamente. Em seguida, os pais assumem a responsabilidade e aplicam drogas antipiréticas. O que é permitido dar aos bebês? Como você pode reduzir a temperatura em crianças mais velhas? Quais medicamentos são os mais seguros?
Agência Federal de Educação da Federação Russa
Ramo de Kurchatov
Faculdade politécnica do estado de Kursk
em disciplina: "Engenharia elétrica"
sobre o tema: "circuitos elétricos de CA"
Trabalho realizado:
Aseev Eugene Sergeevich
estudante de especialidade do 2º ano
"Centrais e instalações de energia nuclear"
Verificado: Gorlov AN
Kurchatov
Introdução
O princípio da obtenção de uma variável emf. O valor efetivo de corrente e tensão
Método do diagrama de vetor
Circuito de CA com resistência ativa e indutância
Circuito de CA com diferentes cargas
Circuito sequencial contendo resistência ativa, indutância e capacitância
Ressonância de tensões e correntes
Condutividade e cálculo de circuitos elétricos
Introdução
Até o final do século XIX, apenas fontes de corrente direta foram usadas - elementos químicos e geradores. Isso limitou a possibilidade de transmitir energia elétrica em longas distâncias. Como você sabe, para reduzir as perdas nas linhas de energia, você deve usar uma tensão muito alta. No entanto, é praticamente impossível obter uma tensão suficientemente alta de um gerador de corrente constante. O problema da transmissão de energia elétrica em longas distâncias foi resolvido somente com o uso de corrente alternada e transformadores.
1. Princípio de obtenção da variável emf
A corrente alternada tem várias vantagens sobre constantes: o alternador é muito mais simples e mais barato do que um gerador de corrente constante; corrente alternada pode ser transformada; a corrente alternada é facilmente convertida em uma constante; Os motores de corrente alternada são muito mais simples e mais baratos do que os motores de corrente contínua.
Em princípio, a corrente alternada pode ser chamada de qualquer corrente que muda ao longo do tempo, mas em tecnologia essa corrente é chamada de corrente alternada, ele muda periodicamente tanto as quantidades quanto a direção. Além disso, o valor médio da força de tal corrente durante o período T é zero. A corrente alternada periódica é chamada porque em intervalos de tempo T, caracterizando suas quantidades físicas, leva os mesmos valores.
Na engenharia elétrica, a mais difundida é uma corrente alternada sinusoidal, isto é, uma corrente cuja magnitude varia de acordo com a lei do seno (ou coseno), que tem uma série de vantagens em comparação com outras correntes periódicas.
A corrente alternada de freqüência industrial é recebida nas estações de energia por meio de geradores de uma corrente alternada (geradores síncronos trifásicos). Estas são máquinas elétricas bastante complicadas, consideraremos apenas as bases físicas de sua ação, ou seja, idéia de obter corrente alternada.
Suponha que, em um campo magnético uniforme de um íman constante, o quadro com a área S rote uniformemente com a velocidade angular ω (Fig. 1).
O fluxo magnético através da moldura será:
Φ = BS cosα (1.1)
onde α é o ângulo entre o normal para o quadro n e o vetor de indução magnética B. Uma vez que o quadro ω = α / t é girado uniformemente, o ângulo α variará de acordo com a lei α = ω t e a fórmula (1.1) assume a forma:
Φ = BScosωt (1.2)
Uma vez que o fluxo magnético que o atravessa muda o tempo todo, a lei de indução eletromagnética induzirá um EMF de indução E:
E = -dF / dt = BSωsinωt = E0sinωt (1.3)
onde E0 = BSω é a amplitude da emf sinusoidal. Assim, surge um EMF sinusoidal no quadro, e se a moldura estiver fechada na carga, uma corrente sinusoidal fluirá no circuito.
A quantidade ωt = 2πt / T = 2πft, sob o signo do seno ou coseno, é chamada de fase das oscilações descritas por essas funções. A fase determina o valor emf em qualquer momento t. A fase é medida em graus ou radianos.
O tempo T de uma mudança completa no EMF (desta vez de uma revolução de quadro) é chamado de período EMF. A mudança de EMF com o tempo pode ser representada no diagrama de tempo (Fig. 2).
O inverso do período é chamado de freqüência f = 1 / T. Se o período for medido em segundos, então a freqüência de CA é medida em Hertz. Na maioria dos países, incluindo a Rússia, a freqüência industrial AC é de 50Hz (nos EUA e no Japão - 60Hz).
O valor da freqüência industrial de uma corrente alternada deve-se a considerações técnicas e econômicas. Se for muito baixo, as dimensões das máquinas elétricas aumentam e, conseqüentemente, o consumo de materiais para sua fabricação; Perceptível é o brilho da luz em lâmpadas elétricas. Em altas freqüências, as perdas de energia nos núcleos de máquinas elétricas e transformadores aumentam. Portanto, as freqüências mais ótimas resultaram ser de 50-60 Hz. No entanto, em alguns casos, as correntes alternadas são usadas com uma freqüência maior e menor. Por exemplo, a aeronave usa uma freqüência de 400 Hz. Com esta frequência, é possível reduzir significativamente as dimensões e o peso dos transformadores e dos motores elétricos, o que é mais importante para a aviação do que o aumento das perdas nos núcleos. As ferrovias usam corrente alternada com uma freqüência de 25 Hz e até 16,66 Hz.
Valores atuais de corrente e tensão
Para descrever as características de uma corrente alternada, é necessário selecionar certas quantidades físicas. Os valores instantâneos e de amplitude para esses propósitos são inconvenientes, e os valores médios durante o período são zero. Portanto, a noção de valores efetivos de corrente e tensão é introduzida. Eles são baseados na ação térmica da corrente, que não depende da direção.
Os valores atuais de corrente e tensão são os parâmetros correspondentes de tal corrente contínua, em que uma determinada quantidade de calor é emitida em um determinado condutor durante um determinado período de tempo como para uma corrente alternada. Vamos encontrar a relação entre os valores efetivo e de amplitude.
Na resistência ativa R na corrente constante I para o período de corrente contínua T, de acordo com a lei Joule-Lenz, a seguinte quantidade de calor será liberada:
Para uma corrente alternada i na mesma resistência R, a seguinte quantidade de calor será liberada em um intervalo de tempo infinitesimal dt:
dQ = i Rdt (1.5)
onde o valor instantâneo da corrente i é determinado pela fórmula:
i = I0sinωt (1.6)
Em seguida, o calor emitido pela corrente alternada durante o período T é igual a:
A integral (1.7) é calculada da seguinte forma:
A segunda integral é zero, uma vez que esta é uma integral de uma função periódica em um período. Equacionando, de acordo com a definição (1.4) e (1.8), obtemos:
Assim, o valor efetivo da corrente alternada é √2 vezes menor do que seu valor de amplitude. Da mesma forma, os valores efetivos de tensão e EMF são calculados:
U = U0 / √2; E = E0 / √2 (1,10)
Os valores válidos são indicados em letras maiúsculas e maiúsculas sem índices.
2. O método dos diagramas vetoriais
O método dos diagramas vetoriais - ou seja, a imagem das quantidades que caracterizam a corrente alternada por vetores, e não por funções trigonométricas, é extremamente conveniente.
Uma corrente alternada, em contraste com uma constante, é caracterizada por duas quantidades escalares: amplitude e fase. Portanto, para o objecto matemático descrição AC necessário matemático, também caracterizado por duas quantidades escalares. Existem dois desses objetos matemáticos: um vetor no plano e um número complexo. Na teoria dos circuitos elétricos, ambos são usados para descrever correntes alternadas.
Ao descrever o circuito eléctrico através do vector de AC diagramas cada tensão e de corrente associada a um vector no plano em coordenadas polares, cujo comprimento é igual à amplitude de corrente ou de tensão, e o ângulo polar é a fase correspondente. Uma vez que a fase AC depende do tempo, assume-se que todos os vetores rodam no sentido anti-horário na freqüência da corrente alternada. Um diagrama de vetor é construído por um tempo fixo.
Em mais pormenor a construção e a utilização de diagramas de vectores será explicada abaixo por meio de exemplos de circuitos específicos.
3. Circuito de CA com resistência ativa e indutância
Considere o circuito (Figura 3), no qual é aplicada uma tensão sinusoidal ao resistor ativo (resistor):
U (t) = U0sin ωt (1.11)
Então, de acordo com a lei de Ohm, a corrente no circuito será igual a:
I (t) = L (t) / R = U0sin cot / R = I0 pecado cot (1,12)
Vemos que a corrente e a tensão coincidem em fase. O diagrama vetorial para esta cadeia é mostrado na Figura 4:
Deixe-nos descobrir como a potência em um circuito de corrente alternada com um resistor varia com o tempo. A potência instantânea é igual ao produto dos valores instantâneos de corrente e tensão:
p (t) = I (t) U (t) = I 0 U0 pecado cot = I0 U0 (cot 1- cos2) / 2 (1,13)
A partir desta fórmula, vemos que a potência instantânea é sempre positivo e os impulsos a duas vezes a frequência (Figura 5.):
Isto significa que a energia eléctrica é convertida irreversivelmente em calor, independentemente do sentido da corrente no circuito.
Calcule a potência média do período:
Prd = 1 / T ∫ p (t) dt = I0U0 / 2T ∫ dt - I0U0 / 2T ∫ cos2ωt dt = (I0U0 / 2T) ∙ T = IU = I R
uma vez que a segunda integral é zero como a integral da função periódica ao longo do período.
Vemos que em um circuito com um resistor, toda a energia elétrica se transforma irreversivelmente em energia térmica. Esses elementos de circuito que irreversivelmente convertem a energia eléctrica em outras formas de energia (não só em calor), chamado resistências activas. Portanto, o resistor é a resistência ativa.
Considere um circuito (Figura 6), no qual uma tensão sinusoidal (1.11) é aplicada ao indutor L, que não possui resistência ativa (R = 0):
Fluindo através da bobina cria uma corrente alternada em seu EMF auto-induzido eL. Então, de acordo com a segunda regra de Kirchhoff, podemos escrever:
U + eL = 0 (1,15)
De acordo com a lei de Faraday, o EMF de auto-indução é igual a:
eL = -LdI / dt (1.16)
Substituindo (1.16) em (1.15), temos:
dI / dt = - eL / L = U / L = U0 pecado cot / L (1,17)
Integrando esta equação, obtemos:
I = - U0cos cot / ω L + = const U0sin (cot - π / 2) / + ωL const (1,18)
onde const é a constante de integração, o que indica que o circuito também pode ter uma corrente constante. Na ausência de uma corrente direta, é zero. Na ausência de uma corrente direta, é zero. Finalmente, temos:
I = I0 sin (ωt - π / 2) (1.19)
onde I0 = U0 / ωL. Ao dividir os dois lados por √2, obtemos:
I = U / ωL = U / XL (1.20)
A relação (1,20) representa a lei de Ohm para um circuito ideal com a indutância e o valor de XL = ωL chamado reactância indutiva.
Fórmula (1,19), vemos que o circuito de corrente considerada atrasa da tensão em π / 2. O diagrama vetorial para esta cadeia é mostrado na Figura 7.
Calcule a potência consumida por um circuito com uma resistência puramente indutiva.
O poder instantâneo é:
p (t) = I 0 U0 pecado cot (cot - π / 2) = - I0 U0 sin2 cot / 2 (1,21)
Vemos que varia como o seno de frequência dupla (Fig. 8).
Os valores de potência positivos correspondem ao consumo de energia da bobina e valores negativos - devolver a energia armazenada de volta à fonte.
A potência média por período é:
Pcr = 1 / T ∫ p (t) dt = (-I0 U0 / 2T) ∫ sin2 ωt dt = 0 (1.22)
Vemos que o circuito com a indutância de potência não consome - é uma carga puramente reativa.
5. Circuito de CA com diferentes cargas
Circuito de CA com carga indutiva ativa
Considere um circuito elétrico (Figura 9), no qual uma corrente alternada flui através do indutor L, que possui uma resistência ativa R:
I = I0 sin ωt (1.23)
A tensão aplicada ao circuito é igual à soma vetorial das quedas de tensão no indutor e no resistor:
U = UL + UR (1,24)
A tensão através do resistor, como mostrado acima, está em fase com a corrente:
UR = U0R sin ωt (1.25)
e a tensão na indutância é igual à EMF de auto-indução com o sinal de menos (de acordo com a segunda regra de Kirchhoff):
UL = L (dI / dt) = I0 ωLcos ωt = U0Lsin (ωt + π / 2) (1.26)
onde U0L = I0 ωL (1.27)
A tensão no indutor supera a corrente em π / 2. Passando para os valores efetivos da corrente alternada (I = I0 / √2, U = U0 / √2), obtemos:
I = UL / XL (1.28)
Esta é a lei de Ohm para um circuito com uma indutância ideal (isto é, não tendo uma resistência ativa) e XL = ωL é chamado de resistência indutiva. Tendo construído os vetores I, UR e UL e usando a fórmula (1.24), encontramos o vetor U.
U = √ UR + UL = √ I R + I (ωL) = I√ R + (ωL) = IZ (1.29)
onde
Z = √ R + (ωL) (1,30)
O desvio de fase φ entre corrente e tensão também é determinado a partir do diagrama de vetor:
tg φ = UL / UR = ωL / R (1,31)
Neste circuito, o ângulo de fase entre corrente e tensão depende dos valores de R e L e varia de 0 a π / 2.
Agora considere como a potência no circuito com carga indutiva ativa varia com o tempo. Os valores instantâneos de corrente e tensão podem ser representados como:
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)
O valor de potência instantânea tem dois componentes: o primeiro termo está ativo e o segundo é reativo (indutivo). Portanto, a potência média por período não é zero:
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)
Circuito de CA com capacitância
Considere um circuito elétrico no qual uma tensão alternada (1.11) é aplicada à capacitância C (Figura 11). O valor instantâneo da corrente no circuito com a capacitância é igual à velocidade de carga nas placas do capacitor:
I = dq / dt (1,35)
mas, como q = CU, então
I = C (dU / dt) = ωCU0 cos ωt = I0 sin (ωt + π / 2) (1.36)
ωCU0 = I0 (1.37)
Neste circuito, a corrente está à frente da tensão por π / 2. Passando para os valores efetivos da corrente alternada (I = I0 / √2, U = U0 / √2) na fórmula (1.37), obtemos:
I0 = U / Xc (1,38)
Esta é a lei de Ohm para um circuito alternativo com uma capacitância, e a magnitude
Xc = 1 / ωC é chamado de resistência capacitiva. O diagrama vetorial para esta cadeia é mostrado na Fig. 12.
Encontramos a potência instantânea e média no circuito que contém a capacitância. O poder instantâneo é:
p (t) = i (t) u (t) = I0U0 sin (ωt + π / 2) sin ωt = IUsin2 ωt (1.39)
A potência instantânea muda com uma freqüência dobrada (Figura 13). Neste caso, os valores de potência positivos correspondem à carga do capacitor e os valores negativos correspondem à carga e ao retorno da energia armazenada à fonte. A potência média no período é zero aqui
Pcr = 1 / T ∫ p (t) dt = IU / T ∫ sin2 ωt dt = 0 (1.40)
desde No circuito com o capacitor, a potência ativa não é consumida, mas a energia elétrica é trocada entre o capacitor e a fonte.
Circuito de CA com carga ativa-capacitiva
Um verdadeiro circuito alternativo com uma capacitância contém sempre uma resistência ativa - a resistência dos fios, as perdas ativas no capacitor e assim por diante. Considere um circuito real consistindo em um capacitor C conectado em série e uma resistência ativa R (Figura 14). Neste circuito, a corrente I = I0 sin ωt flui.
De acordo com a segunda regra de Kirchhoff, a soma das tensões no resistor e na capacitância é igual à tensão aplicada:
U = UR + UC (1,41)
A tensão em todo o resistor coincide em fase com a corrente:
UR = U0R sin ωt (1.42)
e a tensão em todo o capacitor está atrasada na corrente:
UC = U0C sin (ωt - π / 2) (1.43)
Tendo construído os vetores I, UR e UC e usando a fórmula (1.41), encontramos o vetor U. O diagrama vetorial para este circuito é mostrado na Figura 15.
Como pode ser visto a partir do diagrama vetorial, o módulo do vetor U é
U = √ UR + UC = √ I R + I (1 / ωC) = I √ R + (1 / ωC) = IZ1 (1.44)
onde
Z1 = √ R + (1 / ωC) (1.45)
é chamada de impedância do circuito.
O deslocamento de fase φ entre a corrente e a tensão em um determinado circuito também é determinado a partir do diagrama vetorial:
tg φ = UC / UR = (1 / ωC) / R (1,46)
No circuito considerado, o ângulo de mudança de fase entre corrente e tensão depende dos valores de R e C e varia de 0 a π / 2.
Vejamos agora como a potência no circuito com carga capacitiva ativa varia com o tempo. Os valores instantâneos de corrente e tensão podem ser representados como:
U (t) = U0 sin ωt
I (t) = I0 sin (ωt + φ) (1.47)
Então, o valor de energia instantâneo é:
(I = U0 / 2) (1 cos2ωt) cosφ + 2) sin2ωt sin φ (1.48)
O valor de energia instantâneo tem dois componentes: o primeiro termo está ativo e o segundo é reativo (capacitivo). Portanto, a potência média por período não é zero:
Prd = 1 T ∫ / PDT = I0U0 / 2T cosφ ∫ dt - I0U0 / 2T cosφ ∫ cos2 ωtdt + I0U0 / 2T ∙
sin φ ∫ sin2ωt dt = I0U0 / 2T cosφ (1.49)
e é poder ativo. A energia elétrica correspondente a essa potência é convertida em resistência ativa R em calor.
6. Circuito em série, contendo resistência ativa, indutância e capacitância
Agora considere o circuito de corrente alternada, que contém indutância, capacitância e resistência, conectado em série (Fig. 16).
A tensão aplicada ao circuito é igual à soma vetorial das quedas de tensão no indutor, no capacitor e no resistor:
U = UL + UC + UR (1,50)
A tensão em todo o resistor coincide em fase com a corrente, a tensão na bobina está à frente da corrente em fase em π / 2, e a tensão no capacitor fica para trás da corrente em fase em π / 2. Você pode gravar essas tensões da seguinte forma:
UR = U0R sen 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)
Uma vez que conhecemos as amplitudes e fases desses vetores, podemos construir um diagrama vetorial e encontrar o vetor U (Figura 17)
A partir do diagrama de vetor obtido, podemos encontrar o módulo do vetor da tensão U aplicada ao circuito e o deslocamento de fase φ entre a corrente e a tensão:
U = √ UR + (UL - UC) = I √ R + (ωL-1 / ωC) = IZ (1.52)
Z = √ R + (ωL-1 / ωC) (1,53)
é chamada de impedância do circuito. Pode ser visto a partir do diagrama que a mudança de fase entre corrente e tensão é determinada pela equação:
tg φ = (UL - UC) / UR = (ωL-1 / ωC) / R (1,54)
Como resultado da construção do diagrama, obtivemos um triângulo de tensão cuja hipotenusa é igual à tensão aplicada U. A diferença de fase entre corrente e tensão é determinada pela proporção dos vetores UL, UC e UR. Para UL\u003e UC (Figura 17), o ângulo φ é positivo e a carga é indutiva. Com UL< UC угол φ отрицателен и нагрузка имеет емкостный характер (рис. 18, а). А при
UL = ângulo UC φ é zero e a carga é puramente ativa (Figura 18, b).
Dividindo os lados do triângulo de tensão (Figura 17) pelo valor da corrente no circuito, obtemos um triângulo de resistências (Figura 19, a), em que R é a resistência ativa, Z é a impedância e x = xL-xC é a reatância. Além disso,
R = Zcosφ; x = Zsinφ (1,55)
Multiplicando os lados do triângulo de tensão pelo valor da corrente no circuito, obtemos um triângulo de potência (Fig. 19, b). Aqui S é a potência total, Q é a potência reativa e P é a potência ativa. Do triângulo de poder segue:
S = IU = √P + Q; Q = Ssin φ; P = S cos φ = IU cos φ (1,56)
O poder reativo Q está sempre associado à troca de energia elétrica entre a fonte e o consumidor. É medido em volt-ampere reactive (VAR).
A potência total S contém componentes ativos e reativos - esta é a potência que é consumida da fonte de eletricidade. Em P = 0, toda a potência total torna-se reativa, e em Q = 0, ela está ativa. Consequentemente, os componentes da potência total são determinados pela natureza da carga. A potência total é medida em volts-amperes (VA). Este valor é indicado nas placas dos dispositivos CA.
A potência ativa P está relacionada à energia elétrica que pode ser convertida em outros tipos de energia - calor, trabalho mecânico, etc. É medido em Watts (Watts). A potência ativa depende da corrente, tensão e cos φ. À medida que o ângulo φ aumenta, cos φ e a potência P diminuem, e à medida que o ângulo φ diminui, a potência ativa P aumenta. Assim, cos φ mostra o quanto do poder total teoricamente pode ser convertido em outros tipos de energia. cos φ é chamado de fator de potência.
Para um uso mais racional da energia CA gerada por fontes de energia elétrica, tente fazer uma carga tal que cos φ no circuito esteja próximo da unidade. Na prática, é bastante difícil alcançar isso na escala da empresa e um bom índice é cos φ = 0.9 - 0.95.
A baixos valores de cos φ, ocorrem perdas adicionais no aquecimento do condutor.
Suponha que a mesma potência ativa seja transmitida na mesma tensão para duas cargas iguais com cos φ0 = 1 e cos φ1<1. Тогда
I0U cos φ0 = I1U cos φ1 (1.57)
I1 = I0 / cos φ1 (1.58)
O poder que é gasto no aquecimento dos fios é
P1 = I1 R = I0 R / cos φ1 (1,59)
ou seja, a perda de calor dos fios é inversamente proporcional ao quadrado do fator de potência. Deve ser assim, porque a potência reativa cria corrente reativa adicional nos fios e as perdas para o aquecimento dos fios são proporcionais ao quadrado da corrente. Portanto, um aumento na cos φ é de grande importância prática.
7. Ressonância de tensões e correntes
Ressonância de Ressonância
Quando as tensões de indutância e capacitância UL e UC, mutuamente deslocadas em 180, são de magnitude igual, elas se compensam completamente (Figura 18, b). A tensão aplicada ao circuito é igual à tensão na resistência ativa e a corrente no circuito coincide em fase com a tensão. Este caso é chamado de ressonância de estresse.
A condição para a ressonância de tensões é a igualdade das tensões na indutância e capacitância ou a igualdade das resistências indutivas e capacitivas do circuito:
xL = xC ou ωL = 1 / ωC (1.60)
Quando a tensão é ressonante, a corrente no circuito é
I = U / √R + 0 = U / R (1,61)
isto é, o circuito neste caso tem a menor resistência possível, como se apenas a resistência ativa R fosse ativada. A corrente no circuito atinge um valor máximo.
Em uma ressonância de uma tensão em resistências reativas, xL e xC podem exceder significativamente a tensão aplicada ao circuito. Se tomarmos a proporção da tensão aplicada para a tensão na indutância (ou capacitância), obtemos
U / UL = IZ / I xL = Z / xL ou UL = U xL / R (1.62)
ou seja, a tensão no indutor será maior do que a tensão aplicada em tempos xL / R. Isso significa que, em ressonância de tensões em certas seções do circuito, podem surgir tensões que são perigosas para o isolamento de dispositivos incluídos neste circuito. Um diagrama de vetor para o caso de ressonância de tensão é mostrado na Fig. 18 b.
Se em um circuito em série contendo uma resistência ativa, indutância e capacitância, o valor de um dos elementos do circuito (por exemplo, a capacitância) é alterado a uma tensão aplicada constante, então serão alteradas muitas quantidades que caracterizam a corrente no circuito. As curvas que mostram como a corrente, a mudança de tensão, são chamadas de ressonância. As curvas de ressonância com mudança de capacitância são mostradas na Fig. 20.
Correntes de ressonância
Ao contrário dos circuitos alternativos de CA, onde a corrente que flui através de todos os elementos do circuito é a mesma, em circuitos paralelos a tensão aplicada aos ramos paralelos do circuito é a mesma.
Considere a inclusão paralela da capacitância e do ramo, consistindo em indutância e resistência ativa (Figura 21).
Ambos os ramos estão sob a mesma tensão aplicada U. Construímos um diagrama vetorial para este circuito. Como vetor principal, escolhemos o vetor da tensão U aplicada (Figura 22).
Então, encontramos o comprimento do vetor I1 da relação
I1 = U / z1 = U / √R1 + xL (1.63)
e adiar esse vetor em relação ao vetor U em um ângulo φ1, que é determinado pela fórmula
tg φ1 = xL / R1 (1.64)
O vector corrente I1 assim obtido é decomposto em duas componentes: uma activas Ia1 cos = I1 φ1 e reactivo Ip1 = I1 pecado φ1 (Figura 22.).
A magnitude do vetor atual I2 é encontrada a partir da relação
I2 = U / xC = U / (1 / ωC) = ωCU (1.65)
e traçamos esse vetor em um ângulo de 90 no sentido anti-horário em relação ao vetor da tensão aplicada U.
A corrente I total é igual à soma geométrica do I1 e I2 correntes ou soma geométrica do Ip1 corrente reactiva - I2 = IL - IC e Ia1 corrente activa. o comprimento do vetor I é
I = √ (IL-IC) + (Ia1) (1.66)
O deslocamento de fase entre a corrente comum I e a tensão U aplicada pode ser determinado a partir da relação
tgφ = (IL-IC) / Ia1 (1,67)
A partir do diagrama vetorial, pode-se observar que o comprimento e a posição do vetor de corrente total dependem da relação entre as correntes reativas IL e IC. Em particular, com IL\u003e IC, a corrente total desacelera em fase da tensão aplicada, com 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.
Se no circuito paralelo mostrado na Figura 21, para mudar o valor da capacitância com a tensão constante aplicada, então, muitas quantidades que caracterizam a corrente no circuito irão mudar. As curvas que mostram como a corrente muda, as tensões nas seções do circuito e a mudança de fase entre corrente e tensão são chamadas de ressonância.
§4.1. Corrente alternada, aquisição, parâmetros.
Variáveis chamou uma corrente periódica, cujos valores são repetidos após certos intervalos de tempo, chamados de período. Período (T, segundos) de uma oscilação completa.
Fig.4-1. Modelo do alternador.
Fig.4-2. Traçado de onda sinusoidal.
A fonte das linhas do campo magnético é um ímã permanente NS, entre os pólos dos quais é um rotor cilíndrico (peça rotativa). O rotor, para reduzir as perdas em correntes de Foucault, é recrutado a partir de folhas finas separadas de aço elétrico, isoladas com filme de verniz entre si. Os pólos recebem uma forma tal que no intervalo de ar entre eles e o rotor a indução magnética varia de acordo com a lei do seno
,
onde a é o ângulo entre o plano da bobina localizada no rotor e o plano neutro OO '. Quando o rotor gira com a velocidade angular ω, em cada lado ativo da rotação da bobina (número de voltas W), de acordo com o fenômeno da indução eletromagnética, o EMF é induzido. Então, o EMF induzido nas extremidades desta bobina será igual a
e i - EMF induzido em um lado ativo do enrolamento da bobina; 2 - número de partes ativas em uma volta; W é o número de voltas; ωt = a. Aqui.
Resulta da expressão (1) que ao criar tal modelo do gerador, o EMF que surge no enrolamento fixado no rotor varia de acordo com a lei do seno. Para se conectar a um gerador de carga, você precisa:
1. as extremidades do enrolamento estão ligadas aos anéis de contato;
2. Conecte as escovas aos anéis de contato, através da qual removemos o EMF e conecte a carga.
Parâmetros AC.
2. Frequência cíclica - o número de oscilações totais por segundo.
A unidade de medida é Hz = 1 / s.
3. O valor instantâneo da corrente i, tensão u, emf e é o valor desses valores em um momento de tempo arbitrário, por exemplo, tempo t, valor instantâneo da corrente i (ver gráfico).
4. A amplitude ou o valor máximo da corrente I max, a tensão U max, o emf E max é o maior do instantâneo.
5. O valor real é o valor atual, que é determinado em circuitos de CA por meio de dispositivos de medição.
Aqui U, E e eu somos valores efetivos.
6. Valor médio do valor do período. Como, durante uma metade do período, a corrente flui em uma direção e, durante a outra metade, a mesma quantidade de eletricidade flui na direção oposta, então o valor médio da corrente durante o período é 0.
§ 4.2. Fase de corrente alternada. Mudança de fase.
Suponha que duas voltas idênticas 1 e 2 sejam fixadas na âncora do gerador, deslocadas no espaço por um ângulo φ, como mostrado na Fig. 4-3. Quando a armadura gira, um EMF de indução da mesma frequência ω e amplitude E max da Fig. 4-4 será induzido nas voltas, porque as voltas giram com a mesma velocidade angular no mesmo campo magnético.
A posição das voltas é dada pelos ângulos ψ 1 e ψ 2 para um momento de tempo arbitrário, que pode ser ajustado para t = 0. Os planos das voltas não coincidem com o plano neutro OO '. Os valores EMF instantâneos em função do tempo serão determinados pelas expressões:
Conseqüentemente, no tempo t = 0, o emf é diferente de zero:
; 
.
Eletricamente, os ângulos ψ 1 e ψ 2 determinam os valores emf no tempo inicial e são chamados ângulos de fase inicial ou fases iniciais.
O deslocamento do tempo é determinado pela diferença nas fases iniciais e é chamado ângulo de mudança de fase ou mudança de fase φ. (Fig. 4-4).
§ 4.3. Diagramas vetoriais.
Adicionando, subtraindo correntes, as tensões de duas quantidades sinusoidais com diferentes fases iniciais, é uma operação laboriosa. Portanto, tornou-se necessário substituir as quantidades sinusoidais por um vetor cujo comprimento é igual ao valor efetivo de uma quantidade dada, e sua posição em relação ao plano neutro será determinada pelo ângulo inicial. Essa substituição é chamada de diagrama de vetor. O conjunto de vários vetores correspondentes ao momento zero do tempo é chamado diagrama de vetor.
Seção 4.4. Características de circuitos elétricos de corrente alternada.
Ao estudar circuitos elétricos, deve-se lembrar que a corrente elétrica está inextricavelmente ligada ao campo magnético. Assim, quando há uma corrente no circuito elétrico e no ambiente, existem campos magnéticos e elétricos. Além disso, o circuito elétrico converte energia eletromagnética em energia térmica.
Nos circuitos reais, os campos elétricos e magnéticos são distribuídos ao longo de todo o eixo. Mas uma distribuição tão uniforme de campos é rara, por exemplo, em linhas de transmissão de energia. Em regra, os campos magnéticos e elétricos são distribuídos de forma desigual ao longo da cadeia, e os campos magnéticos (bobinas indutivas) são expressivamente expressos em algumas áreas, enquanto que no outro - elétrico (capacitores). Existem também seções de circuitos onde ocorre a conversão de energia eletromagnética em energia térmica (resistências). Essas cadeias, chamadas cadeias com parâmetros agrupados, permitem estudar as propriedades de seções individuais e, em seguida, considerar o funcionamento do circuito como um todo.
§ 4.5. Circuito de CA com resistência ativa.
você é a tensão instantânea.
A corrente da corrente é determinada pela lei de Ohm:
onde U é o atual; R - resistência. Um exemplo é uma lâmpada incandescente.
Esse circuito consome energia, chamado de
Eu é o valor efetivo da atualidade.
Sob poder ativo, pode-se considerar aproximadamente o poder útil que está envolvido na conversão de energia elétrica em outros tipos de energia.
Diagrama do vetor.
Ao desenhar um diagrama, lembre-se disso os vetores rodam no sentido anti-horário com velocidade angular ω ou dizem com uma freqüência angular ω igual a
Aqui, U R é a tensão na resistência ativa, igual a
na resistência ativa, o vetor atual e o vetor de tensão coincidem em direção.
4.6. Circuito de CA com capacitância.
Corrente no circuito
onde X C é a resistência capacitiva do circuito, igual a
,
aqui c - capacidade em Faradah, e desde então. Esse valor é muito grande, e as redes têm valores de capacitância em μF, então eles geralmente usam a fórmula
,
aqui está em uF.
Neste circuito, independentemente da direção da corrente, nas seções 0-1,2-3 (ver gráfico de corrente alternada) há um consumo de energia elétrica, o capacitor acumulado nas placas e está presente neste circuito na forma da energia do campo elétrico. Nestes intervalos de tempo, o circuito funciona como um consumidor e os valores de energia são tomados com um sinal "+".
Quando a tensão na entrada para o circuito é caracterizada pela área 1 - 2, 3 - 4, a energia elétrica armazenada no circuito com a capacitância retorna à rede, o circuito se comporta como um gerador e o valor de energia é tomado com o sinal "-". Portanto, a potência ativa consumida por esse circuito é 0. O valor mais alto da energia consumida pelo circuito é chamado poder reativo e está determinado
[var] - volt ampere reactive.
Diagrama do vetor.
Aqui U C é a tensão em toda a resistência capacitiva
Como pode ser visto a partir do diagrama vetorial o vetor da corrente está à frente do vetor de tensão por um ângulo φ = 90 °. Neste caso, eles dizem que φ = 90 ° está liderando, isto é, o vetor da corrente está à frente do vetor de tensão por um ângulo de 90 °.
§ 4.7. Circuito de CA com indutância.
Corrente no circuito
onde X L é a resistência indutiva do circuito, igual a
,
onde L - indutância (Гн) - o parâmetro que caracteriza as propriedades das bobinas de bobinas de dispositivos elétricos e máquinas.
Neste circuito, também de acordo com a forma da tensão aplicada ao circuito e em momentos diferentes (seções 0-1, 1-2), primeiro vem o consumo de energia elétrica, que se acumula na forma da energia do campo magnético, após o qual retorna à rede. Portanto, P = 0. Neste caso, o maior valor de poder é chamado indutância de potência reativa.
Diagrama do vetor.
Aqui, a tensão na resistência indutiva é
Como pode ser visto a partir do diagrama vetorial o vetor atual está atrasado por trás do vetor de tensão por um ângulo φ = 90 °. Agora, sob a notação φ = 90 ° - atraso - é necessário entender que o vetor atual está atrasado atrás do vetor de tensão em um ângulo φ = 90 °.
§ 4.8. Circuito de corrente alterna não ramificado com R, X L, X C.
Corrente no circuito
onde Z é a impedância do circuito, igual a
.
A relação entre essas resistências pode ser representada graficamente como um triângulo de resistência retangular.
Diagrama do vetor. A ordem de construção.
1. Encontre a tensão nos elementos do circuito
2. Selecione a escala de corrente e tensão.
Ao escolher uma escala, considere:
§ o comprimento do vetor atual deve ser ligeiramente maior ou igual ao comprimento do vetor de tensão comum;
§ A escala de tensão deve ser tal que os comprimentos dos vetores de tensão nos elementos do circuito sejam obtidos por números inteiros ou fracionados 5 (com uma fração de 0,5, por exemplo, 2,5).
3. Traçamos o vetor atual horizontalmente. O comprimento do vetor atual é igual ao valor numérico da corrente dividida pela escala.
4. Tendo em conta os ângulos do deslocamento de fase nas resistências ativas, indutivas e capacitivas, traçamos os vetores de tensão nos elementos do circuito. Para adiar corretamente os vetores de estresse, faça isso:
§ Circunde a corrente no sentido horário, mas é possível e de outra maneira;
§ para obter um vetor de tensão nos terminais do circuito, é necessário adicionar todos os vetores, por sua vez, um ao outro, ou seja, o início do segundo deve ir do final do primeiro, e o início do primeiro coincidirá com o início do vetor atual. Para o nosso circuito, o vetor de tensão nos terminais do circuito é
;
§ não se esqueça de que os vetores rodam no sentido anti-horário.
O ângulo φ é marcado por uma seta, a direção da flecha do vetor atual para o vetor de tensão. O diagrama é construído para o caso X L\u003e X C /
Para o caso X L Para o caso X L = X C Esse diagrama de vetor mostra que ocorre uma ressonância de tensão no circuito. em uma ressonância de tensão, tal corrente se comporta como uma corrente com uma carga puramente ativa, isto é, Z = R, cosφ = 1, uma vez que φ = 0, então Q = 0, P = S, e a tensão nos terminais do circuito é igual à tensão na resistência ativa. Para conseguir uma ressonância de tensão, pode-se selecionar indutância, capacitância, resistências reativas ou alimentar esse circuito com uma freqüência de ressonância E o outro é o componente reativo da corrente total, igual à diferença entre o componente reativo da corrente da bobina e a corrente do capacitor Assim, a corrente total O ângulo da mudança de corrente total da tensão é determinado através da sua tangente (Fig. 4-18): Fig.4-18. Diagrama vetorial para uma cadeia ramificada. Fig.4-19. Diagrama vetorial para as correntes de ressonância. A corrente na parte não ramificada do circuito pode ficar atrás da tensão de um ângulo φ para I L\u003e I C, ou estar à frente de I L , e poder, t. φ = 0 e cosφ = 1. Assim, a corrente total é igual ao componente ativo da corrente da bobina. Neste caso, a corrente total é sempre menor que a corrente na bobina, porque o componente ativo da corrente da bobina é sempre menor do que a corrente da bobina (I a 1
A razão da corrente no circuito ou na bobina (I 1 ≈ I 2) para a corrente total em ressonância (I re) qual é o fator de qualidade do circuito, mostra quantas vezes a corrente no circuito paralelo em ressonância é maior do que a corrente total nos fios de alimentação. Neste caso, a potência máxima necessária para obter um campo magnético (U / IL) é igual à potência máxima consumida para a obtenção de um campo elétrico (UI C) e, portanto, os valores máximos de energia nos campos magnético e elétrico do circuito WL m = WC m Como no circuito oscilatório considerado acima, em um quarto de um período, a energia armazenada no campo elétrico é inteiramente obtida do campo magnético e, durante o segundo trimestre do período, a energia armazenada no campo magnético é inteiramente obtida do campo elétrico th campo. Do gerador, apenas a energia consumida na resistência ativa entra no circuito. Porque os componentes reativos da corrente se compensam, apenas a corrente ativa passa através do circuito do gerador devido a perdas de energia na resistência ativa. §4.10. Fator de potência. Para usar completamente o gerador, ele deve operar a uma tensão nominal U n com uma corrente nominal I n e cosφ = 1. Neste caso, o gerador desenvolve a maior potência ativa igual à sua potência nominal total, Uma diminuição em cosφ provoca uma diminuição proporcional da potência activa, isto é, Uso incompleto da potência nominal do gerador. Em um receptor de energia que opera a uma tensão nominal constante U n e com uma potência ativa constante P, a corrente varia inversamente proporcional a cosφ, porque Consequentemente, uma diminuição em cosφ provoca um aumento de corrente e um aumento na potência das perdas para o aquecimento dos fios I 2 r. Por estas razões, eles tendem a aumentar o cosφ de cada unidade para um valor próximo da unidade. Perguntas de teste: 1. O que é chamado de corrente elétrica alternada? 2. Como posso representar uma corrente elétrica alternada? 3. Período, frequência, amplitude de corrente alternada. 4. Valores instantâneos e efetivos de corrente, tensão e EMF. 5. Fase da corrente alternada. Mudança de fase. 6. Diagramas vetoriais de um circuito de corrente alternada. 7. Quais são as características dos circuitos elétricos de CA? 11. O que é um circuito de CA não ramificado com resistência ativa, capacitância e indutância? 12. Como construir um diagrama vetorial de um circuito de CA não ramificado? 13. O que é um circuito alternativo de CA? 14. Fator de potência. Métodos para representar correntes sinusoidais, tensões, EMFs Na tecnologia moderna, várias correntes e tensões são amplamente utilizadas: sinusoidais, retangulares, triangulares, etc. O valor da corrente, tensão, EMF em qualquer instante t é chamado de valor instantâneo e é denotado por pequenas letras minúsculas, respectivamente i = i (t); u = u (t); e = e (t). As correntes, tensões e EMFs, cujos valores instantâneos são repetidos em intervalos regulares, são chamados periódicos, e o menor intervalo de tempo através do qual essas repetições ocorrem é denominado período T. Se a curva da variação da corrente periódica for descrita por uma sinusóide, então a corrente é chamada sinusoidal. Se a curva é diferente do sinusoide, a corrente não é sinusoidal. Em escala industrial, a energia elétrica é produzida, transmitida e consumida pelos consumidores sob a forma de correntes sinusoidais, tensões e EMF, Ao calcular e analisar circuitos elétricos, são utilizados vários métodos de representação de quantidades elétricas sinusoidais. Método analítico i (t) = eu sou pecado (ωt + ψ i), para tensão u (t) = Um sin (ωt + ψ u), e (t) = E m sin (ωt + ψ e), Nas equações (2.1 - 2.3), denotamos: Eu m, U m, E m - amplitudes de corrente, tensão, EMF; Os valores de i, I m - são medidos em amperes, os valores de U, U m, e, E m - em volts; O valor de T (período) é medido em segundos; frequência f - em hertz (Hz), a frequência cíclica ω tem a dimensão rad / s. Os valores das fases iniciais ψ i, ψ u, ψ e podem ser medidos em radianos ou graus. O valor de ψ i, ψ u, ψ e depende da origem do tempo t = 0. O valor positivo é colocado à esquerda, o valor negativo é para a direita. Cronograma O diagrama de tempo representa uma representação gráfica de um valor sinusoidal em uma determinada escala em função do tempo (Figura 2.1). i (t) = I m sin (ωt - ψ i). Método grafaloanalítico Gráficamente, as magnitudes sinusoidais são representadas como um vetor rotativo (Figura 2.2). A rotação é assumida no sentido anti-horário com uma freqüência de rotação ω. A magnitude do vetor em uma determinada escala representa o valor da amplitude. A projeção no eixo vertical é o valor instantâneo do valor. O conjunto de vetores que representam quantidades sinusoidais (corrente, tensão, EMF) da mesma freqüência é chamado de diagrama de vetor. Os valores vetoriais são marcados com um ponto acima das variáveis correspondentes. O uso de diagramas vetoriais permite simplificar significativamente a análise de circuitos alternativos, tornando-o simples e intuitivo. No coração do método grafoanalítico de análise de circuitos de corrente alternada é a construção de diagramas vetoriais. Um exemplo (Figura 2.3) i 1 (t) = I m1 sin (ωt) A primeira lei de Kirchhoff está satisfeita por correntes instantâneas: i (t) = i 1 (t) + i 2 (t) = I m1 sin (ωt) + I m2 sin (ωt - ψ2) = I m sin (ωt + ψ). Equite as projeções nos eixos vertical e horizontal (Figura 2.4): Eu sou pecado ψ = I m2 sin ψ 2; I m cos ψ = I m2 cos ψ 2 + I m1; Das igualdades (2.4 - 2.5) obtemos Indutância Um campo magnético é formado em torno de qualquer condutor com corrente, caracterizada por um vetor de indução magnética B e um fluxo magnético Ф: Se um campo forar vários condutores (w) com a mesma corrente, então o conceito de ligação de fluxo ψ A relação do acoplamento de corrente a corrente, que o cria, é chamada de bobina de indução Quando a ligação do fluxo muda no tempo, de acordo com a lei de Faraday, um emf de auto-indução e L = -dψ / dt. Tendo em conta a relação (2.8) para eL, obtemos e L = - L · di / dt. Este EMF sempre evita a mudança de corrente (lei de Lenz). Portanto, para realizar a corrente através dos condutores o tempo todo, é necessário aplicar uma tensão de compensação aos condutores Comparando as equações (2.9) e (2.10), obtemos u L = L · di / dt Esta relação é um análogo da lei de Ohm para indutância. Estruturalmente, a indutância é feita na forma de uma bobina com um fio. Designação convencional de indutância Uma bobina com um fio além da propriedade de criar um campo magnético tem uma resistência ativa R. Designação condicional da indutância real. A unidade de medição da indutância é Henry (HH). As unidades fracionárias são freqüentemente usadas 1 μH = 10 -6 GH; 1 μH = 10 -3 HH. Capacidade Todos os condutores com carga elétrica criam um campo elétrico. A característica desse campo é a diferença de potencial (tensão). A capacitância elétrica é determinada pela relação entre a carga do condutor e a tensão Levando em consideração a relação obtemos a fórmula de relação atual-tensão i = C · du C / dt. Por conveniência, é integrado e obtido u C = 1 / C · ∫ i dt. Esta relação é um análogo da lei de Ohm para a capacidade. Estruturalmente, a capacitância é feita sob a forma de dois condutores separados por uma camada dielétrica. A forma dos condutores pode ser plana, tubular, esférica, etc. A unidade de medida da capacidade é Farad: 1Fl = 1CPE / 1 = 1Colon / 1Volt. Descobriu-se que Farad é uma grande unidade, por exemplo, a capacidade do globo é ≈ 0,7 F. Portanto, os valores fracionários são usados com mais freqüência 1 pF = 10-12 F, (pF é o picofarad); O símbolo de capacidade é o símbolo Elemento R (resistor) Defina a tensão e a corrente sob a forma de relações u (t) = Um sin (ωt + ψ u), i (t) = I m sin (ωt + ψ i). Sabe-se que para um resistor ψ u = ψ i, então para p, obtemos p (t) = u (t) i (t) = U m I m sin 2 (ωt + ψ i). A equação (2.32) mostra que a potência instantânea é sempre maior que zero e varia com o tempo. Nesses casos, considere a potência média por um período T Se escrevemos U m e eu em termos dos valores efetivos de U e I: então obtemos Na forma, a equação (2.34) coincide com a potência a uma corrente constante. A quantidade P igual ao produto dos valores efetivos de corrente e tensão é chamada de potência ativa. A unidade da sua medida é Watt (W). Elemento L (indutância) Sabe-se que na indutância a relação de fase ψ u = ψ i + 90 °. Para poder instantâneo Equação de média (2.35) no tempo T, obtemos Para quantificar a potência na indutância, use o valor Q L igual ao valor máximo p L Q L = (U m I m) / 2 e chamá-lo de poder reativo (indutivo). A unidade de sua medida foi escolhida para ser VAR (volt-ampere reativo). A equação (2.36) pode ser escrita em termos dos valores efetivos de U e I, e usando a fórmula U L = I X L, obtemos Elemento C (capacidade) Sabe-se que na capacitância a razão de fase ψ u = ψ i é de 90 °. Para poder instantâneo, obtemos p C (t) = u (t) I (t) = (U m I m) / 2 · sin (2ωt). O valor médio para o período aqui também é zero. Por analogia com a equação (2.36), apresentamos a quantidade Q C = I 2 X C, que é chamada de potência reativa (capacitiva). A unidade de sua medida também é VAR. Se houver elementos R, L e C no circuito, os poderes ativos e reativos são determinados por equações onde φ é o ângulo de mudança de fase. Introduzir a noção do poder total de uma cadeia Com permissão para equações (2.37) e (2.39), (2.40) podem ser escritas na forma A unidade de medida da potência total é VA - volt-ampere. Lei de Ohm Sob a lei de Ohm, em uma forma complexa, eles entendem: Í = Ú / Z A resistência complexa do segmento de corrente é um número complexo, cuja parte real corresponde ao valor da resistência ativa e o fator para a parte imaginária - para a reatância. Pelo tipo de gravação da resistência complexa, pode-se julgar a natureza do segmento de corrente: R + j X - resistência ativa indutiva; Circuitos elétricos de CA monofásicos A maioria dos consumidores de energia elétrica trabalha em corrente alternada. Atualmente, quase toda a energia elétrica é gerada sob a forma de energia AC. Isso é explicado pela vantagem da produção e distribuição desta energia. A corrente alternada é recebida em estações de energia, convertendo com a ajuda de energia elétrica de geradores em energia elétrica. A principal vantagem de uma corrente alternada em comparação com uma constante é a possibilidade de aumentar ou diminuir a tensão com a ajuda de transformadores, para transmitir energia elétrica em longas distâncias com perdas mínimas, em fontes de alimentação trifásicas pode-se obter duas tensões: linear e fase. Além disso, geradores e motores de corrente alternada são mais simples em design, mais confiáveis em operação e mais fáceis de operar do que máquinas de corrente contínua. Nos circuitos elétricos de CA, a forma sinusoidal mais usada, caracterizada pelo fato de que todas as correntes e tensões são funções sinusoidais do tempo. Em geradores de corrente alternada, produz-se um EMF que varia em tempo de acordo com a lei do seno e, portanto, fornece o modo operacional operacional mais vantajoso das instalações elétricas. Além disso, a forma sinusoidal de corrente e tensão permite o cálculo preciso de circuitos elétricos usando o método de números complexos e um cálculo aproximado com base no método do diagrama vetorial. Neste caso, as leis de Ohm e Kirchhoff são usadas para o cálculo, mas escritas em forma vetorial ou complexa. Corrente alternada monofásica
A corrente elétrica variável em comparação com uma constante tem uma grande vantagem no cotidiano e na produção. A vantagem da corrente alternada deve-se principalmente ao fato de que a tensão e a corrente podem ser transformadas (convertidas) quase sem perda de energia em uma ampla gama e transmitidas em longas distâncias. É por isso que a corrente alternada e a tensão são amplamente utilizadas na indústria. Na indústria (em usinas de energia), a corrente alternada é gerada por geradores de corrente alternada em que o fenômeno da indução eletromagnética é usado. O esquema mais simples para obter corrente alternada e tensão é mostrado na Fig. 7: A estrutura de fio (revolução) gira em um fluxo magnético uniforme a uma velocidade constante. As mudanças no fluxo magnético que atravessam a superfície do quadro ocorrerão continuamente, enquanto o fluxo criado pelo eletroímã (bobina indutiva e núcleo de aço) permanecerá inalterado. No quadro há uma indução EMF, que é medida por um voltímetro. Para a persuasão visual, considere as posições do quadro em diferentes momentos na Fig. 8. No momento inicial (Figura 8, um) o plano do quadro é perpendicular às linhas magnéticas, respectivamente, o fluxo magnético através do quadro é máximo, após um quarto do período (Figura 8, no) o quadro é paralelo às linhas magnéticas e o fluxo magnético é zero: Mas a indução de EMF é determinada não pelo fluxo em si, mas pela taxa de mudança, na primeira posição do quadro (Figura 8, um) EMF será 0 e, consequentemente, na terceira posição (Figura 8, no) A indução EMF terá o valor máximo. Para outros valores, o EMF de indução também muda seu valor e sinal, isto é, será uma variável. A corrente que surge no quadro sob a ação da indução EMF, com o tempo mudará como a própria EMF. Tal corrente é chamada corrente sinusoidal alternada. O intervalo de tempo durante o qual a corrente faz uma oscilação completa (uma revolução) é chamado de período da corrente alternada. O período de oscilação é denotado por T, o número de oscilações por segundo. Ligue para a frequência da corrente e denotada pela carta f. A unidade de frequência é indicada em Hertz (Hz): f = 1/T ou T = 1/f
. Deve-se notar que, em nosso país e na maioria dos outros países da indústria e na vida cotidiana, é utilizada uma corrente alternada com uma freqüência de 50 Hz. Por exemplo, se o gerador girar a uma velocidade de 3000 rpm (60 segundos) e tiver um pólo (Figura 7), então: f = 3000/60 = 50 Hz.
Equações e gráficos de quantidades sinusoidais
Consideremos mais detalhadamente a análise de circuitos elétricos de uma corrente alternada de valores sinusoidais com a ajuda de equações e gráficos. Em qualquer ponto do intervalo de ar, cuja posição é determinada pelo ângulo β, lido a partir do plano neutro (oposto) oposto ao sentido horário, a indução magnética é expressa pela equação: B = Bmsinβ, onde No
- indução magnética; Bm
- amplitude (maior valor) de indução magnética; sinβ -ângulo de campo magnético. O plano neutro é perpendicular ao eixo do pólo e divide o sistema magnético em partes simétricas, um dos quais é condicionalmente norte e o outro é sul. O maior valor (veja a Figura 9) é a indução magnética no ponto médio dos pólos, isto é, nos ângulos β = 900 e β = 2700, e no ponto neutro β = 00 e β = 1800 a indução magnética é zero. Deixe-nos dar as características e definições de quantidades sinusoidais para uma emf sinusoidal: Valor instantâneo (ou valor instantâneo) do EMF ( e
) É a magnitude da emf no instante do tempo. O EMF instantâneo é determinado pela equação: e=Empecado (ω t ± ψ)
ao substituir o tempo por isso t
, passou do início do relatório até este ponto. Amplitude Em
- o maior valor que EMF leva durante o período. A amplitude é um dos valores instantâneos que corresponde ao argumento ω t ± ψ
, igual a kπ + 900
, onde k
qualquer número inteiro ou zero. Fase (ângulo de fase ω t ± ψ
) É o argumento de um EMF sinusoidal, que é contabilizado a partir do ponto anterior mais próximo da transição emf através de zero para um valor positivo. A fase a qualquer momento determina o estágio da variação harmônica da EMF sinusoidal. Fase inicial
ψ
– fase da emf sinusoidal no tempo inicial. Mudança de fase
- duas quantidades sinusoidais com diferentes fases iniciais. A frequência angular ω(ou velocidade angular) é o ângulo de rotação ( α
) do gerador em unidades. tempo ( t)
. Durante um período T o ângulo de rotação do rotor é 2π
em radianos, portanto: ω = α / t = 2π / T= 2π / f.
Circuitos trifásicos Conceitos básicos: Um sistema multifásico é um conjunto de circuitos elétricos chamados fases, em que as tensões sinusoidais da mesma frequência diferem entre si em fase. Os mais utilizados são sistemas multifásicos simétricos cujas tensões são iguais em magnitude e deslocadas em fase por um ângulo de 2π / m, onde m é o número de fases. O mais difundido sistema trifásico (criado pelo cientista russo MO Dolivo-Dobrovolsky em 1891), ele também inventou e desenvolveu todos os links deste sistema (geradores, transformadores, linhas de energia e motores de corrente trifásica). Um sistema trifásico é um sistema composto por três circuitos em que as variáveis emf têm as mesmas amplitudes e frequências, mas são deslocadas em fase em relação a cada uma em 120 ° ou em 1/3 de período (o chamado ângulo elétrico). 10. Para obter um circuito trifásico acoplado (os circuitos trifásicos não conectados não são usados atualmente), é usado um gerador trifásico. O gerador trifásico mais simples é mostrado esquematicamente na Fig. 11, onde os enrolamentos de fase são deslocados em relação um ao outro por um ângulo de 120 ° / p, onde p É o número de pares de pólos. No caso de um gerador de dois pólos (Figura 11) p = 1 e o ângulo é 120 ° (2 p/ 3). Quando o rotor gira devido à identidade dos três enrolamentos do gerador, os EMFs são induzidos em sua fase em relação um ao outro em um terço do período. Os vetores que representam esses EMFs são iguais em valor absoluto e estão localizados em um ângulo de 120 ° (2 p/ 3), veja a Fig. 12.: Fig. 11 Fig. 12 Por exemplo, vamos dar as fórmulas para calcular as perdas de energia elétrica na linha: 1. Verifique a linha para uma corrente de longa duração: Ip = Рр / (√3 х Uн х cos φ), (А); onde: 2. Cálculo da linha para a perda de tensão: ΔU% = (100 / لا × Uн²) х (Рр х Lo / Sús), (ΔU%); onde: 3. Cálculo da linha para perda de energia: ΔР (%) = Ip²х 3 x (ro x Lo) / Pp x 100, (ΔР); onde: 4. Cálculo da linha para perda de potência total: S kVA = P / cos φ, (kVA). Para referência. Definições básicas Uma variável é uma corrente elétrica cuja magnitude e direção variam com o tempo. O intervalo de tempo mais curto através do qual os valores AC são repetidos é chamado de período. Usando um osciloscópio, você pode medir o valor de amplitude de uma corrente ou tensão senoidal. Da mesma forma, os valores efetivos de EMF e tensões As leis de Kirchhoff para valores instantâneos: A seção do circuito contendo a resistência ativa O relacionamento pode ser escrito para os valores efetivos A relação mostra que as fases de tensão e corrente no resistor coincidem. Isso é representado graficamente no diagrama de tempo e no plano complexo. 11)
O fenômeno que se origina em uma cadeia não estampada com elementos L, R, C, quando a tensão e a corrente totais coincidem em fase, é chamada ressonância de estresse. Condição da ressonância do estresse: X L = X Cou (X L\u003e X C) Neste modo, o circuito é caracterizado por potência ativa P e poder reativo positivo Q \u003e 0. O valor positivo do poder reativo indica que a potência indutiva é maior que a potência capacitiva, isto é, o elemento indutivo predomina sobre o elemento capacitivo. Neste modo, o caractere do circuito é chamado ativo-indutivo. Quando X L < X Ca reatância de todo o circuito é negativa. Neste modo, o circuito é caracterizado por potência ativa P e poder reativo negativo 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 ativo-capacitivo. O sinal da ressonância das tensões no circuito é a corrente máxima e a potência ativa. A ressonância de tensão é utilizada em circuitos de engenharia de rádio na construção de circuitos de filtro ressonantes. Neste caso, as propriedades do circuito se tornam diferentes para sinais de diferentes freqüências. 1) 12-13)
14)
Pergunta 15. O poder dos circuitos de onda senoidal monofásicos. Capacidades em ressonância de correntes e ressonância de tensões. Pergunta 16. Correntes trifásicas. Conceitos gerais. Conexão de fases de uma fonte de energia trifásica com uma estrela, um triângulo. Pergunta 17. Esquema de sistema trifásico de quatro fios e três fios, conectado por uma estrela. Cálculo, diagramas vetoriais Sistema trifásico trifásico Sistema trifásico de quatro fios Pergunta 18. Conexão de receptores de energia trifásicos com um triângulo. Cálculo, diagrama de vetor. Pergunta19
· Dependendo do número de fases: monofásicas e trifásicas; · Por número de enrolamentos: dupla ferida e tripla ferida; · Dependendo da localização da instalação: instalação externa e interna; · Por designação: diminuindo e aumentando; O princípio de operação de qualquer transformador de potência é baseado na lei de indução eletromagnética. Se uma fonte de CA estiver conectada ao enrolamento deste dispositivo, a corrente alternada fluirá através dos enrolamentos deste enrolamento, o que criará um fluxo magnético alternativo no circuito magnético do transformador. Fechado no circuito magnético, o fluxo magnético alternativo induzirá a força eletromotriz (EMF) em outro enrolamento do transformador. Isso é explicado pelo fato de que todos os enrolamentos do transformador estão enrolados em um circuito magnético, ou seja, estão conectados por um acoplamento magnético. O valor da EMF induzida será proporcional ao número de voltas deste enrolamento. Pergunta 20
Os transformadores são distinguidos pelo número de fases, o número de enrolamentos, o método de resfriamento. Em geral, os transformadores de potência são usados para aumentar ou diminuir a tensão em circuitos elétricos. A partir das fórmulas acima, podemos concluir que o EMF atrasa o fluxo magnético em um quarto de um período e a razão do EMF nos enrolamentos do transformador é igual à razão do número de voltas E1 / E2 = n1 / n2. Se o segundo enrolamento não estiver sob carga, o transformador está em marcha lenta. Neste caso, i 2 = 0 e u 2 = E 2, a corrente i 1 é pequena e a queda de tensão no enrolamento primário é pequena, portanto, 1 ≈E 1 e a proporção do EMF pode ser substituída pela relação de estresse u 1 / u 2 = n 1 / n 2 = E 1 / E 2 = k. Deste modo, pode-se concluir que a tensão secundária pode ser menor ou superior ao primário, dependendo da proporção do número de voltas dos enrolamentos. A proporção da tensão primária para a tensão secundária quando o transformador está em marcha lenta é chamada de coeficiente de transformação k. Assim que o enrolamento secundário estiver conectado à carga, uma corrente i2 aparece no circuito, ou seja, a energia é transferida do transformador, que a recebe da rede, para a carga. A transferência de energia no próprio transformador é devida ao fluxo magnético F. Em um ângulo 2, que encontramos pela fórmula Características externas do transformador: 1 - carga capacitiva ativa; 2 é muito ativo; 3 - ativo indutivo; 4 - característica externa do transformador de solda Pergunta 23 O coeficiente de eficiência do transformador é determinado pela fórmula onde P 2 é o poder emitido pelo enrolamento secundário; P 1 - energia fornecida (gasto) ao enrolamento primário. A diferença entre a potência fornecida ea saída é uma perda de energia: 24)
Modo e experiência de transformador de curto-circuito O modo de curto-circuito é o modo no qual o enrolamento secundário é curto-circuito. Se as perdas no núcleo do transformador forem determinadas durante o teste de marcha lenta, as perdas nos enrolamentos do transformador são determinadas no teste de curto-circuito. O enrolamento primário do transformador é fornecido com uma tensão de tal magnitude que a corrente no circuito primário é igual à corrente nominal. Neste caso, a potência consumida pelo transformador da rede, a tensão, a corrente é medida (Fig. 1.22): Valor Uz é 5-10% da tensão nominal. Uma vez que o fluxo é diretamente proporcional à tensão de alimentação do transformador, e as perdas do núcleo são proporcionais ao quadrado do fluxo, no modo de curto-circuito, as perdas no núcleo podem ser negligenciadas. A corrente de marcha lenta também é negligenciada, uma vez que sua magnitude é insignificante em comparação com Inom. Portanto, gn e bf no circuito de substituição do transformador no modo de curto-circuito estão ausentes. No curto-circuito transformador monofásico, o enrolamento secundário é curto-circuito, isto é, Zn = 0 e a tensão de enrolamento secundário U2 = 0. Neste caso, a tensão do enrolamento primário é reduzida, para não danificar o transformador. Esquema do experimento de curto-circuito No teste de curto-circuito, os seguintes parâmetros são determinados: 1 – Tensão nominal de curto-circuito Uk. Esta é a tensão do enrolamento primário, na qual os valores das correntes de curto-circuito nos enrolamentos são iguais aos valores nominais. É expresso como uma porcentagem da tensão nominal U1n. 2 – Parâmetros do esquema de substituição. Uma vez que não há ramos de magnetização no experimento de curto-circuito, a corrente no enrolamento primário é igual à corrente no enrolamento secundário. Conseqüentemente, a impedância total de curto-circuito pode ser definida como 3 – Resistência do enrolamento secundário 4 – Queda de tensão de curto-circuito total Uk nos enrolamentos e seu componente ativo e reativo em% 27
No enrolamento do estator incluído na rede de corrente trifásica, sob a influência da tensão há uma corrente alternada que cria um campo magnético rotativo. O campo magnético cruza os condutores do enrolamento do rotor e induz uma emf variável neles, cuja direção é determinada pela regra da mão direita. Uma vez que o enrolamento do rotor está fechado, o emf provoca uma corrente da mesma direção. Como resultado da interação da corrente do rotor com um campo magnético rotativo (com base na lei Ampere), uma força atua no condutor do rotor, cuja direção é determinada pela regra da mão esquerda. Força cria um momento agindo do mesmo lado. Sob a ação do momento, o rotor começa a se mover e, depois de correr, roda na mesma direção que o campo magnético, com uma freqüência de rotação ligeiramente menor que o campo: Atualmente, quase todas as unidades elétricas são unidades não regulamentadas com motores assíncronos. Eles encontraram ampla aplicação no fornecimento de calor, abastecimento de água, ar condicionado e sistemas de ventilação, plantas de compressão e outras áreas. Devido ao controle de velocidade suave, na maioria dos casos é possível eliminar bobinas, variadores, redutores e outros dispositivos de controle, o que simplifica muito o sistema mecânico, reduz o custo de operação e aumenta a confiabilidade. 26)
O modo de marcha lenta do transformador é o modo de operação quando um dos enrolamentos do transformador é fornecido a partir de uma fonte com tensão alternada e com circuitos abertos de outros enrolamentos. Esse modo de operação pode ser para um transformador real, quando ele está conectado a uma rede, e a carga alimentada a partir de seu enrolamento secundário ainda não está incluída. O enrolamento primário do transformador é atual I0, ao mesmo tempo em que não há corrente no enrolamento secundário, pois seu circuito está aberto. A corrente I0, passando pelo enrolamento primário, cria no circuito magnético uma bandeja de troca sinusoidal Ф0, que, devido a perdas magnéticas, fica atrás da corrente da corrente através do ângulo de perda δ.
Diagrama vetorial do transformador. O diagrama vetorial de um transformador ocioso (Figura 2.6) é construído com base na equação (1.4). Com uma fase inicial zero, um fluxo magnético é selecionado, i.e. . Corrente De acordo com a segunda lei de Kirchhoff, a tensão u1 aplicada ao circuito primário é equilibrada contra o EMF do fluxo magnético de trabalho do enrolamento primário-e1, o EMF de dispersão -
e a queda de tensão nos fios. Para o circuito secundário, a tensão na carga u2 é ligeiramente inferior à EMF e2 devido à influência do EMF da dispersão e da queda de tensão nos condutores do enrolamento secundário. Note-se que o EMF do enrolamento dos enrolamentos ep1 e ep2, bem como a queda de tensão i1r1e i2r2é dez vezes menor em magnitude do que a correspondente emf do fluxo magnético funcional e1 e e2. Portanto, muitas vezes é possível considerar U1≈ - E1 e U2≈ E2. Como pode ser visto, o emf. e1 e e2 ficam atrás do fluxo magnético por. Dividindo ambos e tendo em conta que obtemos Um dos meios de estudar o funcionamento de um transformador é circuito equivalente, em que o acoplamento magnético entre os enrolamentos do transformador é substituído por acoplamento elétrico, e os parâmetros do enrolamento secundário são reduzidos ao número de voltas do primário. © 2015-2017 site 
.
.
.
O valor entre parênteses é a fase (fase completa);
ψ i, ψ u, ψ e - fase inicial de corrente, tensão, EMF;
ω é a frequência cíclica, ω = 2πf;
f é a frequência, f = 1 / T; T é o período.
Fig. 2.2
Fig. 2.3
i 2 (t) = I m2 sin (ωt + ψ 2)
Fig. 2.4
;
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1 nF = 10 -9 F, (nF-nanofarad);
1 μF = 10 -6 F, (μF - microfarade).
.
R - j X - ativo-capacitivo.
O campo de aplicação da corrente alternada é muito maior do que a constante. Isso ocorre porque a tensão CA pode ser facilmente reduzida ou aumentada por meio de um transformador, praticamente em todos os intervalos. A corrente alternada é mais fácil de transportar em longas distâncias. Mas os processos físicos que ocorrem nos circuitos de CA são mais complexos do que nos circuitos de CC devido à presença de campos magnéticos e elétricos alternados.
O valor da corrente alternada no instante de tempo é chamado de valor instantâneo e é denotado por uma letra minúscula eu
.
A corrente instantânea é chamada periódica se seus valores forem repetidos em intervalos de tempo idênticos
Período sinusoidal
.
O valor instantâneo da corrente sinusoidal é determinado pela fórmula
O argumento de uma função sinusoidal é chamado de fase; O valor de φ, igual à fase no tempo t = 0, é denominado fase inicial. A fase é medida em radianos ou graus. O inverso de um período é chamado de freqüência. A freqüência f é medida em hertz. onde Im é o máximo, ou o valor atual.
Se para correntes sinusoidais as fases iniciais em frequências idênticas são idênticas, dizem que essas correntes coincidem em fase. Se eles não são os mesmos em fase, eles dizem que as correntes são deslocadas em fase. A mudança de fase de duas correntes sinusoidais é medida pela diferença das fases iniciais
Os amplificadores e os voltímetros do sistema eletromagnético medem os valores efetivos de corrente alternada e tensão.
O valor efetivo da corrente alternada é a corrente atual por período. O valor real da corrente (para uma onda senoidal 
Os valores atuais de corrente alternada, tensão, EMF são inferiores aos valores máximos em √2 vezes.
As leis de Ohm e Kirchhoff são válidas para correntes e tensões instantâneas.
Lei de Ohm para valores instantâneos:
.
Potência instantânea com conexão em série de elementos R, L, C.
O valor médio de energia determina a potência ativa:
unidades medição - W.
A potência ativa é determinada pelo poder do resistor
A potência total é igual ao produto dos valores reais da corrente e da tensão total
Unidade de potência total - VA, kVA, MVA
Ratio de poderes ativos e plenos: 
cosφ é o fator de potência
Gráficamente, a proporção de potência ativa e plena é exibida: 
Do triângulo de potência: P = S * cosφ
Q = Q L -Q C = X L * I 2 -X C * I 2
Para um circuito com conexão paralela de condutores:
, onde
G = G1 + G2 - a condutividade ativa do circuito é igual à condutividade ativa dos ramos
B = B L 1 -B C 2 - a condutância reativa do circuito é igual à diferença entre indutivo e capacitivo
Potência em correntes de ressonância (conexão paralela de receptores)
B L 1 = B C 2, B = 0, I L 1 = I C 2, I p = 0, φ = 0
A corrente está ativa. A ressonância atual é um fenômeno que ocorre em um circuito ramificado com os elementos L, R, C, quando a corrente total do circuito e a tensão aplicada coincidem em fase.
Potência reativa no modo de ressonância Q = Q L -Q C = 0; S = p
Potência de ressonância de tensões (conexão serial)
A ressonância atual é um fenômeno que surge em um circuito não ramificado com os elementos L, R, C, quando a corrente total do circuito e a tensão aplicada coincidem em fase.
Para X C = X L, a reatância X = (X L - X C) = 0
De acordo com a lei de Ohm
A diferença de fase é zero (= 0)
O triângulo de potência e o triângulo de voltagem tornam-se um segmento, o circuito é caracterizado pela potência ativa P, a potência reativa Q é zero. P = S = U * I
cos
Um circuito trifásico é um conjunto de três circuitos elétricos em que os EMFs sinusoidais atuam na mesma amplitude e freqüência, deslocados em fase por um ângulo de 2π / 3 = 120 ° e produzidos por uma fonte de energia comum.
cada cadeia que entra em uma cadeia trifásica é comumente chamada fase.Cada fase tem o nome padrão da primeira fase - fase A, segunda fase B, terceira fase C. As fases iniciam, respectivamente, A, B, C e as extremidades X, Y, Z.
Os principais elementos do circuito trifásico são:
Um gerador trifásico que converte energia mecânica em energia elétrica
Linhas de energia,
Receptores (consumidores), que podem ser trifásicos (por exemplo, motores assíncronos) e monofásicos (incandescentes).
Conexão "Estrela"
As extremidades X, Y, Z para o ponto comum do gerador N (neutro) e x, y, z extremidades dos receptores para o ponto neutro do receptor n. A-a, B-b, C-c - fios lineares, fio neutro N-n.
Cada fase é um circuito elétrico.
Conexão "triângulo"
final X de uma única fase. Com o início da fase B, o final do segundo com o início do terceiro, o final do terceiro com o início do primeiro.
Cada fase é um circuito elétrico no qual o receptor está conectado à fase correspondente por meio de dois lineares. Menos fios são usados. Nas fases "triângulo" são chamados dois símbolos, de acordo com os fios da linha a que a fase está conectada: a fase "ab", "bc", "ca". Os parâmetros são indicados de acordo com os índices.
Cálculo 
Tensão de fase e corrente linear. 
A corrente nos receptores de fase é determinada pela lei de Ohm 
A corrente no fio neutro funciona pela primeira lei de Kirchhoff 
diagrama de vetor 
Atualcada fase é retardada em um ângulo φ e tem o mesmo valor. 
Corrente em fio neutro
Ao conectar as fases de um receptor equilibrado, o fio neutro não tem efeito, ele pode ser eliminado.
Um circuito trifásico com carga simétrica sem fio neutro é designado, com um fio neutro chamado de quatro fios e denotado por
Um ponto neutro em tal circuito não é usado e não existe um fio neutro em tal circuito.
A tensão entre a extremidade e o início da fase é a tensão entre os fios da linha. U Λ = U Φ
Negligenciando a resistência linear dos fios lineares, a tensão linear pode ser equiparada à tensão linear da fonte de energia: 
correntes em fases opred. Sob a lei de Ohm. 
Quando se conecta por um triângulo, as correntes de fase não são iguais às correntes lineares, encontrando-as de acordo com a primeira lei de Kirchhoff. 
Carga simétrica 
Seus valores absolutos são iguais, e as mudanças de fase são iguais a 120 graus.
Diagrama do vetor: 
A relação entre correntes lineares e de fase: 
Com uma carga assimétrica: 
Diagrama de vetores: 
Quando a resistência de uma das fases muda, o modo de operação das outras fases permanece inalterado; o modo de operação do gerador permanece inalterado. Somente a corrente dessa fase e as correntes lineares nos fios da linha conectada a esta fase mudarão.
Transformador de potência é um aparelho elétrico que é projetado para converter a energia elétrica de um valor de tensão em energia elétrica de outro valor de tensão. Transformers são:
Transformador – um dispositivo eletromagnético estático para converter uma corrente alternada de uma tensão em uma corrente alternada de outra tensão, da mesma freqüência. Os transformadores são utilizados em circuitos elétricos para transmissão e distribuição de energia elétrica, bem como em soldagem, aquecimento, retificação de instalações elétricas e muito mais.
O enrolamento primário está incluído em uma rede com tensão alternada, sua força de magnetização i1n1 cria um fluxo magnético alternativo Φ no circuito magnético, que é aderido a ambos os enrolamentos e induz uma EMF neles: e 1 = -n 1 dF / dt, e 2 = -n 2 dF / dt . Com uma mudança sinusoidal no fluxo magnético Φ = Φm sinωt, o emf é igual a e = Em sin (ωt-π / 2). Para calcular o valor efetivo do EMF, é necessário usar a fórmula E = 4.44 f n Фm, onde f é a freqüência cíclica, n é o número de voltas, e Фm é a amplitude do fluxo magnético. E se você deseja calcular o valor EMF em qualquer um dos enrolamentos, você precisa substituir o número de voltas neste enrolamento em vez de n.
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