Мощность цепи переменного тока: ГБПОУ КЖГТ, Москва

05 Лекция — Part 4 Мощность в цепях переменного тока

Мощность в цепях
переменного тока

Рассмотрим
энергетические характеристики
двухполюсных пассивных элементов (R,
L,
C)
на переменном токе.

Резистивный
элемент R

Пусть,
как и прежде, ток и напряжение будут
синусоидальными:

.

Как
было показано ранее, для резистивного
элемента:

,
причем комплексные сопротивление и
проводимость имеют только вещественные
составляющие: Y
= G;
Z
= R.

Или,
что то же самое,

Мгновенная
мощность, т.е. мощность в функции времени,
представляет собой произведение тока
на напряжение и задается выражением:

(использована
формула понижения степени sin²α
= (1 – cos 2α) / 2)

Таким
образом, мощность на резистивном элементе
пульсирует от нулевого до максимального
значения с двойной частотой, принимая
только положительные значения (см. рис.
1).

Рис. 1

Среднее
значение мощности за период называют
активной мощностью. С учетом полученного
значения для мгновенной мощности, имеем:

,
здесь I
– действующее значение тока.

Индуктивный
элемент L

Пусть,
как и прежде, ток и напряжение будут
синусоидальными:

.

Как
было показано ранее, в индуктивном
элементе ток отстает по фазе от напряжения
на 90°.

Комплексное
сопротивление индуктивности равно:

,
т.е. сопротивление чисто реактивное.

Энергия,
запасаемая в индуктивности, равна:

.

Мгновенные
значения энергии пульсируют с двойной
частотой между нулем и максимумом LI².

Мощность
индуктивного элемента:

Мощность
в индуктивном элементе имеет характер
колебаний с удвоенной частотой. При
положительных полуволнах мощности,
когда знаки тока и напряжения совпадают,
энергия из источника поступает в
индуктивный элемент и запасается
(хранится) в нем. При отрицательных
полуволнах мощности, когда знаки тока
и напряжения различны, энергия отдается
обратно источнику. Среднее за период
значение мощности P=0
(энергия в емкостном элементе не
рассеивается, т.е. не потребляется), см.
рис. 2.

Рис.
2

Максимальное
значение колебательной мощности в
реактивных элементах с углом сдвига
90° называют реактивной мощностью и
обозначают P_Q.

Для
индуктивного элемента

.

Реактивная
мощность представляет собой максимальную
скорость обмена энергии между источником
и реактивным элементом и определяет
ток, связанный с этим обменом. Протекание
тока приводит к дополнительным потерям
в сопротивлении устройств передачи
энергии и поэтому должна быть по
возможности минимизирована. Реактивная
мощность, в отличие от активной мощности,
не связана с выделением (рассеиванием)
мощности в элементе, измеряется в
вольт-амперах реактивных (вар). В
рассматриваемом случае говорят об
отстающей или индуктивной реактивной
мощности.

Емкостной элемент
C

Пусть,
как и прежде, ток и напряжение будут
синусоидальными:

.

Как
было показано ранее, в емкостном элементе
ток опережает по фазе напряжение на
90°.

Комплексное
сопротивление емкости равно:

,
т.е. сопротивление чисто реактивное
(емкостное).

Энергия,
запасаемая в емкости, равна:

.

Мгновенные
значения энергии пульсируют с двойной
частотой между нулем и максимумом CU².

Мощность
емкостного элемента:

Мощность
в емкостном элементе имеет характер
колебаний с удвоенной частотой. При
положительных полуволнах мощности,
когда знаки тока и напряжения совпадают,
энергия из источника поступает в
емкостной элемент и запасается (хранится)
в нем. При отрицательных полуволнах
мощности, когда знаки тока и напряжения
различны, энергия отдается обратно
источнику. Среднее за период значение
мощности P=0
(энергия в емкостном элементе не
рассеивается, т. е. не потребляется), см.
рис. 3.

Рис. 3

Для
емкостного элемента

.

Комплексная
мощность (мощность в установившемся
синусоидальном режиме)

В
общем случае в электрической цепи
имеется как активная, так и реактивная
составляющая. Это означает, что мощность
в цепи будет как рассеиваться (активная
мощность), так и периодически накапливаться
в реактивных элементах и перераспределяться
между ними.

Пусть,
как и прежде, ток и напряжение будут
синусоидальными:

.

Будем
считать, что сдвиг по фазе между током
и напряжением составляет угол φ. Тогда

.

Мгновенная
мощность равна:

Таким
образом, мгновенная мощность в цепи с
произвольной реактивностью, равна:

(1)

Из
этого выражения следует, что мгновенная
мощность в цепи переменного тока имеет
постоянную составляющую и переменную
составляющую, изменяющуюся во времени
с удвоенной частотой.

Как
уже было сказано, среднее значение
мгновенной мощности за период называется
активной
мощностью:

Подставив
в это выражение формулу (1), получим:

(2)

Активная
мощность в
цепи переменного тока равна произведению
действующих значений тока, напряжения
и косинуса угла сдвига фаз между ними.
Активная мощность измеряется в ваттах
(Вт). Множитель cosφ
называют коэффициентом
мощности
(или просто «косинусом φ»).

Чем
больше коэффициент мощности, тем больше
активная мощность при заданных значениях
тока и напряжения. В идеале, для цепей
без реактивности, коэффициент мощности
равен 1.

Произведение
действующих значений тока, напряжения
и синуса угла сдвига фаз между ними
называется реактивной мощностью:

(3)

Реактивная
мощность характеризует энергию, которая
периодически циркулирует между источником
и нагрузкой. Она измеряется в вольт-амперах
реактивных (вар)

Произведение
действующих значений напряжения и тока
называют полной
мощностью:

(4)

Полная
мощность измеряется в вольт-амперах
(ВА) и характеризует предельную активную
мощность в цепи при коэффициенте
мощности, равном 1.

Если
,
,

тогда учитывая известные соотношения
для мощностей, имеем:
,
активную мощность
,
реактивную мощность
,

имеем:

В
электрических цепях при периодическом
синусоидальном воздействии имеет место
баланс мощностей источников и нагрузок,
т.е. комплексная мощность источников
энергии должна быть равна комплексной
мощности нагрузок и активные и реактивные
мощности источников равны активной и
реактивной мощностям нагрузок.

,

,
,

,
.

Знак реактивной
мощности означает преимущество
индуктивного (+) или емкостного (–)
сопротивлений.

* * *

Активная
мощность в
цепи переменного тока равна произведению
действующих значений тока и напряжения
на косинус угла сдвига фаз между ними.
Активная мощность характеризует энергию,
которая передается от источника к
нагрузке, где превращается в другие
виды энергии. Активная мощность измеряется
ваттах (Вт). Множитель cosφ
называют коэффициентом мощности (или
просто «косинус фи»). Чем больше cosφ,
тем больше активная мощность при заданных
значениях тока и напряжения.

Реактивная
мощность в
цепи переменного тока равна произведению
действующих значений тока и напряжения
на синус угла сдвига фаз между ними.
Реактивная мощность характеризует
энергию, которая циркулирует между
источником и нагрузкой. Активная мощность
измеряется вольт-амперах реактивных
(вар). При φ<0
(при емкостной нагрузке ) реактивная
мощность отрицательна, а при φ>0
(при индуктивной нагрузке ) реактивная
мощность положительна.

* * *

Некоторые
методы численного анализа (расчета)
цепей переменного тока

Метод
пропорционального пересчета

Метод
пропорционального пересчета применяется
для расчета несложных цепей, а также
лестничных цепей. Метод применим к
цепям, в котором имеется один источник
(источник тока или напряжения). В этом
методе задается условно значение тока
или напряжения в наиболее удаленной от
источника цепи, а затем рассчитываются
все остальные токи и напряжения, пока
не будет рассчитано напряжение источника
(или ток источника).

Затем
определяется коэффициент пропорциональности
между заданным значением напряжения
источника (тока) и рассчитанным. Далее,
имея в в иду линейность цепи все
промежуточные данные расчетов, т.е. токи
а напряжения умножают на полученный
коэффициент пропорциональности.

Поясним
методику расчетов на примере.

(пример
разветвленной RC
цепи)

Графо-аналитический
метод пересчета

В
этом методе используется точно такой
же подход, но вместо метода комплексных
амплитуд используется графоаналитический
метод. Задавая, как и в предыдущем
примере, некоторое численное значение
тока, выбирают масштабы токов и напряжений.
В заданных масштабах откладывают
выбранное значение тока, а затем строят
«вокруг» выбранного тока все остальные
векторы. В конечно итоге находят вектор
напряжения или тока источника. Определяют
коэффициент пропорциональности по
амплитуде и пропорционально увеличивают
или уменьшают выбранный масштаб.
Определяют разницу фаз между полученным
значением напряжения или тока источник
и истиной фазой заданного напряжения
или тока источника, а затем «поворачивают»
всю картинку с векторами. В результате
получаются истинные токи и напряжения,
которые вызываются заданным напряжением
или током источника.

Мощность, выделяемая в цепи переменного тока

Мгновенное значение мощности переменного тока равно произведению мгновенных значений напряжения и силы тока:

,

где , , раскрыв , получим

.

Практический интерес представляет не мгновенное значение мощности, а ее среднее значение за период колебания, учитывая, что (cos²ωt)=1/2, (sinωtcosωt)=0, получим

. (21.37)

Из векторной диаграммы рис.21.5(б), следует, что .

Поэтому

.

Такую же мощность развивает постоянный ток .

Величины

и

называются соответственно действующими(или эффективными)значениями тока и напряжения.Все амперметры и вольтметры градуируются по действующим значениям тока и напряжения.

Учитывая действующие значения тока и напряжения, выражение средней мощности (21.37) можно записать в виде

, (21.38)

где множитель cosφ называется коэффициентом мощности.

Формула (21.38) показывает, что мощность, выделяемая в цепи переменного тока, в общем случае зависит не только от силы тока и напряжения, но и от сдвига фаз между ними. Если в цепи реактивное сопротивление отсутствует, то cosφ = 1 и N = IU. Если цепь содержит только реактивное сопротивление (R = 0), то cos φ= 0 и средняя мощность равна нулю, какими бы большими ни были ток и напряжение. Если cosφ имеет значения, существенно меньшие единицы, то для передачи заданной мощности при данном напряжении генератора нужно увеличивать силу тока I, что приведет либо к выделению джоулевой теплоты, либо потребует увеличения сечения проводов, что повышает стоимость линий электропередачи. Поэтому на практике всегда стремятся увеличить cosφ, наименьшее допустимое значение которого для промышленных установок составляет примерно 0,85.

ГЛАВА 22. УПРУГИЕ ВОЛНЫ

22.1.Волновые процессы. Продольные и поперечные волны

Колебания, распространяющиеся в упругой среде с конечной скоростью, называются волнами.

При распространении волны, частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около своего положения равновесия. Вместе с волной от частицы к частице передается состояние колебательного движения и его энергии без переноса вещества.

Типы волн:

· Упругие волны.

· Электромагнитные волны.

Упругие волны – механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде.

Волны бывают продольные и поперечные:

Продольные волны – когда частицы среды колеблются в направлении распространения волны. В данном случае создаются чередующие сгущения и разряжение среды. Продольные волны возникают за счет деформации смещения в твердых телах, жидкостях и газах.

Поперечные волны – когда частицы колеблются в плоскости перпендикулярной распространению волны. Поперечные волны возникают за счет деформации сдвига в твердых телах.

Упругая волна называется гармонической, когда соответствующие ей колебания частиц среды являются гармоническими. На рис.21.1. представлена гармоническая поперечная волна распространяющейся со скоростью υ вдоль оси х, т.е. приведена зависимость смещения ξ частиц среды, участвующих в волновом процессе и расстоянием х этих частиц от источника колебаний для какого-то фиксированного момента времени t (например частицы В, показанной на рис. 22.1).

Хотя приведенный график функции ξ(x,t) похож на график гармонического колебания, но они различны по существу. График волны дает зависимость смещения всех частиц среды от расстояния до источника колебаний х в данный момент времени, а график колебаний (см. рис.19.1.) – зависимость смещения данной частицы от времени.

Наименьшее расстояние между частицами, колеблющимися в одной фазе, называется длиной волны λ (рис.22.1). Длина волны равна расстоянию, на которое распространяется фаза колебаний за один период т.е.

, (22.1)

учитывая, что , где ν – частота колебаний,

. (22.2)

При волновом процессе колеблются не только частицы вдоль оси, а совокупность частиц расположенных в некотором объеме, т.о. волна распространяясь от источника колебаний охватывает все новые и новые области пространства. Геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t называется волновым фронтом.

Геометрическое место точек колеблющихся в одной фазе называется волновой поверхностью. Волновых поверхностей можно провести множество, а волновой фронт в каждый момент времени – один. Волновые поверхности могут быть любой формы. В простейшем случае они представляют собой совокупность плоскостей параллельных друг другу или совокупность концентрических сфер. В зависимости от волновой поверхности волны делятся на плоские и сферические.

Уравнение бегущей волны

Бегущими волнами называются воны, которые переносят в пространстве энергию. Перенос энергии в волнах количественно характеризуется вектором плотности потока энергии. Это вектор для упругих волн называется вектором Умова .Направление вектора Умова совпадает с направлением переноса энергии, а его модуль равен энергии переносимой волной за единицу времени через единицу площади, расположенную перпендикулярно распространению волны.

Плотность потока энергии , где V— объем.

, (22.3)

где ρ – плотность среды.

Для вывода уравнения бегущей волны – зависимости смещения колеблющейся частицы от координат x и времени t – рассмотрим плоскую волну, предполагая, что колебания носят гармонический характер, а ось х совпадает с распространением волны. Волновые поверхности перпендикулярны оси х, а также все точки волновой поверхности перпендикулярны оси х, а так как все точки волновой поверхности колеблются одинаково, то смещение x будет зависеть только от xиt.

На рис.22.1 рассмотрим некоторую частицу среды В, находящуюся от источника колебаний на расстоянии х. Если колебания точек лежащих в плоскости х=0, описывается функцией , то частица среды В колеблется по тому же закону, но ее колебания будут отставать по времени от колебаний источника на τ, так как для прохождения волной расстояния х требуется время , где υ— скорость распространения волны. Тогда уравнение колебаний частиц, лежащих в плоскости х, имеет вид:

, (22.4)

где x(x,t) — является периодической функцией времени и координаты;

x/υ –время, когда начала колебаться точка В.

Уравнение (22.4) есть уравнение бегущей волны. Если же плоская волна распространяется в противоположном направлении от источника колебаний уравнение представлено в виде:

. (22.5)

В общем случае уравнение плоской волны, распространяющейся вдоль положительного направления х в среде, не поглощающей энергию, имеет вид.

, (22.6)

где А=const амплитуда волны, ω – циклическая частота волны, φ₀ – начальная фаза колебаний, определяемая в общем случае выбором начала отсчета x и t, – фаза плоской волны.

Для характеристики волн используют волновое число

. (22.7)

Учитывая (22.7) уравнение (22.6.) можно записать в виде:

. (22.8)

Уравнение распространяющейся вдоль отрицательного направления оси х, отличается от (22.8) только знаком перед коэффициентом kx.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Цепь переменного тока с активным сопротивлением

Когда в электрическую цепь переменного тока подключается активное сопротивление R, то под воздействием разницы потенциалов источника в цепи начинает течь ток I. В тех случаях, когда изменение напряжения происходит по синусоидальному закону, который выражается, как u = Um sin ωt, то изменение тока i также идет по синусоиде:

Активное сопротивление

i = Im sin ωt

При этом

Так что получается, что изменение напряжения и тока происходят по одинаковым законам. При этом через нулевое значение они проходят одновременно и своих максимальных значений также достигают одновременно. Из этого следует, что когда в электрическую цепь переменного тока подключается активное сопротивление R, то напряжение и ток совпадают по фазе.

Мощность, ток, напряжение

Если взять равенство Im = Um / R и каждую из его частей разделить на √2, то в итоге получится ни что иное, как закон Ома, применимый для той цепи, которая рассматривается:
I = U/R.

Таким образом, получается, что это основополагающий закон для той цепи, которая имеет в своем составе только активное сопротивление, с точки зрения математики имеет такую же форму, что и для цепи тока постоянного.

Электрическая мощность

Такой показатель, как электрическая мощность P для цепи, имеющей в своем составе активное сопротивление, равняется произведению мгновенного значения напряжения U на мгновенное значение силы тока i в любой момент времени. Из этого следует, что в цепях переменного тока, в отличие от цепей тока постоянного, мгновенная мощность P – величина непостоянная, а ее изменение происходит по кривой. Для того чтобы получить ее графическое представление, необходимо ординаты кривых напряжения U и силы тока i перемножить при разных углах ωt. Мощность изменяется по отношению к изменению тока с двойной частотой ωt. Это означает, что половине периода изменения напряжения и тока соответствует один период изменения мощности. Следует заметить, что абсолютно все значения, которые может принимать мощность, являются положительными величинами. С точки зрения физики это означает, что от источника к приемнику передается энергия. Своих максимальных значений мощность достигает тогда, когда ωt = 270° и ωt = 90°.

В практическом отношении о той энергии W, которую создает электрический ток, принято судить по средней мощности, выражаемой формулой Рср = Р, а не по мощности максимальной. Ее можно определить, перемножив на время протекания тока среднее значение мощности W = Pt.

Относительно линии АБ, соответствующей среднему значению мощности P, кривая мгновенной мощности симметрична. По этой причине

P = Pmax / 2 = UI

Если использовать закон Ома, то можно выразить активную мощность в следующем виде:

P = I2R или P = U2/R.

Специалисты в области электротехники ту среднюю мощность, которую потребляет активное сопротивление, чаще всего именуют или просто мощностью, или активной мощностью, а для ее обозначения используется буква P.

Поверхностный эффект

Необходимо особо отметить такую особенность проводников, включенных в сеть переменного тока: их активное сопротивление во всех случаях оказывается больше, чем если бы они были включены в сеть тока постоянного. Причина этого состоит в том, что переменный ток не протекает равномерно распределяясь по всему поперечному сечению проводника, как ведёт себя постоянный ток, а выводится на его поверхность. Таким образом, получается, что при включении проводника в цепь переменного тока его полезное сечение оказывается значительно меньшим, чем при включении в цепь тока постоянного. Именно поэтому его сопротивление возрастает. В физике и электротехнике это явление называется поверхностным эффектом.

То, что переменный ток распределяется по сечению проводника неравномерно, объясняется действием электродвижущей силы самоиндукции. Она индуцируется в проводнике тем магнитным полем, которое создается током, проходящим по нему. Необходимо заметить, что действие этого магнитного поля распространяется не только на окружающее проводник пространство, но и на внутреннюю его часть. По этой простой причине те слои проводника, которые располагаются ближе к его центру, находятся под воздействием большего магнитного потока, чем те слои, что располагаются ближе к его поверхности. Соответственно, электродвижущая сила самоиндукции, которая возникает во внутренних слоях, существенно больше, чем та, что образуется в слоях внешних.

Электродвижущая сила самоиндукции является существенным препятствием для изменения тока, и поэтому он будет следовать преимущественно по поверхностным слоям проводника. Необходимо также отметить, что сопротивление активных проводников в цепях переменного тока существенно зависит от частоты: чем она больше, тем выше ЭДС самоиндукции, и поэтому ток в большей степени подвергается вытеснению на поверхность.

15.5: Питание в цепи переменного тока

Цели обучения

К концу раздела вы сможете:

• Опишите, как можно записать среднюю мощность от цепи переменного тока в терминах пикового тока и напряжения, а также среднеквадратичных значений тока и напряжения
• Определите соотношение между фазовым углом тока и напряжения и средней мощностью, известное как коэффициент мощности

Элемент схемы рассеивает или вырабатывает мощность в соответствии с \ (P = IV \), где I — ток через элемент, а \ (V \) — напряжение на нем. Поскольку ток и напряжение в цепи переменного тока зависят от времени, мгновенная мощность \ (p (t) = i (t) v (t) \) также зависит от времени. График \ (p (t) \) для различных элементов схемы показан на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Для резистора \ (i (t) \) и \ (v (t) \) синфазны и поэтому всегда имеют один и тот же знак. Для конденсатора или катушки индуктивности относительные знаки \ (i (t) \) и \ (v (t) \) меняются в течение цикла из-за разницы фаз. Следовательно, \ (p (t) \) в одни моменты времени положительно, а в другие — отрицательно, что указывает на то, что емкостные и индуктивные элементы производят мощность в одни моменты и поглощают ее в другие.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): График мгновенной мощности для различных элементов схемы. (a) Для резистора \ (P_ {ave} = I_0V_0 / 2 \), тогда как для (b) конденсатора и (c) катушки индуктивности \ (P_ {ave} = 0 \). (d) Для источника \ (P_ {ave} = I_0V_0 (cos \, \ phi) / 2 \), который может быть положительным, отрицательным или нулевым, в зависимости от \ (\ phi \).

Поскольку мгновенная мощность изменяется как по величине, так и по знаку в течение цикла, она редко имеет какое-либо практическое значение. Что нас почти всегда интересует, так это усредненная по времени мощность, которую мы называем средней мощностью .T \ sin \ omega t \, \ cos \, \ omega t \, dt = 0. \ nonumber \]

Следовательно, средняя мощность, связанная с элементом схемы, равна

\ [\ boxed {P _ {\ mathrm {ave}} = \ frac {1} {2} I_ {0} V_ {0} \ cos \ phi.} \ Label {eq5} \]

В инженерных приложениях \ (\ cos \ phi \) известен как коэффициент мощности , который представляет собой величину, на которую мощность, передаваемая в цепи, меньше теоретического максимума цепи из-за отсутствия напряжения и тока. фазы.{2} R. \ label {eq10} \]

Это уравнение дополнительно подчеркивает, почему при обсуждении выбирается среднеквадратичное значение, а не пиковые значения. Оба уравнения \ ref {eq5} и \ ref {eq10} верны для средней мощности, но среднеквадратичные значения в формуле дают более четкое представление, поэтому дополнительный коэффициент 1/2 не требуется.

Переменные напряжения и токи обычно описываются их действующими значениями. Например, напряжение 110 В от бытовой розетки является среднеквадратичным значением. Амплитуда этого источника равна \ (110 \ sqrt {2} \, V = 156 \, V \).Поскольку большинство измерителей переменного тока откалиброваны по среднеквадратичным значениям, обычный вольтметр переменного тока, установленный на бытовой розетке, будет показывать 110 В.

Для конденсатора и катушки индуктивности \ (\ phi = \ pi / 2 \) и \ (- \ pi / 2 \, rad \), соответственно. Поскольку \ (\ cos \, \ pi / 2 = cos (- \ pi / 2) = 0 \), мы находим из уравнения \ ref {eq5}, что средняя мощность, рассеиваемая любым из этих элементов, равна \ (P_ {ave } = 0 \). Конденсаторы и катушки индуктивности поглощают энергию из цепи в течение одного полупериода, а затем разряжают ее обратно в цепь в течение другого полупериода.Такое поведение проиллюстрировано на графиках на рисунках \ (\ PageIndex {1b} \) и \ (\ PageIndex {1c} \), которые показывают, что \ (p (t) \) колеблется синусоидально около нуля. 2}} = \ dfrac {R} {Z}.{-6} F \) и \ (R = 5.00 \, \ Omega \).

1. Какое действующее значение напряжения на генераторе?
2. Какое сопротивление цепи?
3. Какая средняя выходная мощность генератора?

Стратегия

Действующее значение напряжения — это амплитуда напряжения, умноженная на \ (1 / \ sqrt {2} \). Импеданс цепи включает сопротивление и реактивные сопротивления конденсатора и катушки индуктивности. Средняя мощность рассчитывается по формуле \ ref {eq30}, потому что у нас есть импеданс цепи \ (Z \), среднеквадратичное напряжение \ (V_ {rms} \) и сопротивление \ (R \).2 / R \), где В заменяет действующее значение напряжения.

Упражнение \ (\ PageIndex {1A} \)

Вольтметр переменного тока, подключенный к клеммам генератора переменного тока 45 Гц, показывает 7,07 В. Напишите выражение для ЭДС генератора.

Ответ

\ (v (t) = (10. 0 \, V) \, \ sin \, 90 \ pi t \)

Упражнение \ (\ PageIndex {1B} \)

Покажите, что среднеквадратичные значения напряжения на резисторе, конденсаторе и катушке индуктивности в цепи переменного тока, где среднеквадратичный ток равен \ (I_ {rms} \), выражаются как \ (I_ {rms} R, \, I_ {rms} X_C \) и \ (I_ {rms} X_L \) соответственно.Определите эти значения для компонентов цепи RLC по формуле \ ref {eq5}.

Ответ

2,00 В; 10,01 В; 8.01 В

Авторы и авторство

• Сэмюэл Дж. Линг (Государственный университет Трумэна), Джефф Санни (Университет Лойола Мэримаунт) и Билл Мобс со многими авторами. Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (by 4.0).

PPT — Питание в цепях переменного тока Презентация PowerPoint, бесплатная загрузка

Лучшая схема питания переменного тока — Отличные предложения по мощности переменного тока Схема от глобальных продавцов цепей переменного тока

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для цепи переменного тока.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая силовая цепь переменного тока вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели схему питания переменного тока на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в цепи питания переменного тока и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести ac power circuit по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

Цепь преобразователя переменного тока в переменный ток

и ее работа

Силовая электроника

состоит из различных схем преобразователя, таких как преобразователь переменного тока в переменный, преобразователь переменного тока в постоянный, преобразователь постоянного тока в переменный, циклоконвертор и так далее. Эти схемы преобразователя часто используются в различных электронных схемах и проектах электроники для преобразования одной формы электрической энергии в другую форму другой электрической энергии или электрической энергии с разными номиналами в той же форме.Здесь, в этой статье, давайте подробно обсудим принципиальную схему преобразователя переменного тока в переменный и его работу. Но, прежде всего, мы должны знать, что такое преобразователь переменного тока в переменный.

Преобразователь переменного тока в переменный

Преобразователь переменного тока в переменный

Эти типы силовых электронных преобразователей используются для преобразования сигналов переменного тока определенной величины и определенной частоты в формы сигналов переменного тока с разной величиной и разной частотой, поскольку сигнал остается переменным, поэтому этот преобразователь называется преобразователем переменного тока в переменный.Для работы некоторых устройств и машин нам требуется определенное напряжение с определенной частотой, которое можно получить с помощью преобразователей переменного тока в переменный. Регулируя мощность переменного тока с помощью преобразователя переменного тока в переменный, мы можем регулировать скорость асинхронных двигателей. Существуют различные типы преобразователей переменного тока в переменный, которые классифицируются по разным критериям.

Типы преобразователей переменного тока в переменный

• Циклоконвертер
• Преобразователь переменного тока в переменный на базе звена постоянного тока
• Преобразователь матрицы

Эти преобразователи переменного тока в переменный снова подразделяются на различные типы, такие как повышающие циклоконвертеры, понижающие циклоконвертеры, однофазные циклоконвертеры в однофазные, трехфазные циклоконвертеры в однофазные, трехфазные циклоконвертеры в трехфазные, циклоконвертеры с огибающей, циклоконверторы с фазовым управлением. , Преобразователи CSI, преобразователи VSI, преобразователи разреженных матриц, преобразователи очень разреженных матриц, преобразователи сверх разреженных матриц и преобразователи гибридных матриц.Давайте обсудим в этой статье простую принципиальную схему преобразователя переменного тока в переменный, а также практическое применение преобразователя переменного тока в переменный.

Простой преобразователь переменного тока в переменный

Циклоконвертер однофазного в однофазный на основе тиристоров можно рассматривать как простую принципиальную схему преобразователя переменного тока в переменный. Частоту переменного тока можно изменять с помощью циклоконвертеров, и эти циклопреобразователи также могут использоваться для изменения величины мощности переменного тока в определенных приложениях. Обычно преобразователь переменного тока в переменный состоит из звена постоянного тока, что увеличивает стоимость системы и снижает эффективность процесса преобразования.Таким образом, преобразователь переменного тока в переменный без звеньев постоянного тока, такой как циклические преобразователи, предпочтительнее для преобразования переменного тока в мощность переменного тока.

Работа простого преобразователя переменного тока в переменный (циклоконвертер)

Работу простого преобразователя переменного тока в переменный можно легко понять с помощью рисунка выше. Частоту входного сигнала можно изменять, изменяя запускающий импульс на тирситоры, которые соединены для формирования преобразователя переменного тока в переменный, как показано на рисунке ниже. Частота сигнала может быть повышена или понижена в зависимости от требований с помощью циклоконвертеров.

Принципиальная схема простого преобразователя переменного тока

Схема простого преобразователя переменного тока в переменный (Циклоконвертер)

Простая принципиальная схема преобразователя переменного тока в переменный показана на рисунке выше, который обозначен как однофазный циклоконвертер в однофазный. Он состоит из двух ветвей, одна часть предназначена для положительного полупериода, а другая — для отрицательного полупериода источника питания. Следовательно, они называются отрицательной конечностью (N-преобразователь) и положительной конечностью (P-преобразователем), которая состоит из четырех тирситоров в каждой из этих конечностей.Частота входного сигнала изменяется путем подачи запускающего импульса на эти тирситоры преобразователя переменного тока в переменный. Таким образом, изменяя запускающий импульс, мы можем изменять частоту выходной мощности.

Практическое применение простого преобразователя переменного тока в переменный

Как источники питания превращают переменный ток в постоянный в электронных схемах

2. Программирование
3. Электроника
4. Компоненты
5. Как источники питания превращают переменный ток в постоянный в электронных схемах

Автор: Дуг Лоу

Задача преобразования Преобразование тока в постоянный называется выпрямлением , , а электронная схема, которая выполняет эту работу, называется выпрямителем .Наиболее распространенный способ преобразования переменного тока в постоянный — использование одного или нескольких диодов , тех удобных электронных компонентов, которые позволяют току проходить в одном направлении, но не в другом.

Хотя выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, полученный постоянный ток не является постоянным напряжением. Правильнее было бы назвать его «пульсирующим постоянным током». Хотя пульсирующий постоянный ток всегда движется в одном и том же направлении, уровень напряжения имеет отчетливую пульсацию, повышаясь и понижаясь немного синхронно с формой волны переменного напряжения, которое подается на выпрямитель.

Для многих цепей постоянного тока значительная пульсация в источнике питания может привести к неисправности цепи. Следовательно, требуется дополнительная фильтрация, чтобы «сгладить» пульсирующий постоянный ток, исходящий от выпрямителя, чтобы устранить пульсации.

Существует три различных типа выпрямительных схем, которые вы можете построить: полуволновые, двухполупериодные и мостовые. Ниже описывается каждый из этих трех типов выпрямителей.

Однополупериодный выпрямитель

Самый простой выпрямитель состоит из одинарного диода.Этот тип выпрямителя называется полуволновым выпрямителем , потому что он передает только половину входного переменного напряжения на выход.

Когда напряжение переменного тока положительно на катодной стороне диода, диод пропускает ток на выход. Но когда переменный ток меняет направление и становится отрицательным на катодной стороне диода, диод блокирует ток, так что на выходе не появляется напряжение.

Однополупериодные выпрямители

достаточно просты в сборке, но не очень эффективны.Это связано с тем, что весь отрицательный цикл входа переменного тока блокируется однополупериодным выпрямителем. В результате выходное напряжение в половине случаев равно нулю. Это приводит к тому, что среднее напряжение на выходе составляет половину входного напряжения.

Обратите внимание на резистор с маркировкой R _L . Этот резистор на самом деле не является частью выпрямительной цепи. Вместо этого он представляет собой сопротивление, создаваемое нагрузкой, которая в конечном итоге будет помещена в цепь, когда источник питания будет использоваться.

Двухполупериодный выпрямитель

Двухполупериодный выпрямитель использует два диода, что позволяет ему пропускать как положительную, так и отрицательную сторону входа переменного тока.Диоды подключены к трансформатору.

Обратите внимание, что для двухполупериодного выпрямителя необходимо использовать трансформатор с центральным отводом. Диоды подключены к двум внешним выводам, а центральный отвод используется в качестве общей земли для выпрямленного постоянного напряжения. Двухполупериодный выпрямитель преобразует обе половины синусоидальной волны переменного тока в постоянный ток положительного напряжения.

В результате получается постоянное напряжение, которое пульсирует с двойной частотой входного переменного напряжения. Другими словами, при условии, что на входе используется бытовой ток 60 Гц, на выходе будет пульсирующий постоянный ток с частотой 120 Гц.

Мостовой выпрямитель

Проблема с двухполупериодным выпрямителем заключается в том, что для него требуется трансформатор с центральным ответвлением, поэтому он производит постоянный ток, составляющий лишь половину от общего выходного напряжения трансформатора.

Мостовой выпрямитель преодолевает это ограничение за счет использования четырех диодов вместо двух.