Общие сведения. Переменный ток, в противоположность постоянному току, периодически меняет свое направление

Переменный ток, в противоположность постоянному току, периодически меняет свое направление. Кривая (функция) переменного тока или напряжения, соответственно, может иметь различную форму. На рис. 2.1 показаны

Рис. 2.1

некоторые из типичных для электротехники и электроники функций. Кроме того, различают однофазные и многофазные переменные напряжения и токи. Например, электроснабжение массовых потребителей осуществляется, как правило, посредством трехфазного тока.

Последующие эксперименты ограничены синусоидальными напряжениями, которые наиболее часто встречаются в электротехнике и электронике.

Эксперименты затрагивают такие параметры как частота, амплитуда, среднеквадратическое (действующее) значение, фазовый сдвиг (угол) и мощность.

Опыты с трехфазными токами проводятся отдельно (разд. 7).

На рис. 2.2 показаны напряжение и ток, как синусоидальные функции времени.

Рис. 2.2

В течение одного периода T напряжение последовательно оказывается равным нулю, положительному максимуму (амплитудное значение) U_m, затем нулю, отрицательному максимуму и снова нулю.

Аналогично выглядит график изменения тока, но в общем случае он может быть сдвинут во времени относительно напряжения (отставать от напряжения или опережать его).

Мгновенные значения синусоидальных напряжения u и тока iвыражаются так:

u = U_m × sin (wt+y_u) , i = I_m × sin (wt+y_i) ,

где y_u иy_i –начальные фазы напряжения и тока.

Разность фаз напряжения и тока (фазовый сдвиг):

j = y_u -y_i.

Другие параметры синусоидальных величин и формулы для их вычисления приведены ниже.

Частота f в Герцах (Гц) выражается как число периодов в секунду

f = 1 ¤ T.

Угловая частота w в рад ¤ с равна

w = 2× p × f .

Действующие значения синусоидальных тока и напряжения равны

I = I_m / Ö2, U = U_m / Ö2 .