![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Краткая теория. Ток, величина и направление которого периодически меняются во времени, называется переменным током
где В такой цепи (рис. 20.1) закон Ома имеет следующий вид: где
По определению силы тока Преобразуем уравнение (20.2) с учетом (20.3) Введем обозначения: Частным решение этого уравнения является решение вида: где где Дифференцируя выражения (20.5) по времени, согласно (20.3), найдем мгновенное значение силы тока: где При этом т.е. амплитуда силы тока определяется амплитудой напряжения Um, параметрами цепи RA, L, С и частотой n (т.к. Величина Z, равная Катушка индуктивности и конденсатор в цепи переменного тока характеризуется соответственно индуктивным RL и емкостным RC сопротивлениями, которые определяются по формулам: Согласно (20.8) ток в цепи отстает по фазе от напряжения в сети на угол или Мощность, выделяемая в цепи переменного тока (активная составляющая мощности), в данный момент времени равна: Практическое значение имеет средняя за период величина мощности Р. Найдем её: таким образом, нахождение средней мощности сводится к нахождению среднего за период квадрата силы тока Величину Величина
Аналогичные рассуждения можно провести и для напряжения, получив при этом действующее (эффективное) значение напряжения Физический смысл значений U и I следующий: действующие значения силы тока и напряжения равны соответственно значениям силы тока и напряжения в цепи такого постоянного тока, который на том же активном (омическом) сопротивлении R выделяет такую же мощность Р, что и переменный ток. Для гармонических изменяющихся тока и напряжения Выражение (20.16) для средней мощности Р (имеется ввиду активная составляющая мощности) с учетом (20.17), (20.10), (20.14) может быть преобразовано следующим образом: Величина называется коэффициентом мощности. Следовательно, средняя энергия переменного тока, вычисляется по формуле
Счетчик состоит из двух электромагнитов, диска, вращающегося между полюсами электромагнитов, и постоянного магнита, который создает тормозящий момент (рис. 20.2). Катушка одного электромагнита включена в цепь параллельно, а другого последовательно (рис. 20.2). К катушкам подходят переменные токи I 1 и I 2, магнитные поля которых создают в диске индукционные токи. В следствии взаимодействия этих индукционных токов с магнитным полем диск, стремясь вытолкнуться из области этих полей, приходит во вращение.
Ток I 3 взаимодействует с магнитным потоком Ф2 электромагнитной катушки с током I 2, а ток I 4 соответственно- с магнитным потоком Ф1 электромагнита с током I 1. Благодаря взаимодействуя индукционных токов с «чужими» взаимодействует результирующая, отличная от нуля, сила, сообщая диску ускорение, и он начинает вращаться. Магнитный поток, создаваемый катушкой, включённой параллельно, пропорционален напряжению где k=kвр k1 k2 – коэффициент пропорциональности,
При вращении диск проходит между полюсами постоянного магнита. При взаимодействии индукционных токов с полем магнита создаётся тормозящий момент пропорционален числу оборотов диска n в единицу времени: Регулируя положение постоянного магнита, можно добиться равенства Мторм=Мвр. При этом скорость вращения диска становится постоянной. Счетный механизм, соединенный с осью диска, подсчитывает полное число оборотов за время t т.е. где W – потребляемая в цепи электроэнергия. Тогда где А – постоянная счетчика, равная Поскольку электроэнергия пропорциональна числу оборотов N, счетчик проградуирован в единицах измеряемой электроэнергии. В промышленности и в быту наиболее распространенной единицей электроэнергии является киловатт-час, равный 3.6× 106 Вт с или 3.6× 106 Дж. Важной характеристикой электросчетчика является его постоянная А. Эта величина численно равна количеству электроэнергии, которое, проходя через счетчик, заставляет диск сделать один оборот. Определить А, выраженную в где N – число оборотов диска, соответствующее энергии 1кВт× час (записано на шкале счетчика).
|