Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник






ЕНЕРАТОР НЕЗАТУХАЮЧИХ КОЛИВАНЬ

Електричні автоколивальні системи надзвичайно широко використовуються в сучасній техніці для одержання незатухаючих електромагнітних коливань високої частоти. Прин­цип дії цих систем значною мірою збігається з принципом дії механічних автоколивальних систем. Електрична автоколивальна система містить коливальний контур, підсилювач коливань і джерело електричної енергії (батарею). Між коливальним контуром і підсилювачем має існувати зворотний зв'язок - коливання з контуру передаються у підсилювач, підсилюються за рахунок джерела енергії і повертаються назад у коливальний контур. Дуже важливо, щоб коливання, які передаються від підсилювача в контур, збігалися за фазою з коливаннями у самому контурі.

Існує багато автоколивальних систем як з електронними лампами, так і з транзисторами.

 

Рис. 4.4. Генератор незатухаючих коливань

На рисунку 46 показано спрощену схему електричної автоколивальної системи - автогенератора електромагнітних коливань на транзисторі. Коливальний контур приєднаний до джерела постійної ЕРС послідовно з транзистором. коло тран­зистора - приєднана котушка, індуктивно пов'язана з коливальним контуром. Цю котушку називають котушкою зворотного зв'язку. Паралельно коливальному контуру увімкнутий електронний осцилограф для спостереження електромагнітних коливань. Генератор живиться від джерела постійної напруги.

Генератори незатухаючих коливань на транзисторах надійні в роботі, мають високий ККД, можуть працювати від малопотужних джерел живлення за надзвичайно низьких напруг, дають змогу широко варіювати частоту, інтенсивність і форму коливань.

4.3. ЗМІННИЙ СТРУМ, ЙОГО ХАРАКТЕРИСТИКИ І ДОБУВАННЯ

План лекції

4.3.1. Змінний електричний струм. Добування змінного струму

4.3.2. Діючі значення сили змінного струму і напруги

4.3.3. Зсув фаз між струмом і напругою

 

4.3.1. ЗМІННИЙ ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ. ДОБУВАННЯ ЗМІННОГО СТРУМУ

Змінним електричним струмом називають такий струм, сила і напруга якого змінюються за величиною і напрямом. Технічним або синусоїдальним називають змінний струм, в якому сила струму і напруга змінюються за законом синуса. Такий струм можна утворити, якщо рамку з провідника рівномірно обертати в однорідному магнітному полі відносно осі, перпендикулярної до напряму ліній магнітної індукції (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Добування змінного струму

Магнітний потік, який пронизує кон­тур рамки, виражається так:

,(4.15)

де - фаза, або кут між напрямом нормалі до площини рамки і напрямом вектора ; - циклічна частота; S - площа рамки; Ф0 - максимальне значення магнітного потоку (при ).

Генерація змінної ЕРС базується на явищі електромагнітної індук­ції. Величину ЕРС для рамки з n витків визначають так:

,(4.16)

де - амплітудне значення ЕРС.

Для знімання ЕРС, яка індукується в рамці, кінці провідника кріплять до контактних кілець; від кілець через контактні щіточки ЕРС вмикають у коло споживача.

Очевидно, коли б кільця були замінені двома півкільцями, в зовнішній частині кола був би пульсуючий струм одного напряму.

Зазначимо, що описану конструкцію генератора змінного струму використовують рідко, тільки в малопотужних генераторах. Суть у тому, що за допомогою ковзних контактів практично неможливо відвести від генератора потужний струм високої напруги. Теплова дія струму та іскріння на контактах зумовили б швидке руйнування їх. Практично генератори конструюють так, що змінний струм інду­кується в нерухомій обмотці (вона вкладається в пази на внутрішній поверхні пластинчастого феромагнітного статора), а обертальною складовою частиною - ротором - є двополюсний або багатополюсний електромагніт (з чергуванням полюсів). Останній живиться порівняно слабким постійним струмом, що подається через контактні кільця КК (рис. 4.6 - обмотки електромагнітів не показано).

Рис. 4.6. Будова генератора змінного струм

Обмотку, в якій індукується ЕРС, називають якорем, рухому магнітну систему -індуктором.

Для технічних цілей в СНД використовують змінний струм з частотою = 50 Гц. Щоб добути такий струм за допомогою двополюсного індуктора, його приводять в обертання з частотою 3000 об/хв (розміщуючи безпосередньо на валу паротурбіни). Змінний струм має відмінні властивості від постійного струму. Ці відмінності наоч­но виявляються при вмиканні в коло індуктивності або ємності.

1. Якщо в коло постійного струму ввімкнути котушку з рухомим залізним осердям, а індикатором - лампу розжарювання, то можна побачити, що зміна індуктивності (введення в котушку залізного осердя) на величину струму не впливає.

Якщо індуктивність міститься в колі змінного струму, то із збільшенням індуктивності (поступовим введенням у котушку заліз­ного осердя) струм зменшується. Індуктивність у колі змінного струму становить певний опір (але без виділення теплоти), його називають реактивним опором.

2. Якщо в коло постійного струму ввімкнути батарею конденса­торів змінної ємності, то при будь-якій її ємності струму не буде (конденсатор розриває коло). Якщо ємність увімкнена в коло змінного струму - струм існує і тим більший, чим більшу ємність ввімкнено в коло. Ємність у колі змінного струму становить певний реактивний опір, обернено про­порційний до величини ємності.

Заряджені частинки, що утворюють постійний струм, рухаються хоч і повільно, але весь час в одному напрямі з незмінною швидкістю. У змінному струмі напрям руху заряджених частинок змінюється відповідно до змін ЕРС.

Технічний змінний струм називається квазістаціонарним, оскільки довжина його електромагнітної хвилі = сТ = 6 • 103 км (с - швидкість світла у вакуумі) дуже велика порівняно з довжиною провідників кола. При цьому сила струму в будь-який момент часу практично однакова на всіх ділянках кола. До квазістаціонарного струму можна застосувати закони Кірхгофа.

 

 

Переваги змінного струму над постійним у тому, що його можна легко

трансформувати з однієї напруги в іншу; його також простіше генерувати, ніж постійний струм.

 

4.3.2. ДІЮЧІ ЗНАЧЕННЯ СИЛИ ЗМІННОГО СТРУМУ І НАПРУГИ

Зануримо в калориметр з водою спіраль і деякий час пропус­катимемо по ній змінний струм. Повторимо цей дослід з постійним струмом, причому підберемо його так, щоб у калориметрі за той самий час виділилась така сама кількість теплоти. Ми звели дію змінного струму за енергетичним ефектом до дії постійного струму.

 

Діюче, або ефективне, значення сили змінного струму Іеф дорівнює силі такого постійного струму, який за той самий проміжок часу виділяє в деякому опорі таку саму кількість тепла, як і даний змінний струм.

Співвідношення між ефективними і амплітудними зна­ченнями сили і напруги змінного струму:

, .(4.17)

Амперметр і вольтметр у колі змінного струму показують не миттєві й не максимальні значення струму і напруги, а ефективні. Якщо вольтметр у колі змінного струму показує 220 В (= 220 В), то . Отже, напруга змінного струму набуває значень у межах від +311 В до 0 і від 0 до -311 В.

 

4.3.3. ЗСУВ ФАЗ МІЖ СТРУМОМ 1 НАПРУГОЮ

У колі змінного струму внаслідок дії ємності й індуктивності може виникнути різниця фаз (зсув фаз) між напругою і струмом - напруга і сила струму неодночасно досягають нульових та амплі­тудних значень. Напруга може випереджати струм і навпаки. Нехай, наприклад, напруга випереджає струм за фазою на = 45° .

, (4.18)

 

Рис. 4.7. Зсув фаз між силою струму і напругою

Графіки цих рівнянь зображено на рис. 4.7 (по осі абсцис відкла­дено час t або відповідну фазу . Синусоїди u та і зміщені між собою на 45°.

 

 

4.4. КОЛО ЗМІННОГО СТРУМУ З ОПОРОМ, ІНДУКТИВНІСТЮ І ЄМНІСТЮ. РЕЗОНАНС

План лекції

4.4.1. Коло змінного струму з опором, індуктивністю і ємністю

4.4.2. Електричний резонанс

4.4.3. Робота і потужність змінного струму

 

4.4.1. КОЛО ЗМІННОГО СТРУМУ З ОПОРОМ, ІНДУКТИВНІСТЮ І ЄМНІСТЮ. РЕЗОНАНС

Розглянемо загальний випадок кола змінного струму з послідовно увімкненими резистором, котушкою індуктивності і конденсатором (рис. 4.8). Вважатимемо, що на цих складових кола зосереджені відповідно весь активний опір R, вся індуктивність L, і ємність С.

Рис. 4.8. Коло змінного струму з послідовно увімкненими резистором, котушкою індуктивності і конденсатором

Закон Ома для кола змінного струму виглядає так:

. (4.19)

Величина в знаменнику:

,(4.20)

відповідно до закону Ома для повного кола визначає повний опір кола.

Величини:

та (4.21)

відповідно називають індуктивним та ємнісними опорами.

Зсув фаз між силою струму і напругою визначають із формули:

.(4.22)

Розглянемо окремі випадки.

1. На ділянці, яка має тільки резистор,

,

сила струму за фазою збігається з напругою.

2. На ділянці, яка має лише індуктивність,

,

сила струму за фазою відстає на від напруги.

4. На ділянці, яка має лише ємність,

,

сила струму за фазою випереджає на напругу.

 


Читайте також:

  1. LC – генератор
  2. АПВ з самосинхронізацією синхронних генераторів та компенсаторів
  3. Асинхронний генератор з конденсаторним збудженням.
  4. Асинхронні виконавчі двигуни і тахогенератори
  5. Асинхронні генератори
  6. Биття та модуляція коливань
  7. Біржове страхування (хеджування) учасників біржової торгівлі від несприятливих для них коливань цін
  8. Блокінг-генератори.
  9. Вибір потужності генератора електростанції
  10. Види генераторів
  11. Гармонічні коливання. Диференціальне рівняння гармонічних коливань та його розв’язок. Амплітуда, фаза, частота, період коливань
  12. Генератор




Переглядів: 3204

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
АВТОКОЛИВАННЯ | ЕЛЕКТРИЧНИЙ РЕЗОНАНС

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.017 сек.