Будемо називати цей опір активним. Зауважимо, що індуктивність і ємність теж є опорами для змінного струму, але ці опори іншого характеру.

Опір R називається активним, тому що він повністю перетворює електромагнітну енергію, яка надходить від генератора, в інші види енергії.

Припустимо, що до кола прикладена напруга, яка змінюється за гармонічним законом: U=U0cosωt.

Як і для випадку постійного струму, миттєве значення сили струму прямо пропорційне миттєвому значенню напруги. Тому згідно із законом Ома

Таким чином, сила струму в колі також змінюватиметься з часом за таким самим гармонічним законом. Причому в ті моменти часу, коли напруга на кінцях кола макси-мальна, максимальною буде і сила струму.

Інакше кажучи, на активному опорі коливання сили струму за фазою збігаються коливаннями напруги, а амплітуда сили струму визначається

Активна потужність: P=U*I*соsф; P=I^2*r=U^2*g; P=S*соsф

41.Якщо тепер це саме коло приєднати до джерела змінної напруги, діюче значення якої дорівнює напрузі джерела постійного струму, то амперметр покаже дуже слабкий струм.

Це свідчить про те, що котушка індуктивності чинить змінному струмові великий опір.Пояснюється це явищем самоіндукції. Змінний струм створює навколо котушки змінне магнітне поле, тобто котушка перебуває у власному змінному магнітному полі. А ми знаємо, що при всякій зміні магнітного поля виникає вихрове електричне поле, яке протидіє причині, що його викликала (правило Ленца).

У першій чверті періоду вихрове електричне поле гальмує рух електронів і тим самим протидіє зростанню сили струму в колі; в другій - зменшенню сили струму; в третій - зростанню сили струму, але вже в протилежному напрямі, і, нарешті, в четвертій чверті індуковане вихрове поле протидіє зменшенню сили струму в колі.

Таким чином, при проходженні змінного струму через котушку індуктивності внаслідок самоіндукції виникає вихрове електричне поле, яке протидіє дії поля генератора. Вихрове електричне поле і є причиною опору котушки індуктивності змінному струмові.

Припустимо, що ми приєднали до генератора змінного струму котушку індуктивності. Активним опором генератора і котушки поки що нехтуємо. Оскільки в колі змінюється сила струму, то в котушці індукується ЕРС самоіндукції:

Перепишемо вираз для амплітуди напруги у вигляді, аналогічному до закону Ома:

Якщо позначити і замість амплітудниих значень використати діючі значення струму та напруги, отримаємо:

Реактивна потужність: Q=U*I*sinф

42.Таким чином, напруга і сила струму в колі з конденсаторо м змінюються за гармонічним законом з однаковим періодом, але зсунуті по осі часу на чверть періоду, так що максимум сили струму настає на 1/4 Т раніше, ніж максимум напруги. Вказана різниця відповідає зсуву фаз між силою струму і напругою - сила струму випереджає напругу за фазою на або 90°. Після якісного аналізу перейдемо до точного визначення амплітуди сили струму. Напруга на конденсаторі

(де q- заряд однієї пластини конденсатора) в будь-який момент часу дорівнює напрузі на кінцях кола. Отже

Тоді заряд конденсатора змінюється за гармонічним законом:. Сила струму, яка є похідною заряду по часу, дорівнює:

Таким чином, ми знову переконалися, що коливання сили струму випереджають коливання напруги на конденсаторі на

Амплітуда сили струму дорівнює

Це співвідношення можна записати у вигляді, подібному до закону Ома:

Теж саме, що і в 41.

Теж саме, що і в 42.

45.. Резонанс напруг: при послідовному з’єднанні R, С, L при електричному резонансі амплітуда напруги на індуктивності та ємності однакова, а фази протилежні. Повне падіння напруги в колі дорівнює напрузі на активному опорі. Зсув фаз між коливаннями зовнішньої ЕРС та силою струму в колі дорівнює нулю:

46. При паралельному з’єднанні L і С (R1 і R2 → 0) відбувається резонанс струмів. Сила струму в розгалуженнях однакова, а фази протилежні, якщо однакові ХL і Хс. Струм у нерозгалуженій частині кола наближається до нуля (рис. 10):

47. Коефіціє́нт поту́жності — безрозмірна фізична величина, що характеризує споживача змінного електричного струму з точки зору наявності в навантаженні реактивної складової. Коефіцієнт потужності показує, наскільки зсувається по фазі змінний струм, що протікає через навантаження, щодо прикладеного до нього напруги.

1.cosф = P/S

2.P = U*I*cosф

3.Q = U*I*sinф

4.S = U*I = (корінь квадратний)P^2+Q^2

48. Ко́мпле́ксні чи́сла — розширення поля дійсних чисел, зазвичай позначається С. Будь-яке комплексне число може бути представлене як формальна сума x+iy, де x і y — дійсні числа, і — уявна одиниця.

Z = a + bi

Z1+Z2 = (a+c)+(b+d)i

Z1-Z2 = (a-c)+(b-d)i

Z1*Z2 = (ac-bd)+(ad+bc)i

Z1/Z2 = ac+bd/c^2+d^2 + bc-ad/c^2+d^2 i

49. Закон Ома: комплекс діючого значення струму у колі прямо пропорційний комплексу діючого значення напруги і обернено пропорційний комплексу повного опору:

Перше правило Кірхгофа відноситься до вузла: алгебраїчна сума комплексних діючих значень струмів, які сходяться у вузлі, дорівнює нулю:

Друге правило Кірхгофа відноситься до контуру: у замкненому контурі алгебраїчна сума комплексних діючих значень ЕРС дорівнює алгебраїчній сумі комплексних значень падінь напруги на ділянках контуру:

51. Найбільш ефективний метод розрахунку кіл змінного струму є символічний метод, оснований на зображенні електричних величин (струм, напруга, ЕРС, опори, провідності, потужності) комплексними числами. В цьому випадку для розрахунку кіл змінного струму можна використовувати закони Кірхгофа і всі методи розрахунку складних кіл постійного струму.Нагадування про комплексні числаФорми запису комплексних чиселq В алгебраїчній формі комплексне число Z є сума дійсного числа a і уявного числа jb, тобто Z = a + jb. Уявне число jb є добуток уявної одиниці і коефіцієнта при ній b.

q Для зображення комплексного числа в графічній формі в прямокутній системі координат по горизонтальній осі відкладаються дійсні частини комплексного числа а, а по вертикальній осі – уявні частини jb. Комплексне число на такій комплексній площині зображується:

¨ точкою з координатами А(a; jb);

¨ вектором ОА, що починається в початку координат О, а закінчується в точці А з координатами (a; jb).

q Щоб записати комплексне число в показовій формі треба знати його модуль і аргумент. Модуль є довжина вектора ОА на комплексній площині

.Аргумент – це кут a між додатним напрямком дійсної осі і вектором ОА. Ясно, що b/a = tg a, звідки a = arctg b/a.

При визначенні a треба мати на увазі, що обчислювальні засоби дають значення arctg b/a в межах 0°£ a £ 90°. Тому отримане значення треба відкоригувати згідно таблиці:

Комплексне число в показовій формі є добуток модуля і множника е ja, тобто Z = |Z|× е ja.

q Тригонометрична форма. При розв’язанні задач комплексним методом виникає потреба перейти від показової форми до алгебраїчної. Вихідними є модуль і аргумент. Треба визначити дійсну і уявну частини і представити число в алгебраїчній формі.

52.Багатофазна система електричних кіл являє собою сукупність електричних кіл, в яких діють синусоїдні е. р. с. однакової частоти, зсунуті відносно одна одної за фазою і створювані одним джерелом енергії. Відповідно до цього означення система з трьох кіл називається трифазною.

У трифазному генераторі, в якому є три самостійні обмотки, зсунуті відносно одна одної в просторі на 120°, утворюється трифазна симетрична система е. р. с. Схематично це показано на рис. 20.1 стосовно генератора з однією парою полюсів на статорі й обмотками на роторі. Проте слід зазначити, що в реальних генераторах обмотка змінного струму нерухома (розташована на статорі), а магнітні полюси обертаються (розташовані на роторі). Така конструкція генератора краща, а принцип його роботи не змінюється. Якщо кількість витків в обмотках однакова, то при обертанні ротора в усіх обмотках наводяться е. р. с. однакового значення. Початкові фази цих е. р. с. зсунуті відносно одна одної на 120° відповідно до просторового розташування обмоток.

Трифазна симетрична система е. р. с. — це сукупність трьох е. р. с., які мають однакову частоту й амплітуду, зсунутих за фазою відносно одна одної на кути 120°.

Ознакою несиметрії трифазної системи е. р. с. є нерівність амплітуд або нерівність кутів зсуву фаз між кожною парою е. р. с.

53. Трифазні двигуни мають три однакові фази обмотки, і створюване.5-ими електричне навантаження симетричне. Неси метрі створюють однофазні приймачі, наприклад лампи електричного освітлення та інші побутові електроприймачі. Якщо при проектуванні освітлювальне навантаження поділити між фазами порівну, то в процесі експлуатації навантаження, як правило, буде несиметричним через неодночасність вмикання ламп.

При великій кількості однофазних приймачів несиметрія навантаження, пов'язана з неоднозначністю вмикання їх, невелика; тому лінії напругою 3; 6 кВ і вище, призначені для електропостачання промислових підприємств або певного району (фідерні лінії), виконують трипровідними незалежно від схеми з'єднання груп приймачів (зіркою або трикутником).

Мета розрахунку полягає у визначенні струмів у фазах приймача та проводах лінії, а також потужності приймача в цілому й у кожній фазі. Може бути поставлена й зворотна задача.

З'єднання зіркою

У симетричному колі комплекси опорів фаз приймача однакові (ZA = 2.в =_Zc =_2). і між затискачами приймача діє симетрична система лінійних напруг при будь-якій схемі з'єднання джерела (зіркою або трикутником).

54. Якщо трифазний приймач є несиметричним, тобто опори фаз відрізняються або за величиною, або по характеру, або одночасно і за величиною і за характером, то в трифазної-ной системі, як трипровідною, так і чьотирьох, встановлюється несиметричний ре-жим роботи. У цьому режимі роботи як трифазної трипровідною, так і трифазної чотирьох-провідної системи струми в фазах приймача, активні, реактивні та повні потужності фаз, кути зсуву фаз між струмами, між струмами і напругами однойменних фаз в загальному випадку різні за величиною. Напруження на фазах приймача в трифазній трипровідною ланцюга утворюють несиметричну систему. Ступінь несиметрії напруг фаз приймача визначаються-ється параметрами його фаз, тобто величинами активних, індуктивних і ємнісних опорів. Несиметрія напруг фаз приймача негативно позначається на його роботі і є неприпустимою. Застосування нейтрального проводу, тобто перехід до трифазної чьотирьох системі, дозволяє усунути несиметрію напруг фаз приймача і, як наслідок, поліп-шити робочі характеристики приймача. Тому передача енергії від трифазного джерела несиметричному трифазного приймача здійснюється за допомогою чьотирьох лінії електропередачі.

55. Обертове магнітне поле – магнітне поле, вектор магнітної індукції якого обертається в просторі з постійною частотою.Одержують додаванням 2 і більш змінних магнітних полів, зрушених у часі та просторі. Використовується в багатьох машинах змінного струму, вимірювальних приладах та ін. Наприклад електромагнітний момент в обертових ЕМ (електричних машинах) визначаються головним (основним) магнітним потоком. Це – потік взаємоіндукції. Він повинний бути змінним по відношенню до обмоток, оскільки ЕРС (електрорушійна сила), у них індукована, пропорційна, а електромагнітний момент залежить від. Електричні машини конструюються таким чином, щоб магнітне поле, що змінюється, булообертовим. Можна придумати різні способи створення обертових полів.

56.Асинхронний двигун — це асинхронна машина, призначена для перетворення електричної енергії змінного струму в механічну енергію. Саме слово «асинхронний» означає «не одночасний». При цьому мається на увазі, що у асинхронних двигунів частота обертання магнітного поля статора завжди більше частоти обертання ротора. Працюють асинхронні двигуни, як зрозуміло з визначення, від мережі змінного струму.

Будова асинхронного двигуна

1 — вал;
2, 6 -підшипники;
3, 8 — підшипникові щити;
4 — лапи;
5 — кожух вентилятора;
7 — крильчатка вентилятора;
9 — короткозамкнутий ротор;
10 — статор;
11 — коробка виводів.

Статор має циліндричну форму, і збирається з листів сталі. У пазах сердечника статора укладені обмотки статора, які виконані з обмотувального дроту. Осі обмоток зрушені в просторі один відносно одного на кут 120°. Залежно від напруги, що подається, кінці обмоток з’єднуються трикутником або зіркою. Ротори асинхронного двигуна бувають двох видів: короткозамкнутий і фазний ротор.