Раздел 3 Электрические цепи переменного тока

Тема 3.1 Основные понятия и определения

Получение переменной синусоидальной ЭДС. Период, частота, фаза, сдвиг фаз, мгновенное, амплитудное, среднее и действующее значение переменной величины. Графическое изображение переменного тока. Векторные диаграммы. Сложение и вычитание синусоидальных величин.

Методические указания к теме 3.1.

В этой теме приводятся основные понятия и определения, относящиеся к переменному току. Особое внимание следует уделить основным определениям синусоидальных величин: мгновенному и амплитудному значению, фазе, начальной фазе, сдвигу фаз, периоду, частоте, угловой частоте.

Необходимо обратить внимание на смысл принимаемого за положительное направления переменного тока. Надо иметь в виду, что мгновенные значения синусоидальных величин меняют свое направление через каждую половину периода. Одно из них принимается за положительное и указывается на схемах стрелками. Отрицательные значения величин направлены против стрелок.

Необходимо уметь графически изображать синусоидальные величины с помощью синусоид и векторов. При этом нужно обратить внимание на то, что

синусоидальные функции могут строиться либо в зависимости от времени t, либо в зависимости от фазовых углов ωt. Синусоида

i= I_m· sin (ωt + ψ) сдвинута вдоль оси t относительно начала координат: влево на угол ψ ( сторону опережения) при ψ>0 и вправо на угол ψ (в сторону отставания) при ψ<0. Векторное изображение синусоидальных величин позволяет упростить расчеты, так как с помощью векторов легко находят сумму и разность синусоидальных величин. Смыслом этого изображения является то, что проекция этого вектора на ось мгновенных величин дает мгновенное значение синусоидальной функции.

Следует усвоить понятие действующего значения синусоидального тока и напряжения. Нужно учесть, что приборы измеряют обычно действующее значение переменного тока или напряжения. Векторные диаграммы обычно строятся для действующих значений синусоидальных величин, которые пропорциональны амплитудным значениям. Необходимо уметь подсчитывать среднее значение синусоидальной вели­чины за половину периода.

Вопросы для самопроверки по теме 3.1

1. Что называется переменным током? Какой ток называется сину­соидальным?

2. Что называется мгновенным и амплитудным значениями переменной величины?

3 Что называется периодом и частотой переменного тока? В каких единицах они измеряются?

4. Что называется начальной фазой и углом сдвига фаз?

5. Что значит опережение и отставание по фазе?

6. Что называется угловой частотой переменного тока, что она ха­рактеризует?

7. Как изображаются графически синусоидальные токи, напряжения и ЭДС?

8. В чем заключается смысл векторного изображения синусоидальных величин?

9 Как производится сложение и вычитание синусоидальных величин?

10. Какое значение тока, напряжения и ЭДС называется действующим и какое средним?

11. Как найти графически действующее и среднее значения тока?

12. Какими формулами выражаются среднее и действующее значения переменного тока через его максимальное значение?

13 Что характеризует коэффициент амплитуды в коэффициент формы кривой переменного тока, напряжения и ЭДС?

14. Какие значения переменного тока и напряжения показывают электроизмерительные приборы?