Равно действующее значение напряжения переменного тока. Эффективное, действующее напряжение, сила тока. Значение. Закон Ома и мощность для действующих значений напряжения и силы тока




Переменный ток долгое время не находил практического применения. Это было связано с тем, что первые генераторы электрической энергии вырабатывали постоянный ток, который вполне удовлетворял технологическим процессам электрохимии, а двигатели постоянного тока обладают хорошими регулировочными характеристиками. Однако по мере развития производства постоянный ток все менее стал удовлетворять возрастающим требованиям экономичного электроснабжения. Переменный ток дал возможность эффективного дробления электрической энергии и изменения величины напряжения с помощью трансформаторов. Появилась возможность производства электроэнергии на крупных электростанциях с последующим экономичным ее распределением потребителям, увеличился радиус электроснабжения.

Удвоение напряжения не обязательно удваивает скорость. Кроме того, это обычно не требуется, так как характеристики двигателя в диапазоне напряжений можно прочитать из наших технических данных. Даже при доступе к информации, приведенной выше, существуют допуски при изготовлении двигателей, и два двигателя из одной партии могут не иметь абсолютно одинакового поведения. Между партиями разница может быть еще больше.

Действующее значение переменного тока

Обратите внимание, что в разделе «Операционная спецификация» в технических описаниях номинальная скорость имеет значение допуска. Как мы уже описали выше, изменение скорости оказывает определенное влияние на амплитуду колебаний. Уравнения, приведенные выше, основаны на упрощенной модели с использованием ограниченных степеней свободы.

В настоящее время центральное производство и распределение электрической энергии осуществляется в основном на переменном токе. Цепи с изменяющимися – переменными – токами по сравнению с цепями постоянного тока имеют ряд особенностей. Переменные токи и напряжения вызывают переменные электрические и магнитные поля. В результате изменения этих полей в цепях возникают явления самоиндукции и взаимной индукции, которые оказывают самое существенное влияние на процессы, протекающие в цепях, усложняя их анализ.

Поэтому, хотя они полезны для объяснения теории того, как напряжение влияет на скорость и амплитуду, они не могут использоваться для чрезвычайно точных предсказаний. Однако их можно использовать для общих оценок, если это необходимо. Наши таблицы включают в себя графики типичных рабочих характеристик, которые показывают масштабное напряжение, построенное по амплитуде вибрации, частоте, эффективности и текущей потребляемой мощности.




Конечно, изменение управляющего напряжения - это не единственный способ изменить скорость двигателя или амплитуду вибрации, есть две общие области настройки, которые повлияют на работу двигателя. Обе эти настройки позволяют создавать различные профили для балансировки размера, скорости, напряжения и нагрузки двигателя, сочетание которых дает нам наши различные вибрационные моторные продукты, предназначенные для различных применений.

Переменным током (напряжением, ЭДС и т.д.)называется ток (напряжение, ЭДС и т.д.), изменяющийся во времени. Токи, значения которых повторяются через равные промежутки времени в одной и той же последовательности, называются периодическими, а наименьший промежуток времени, через который эти повторения наблюдаются, - периодом Т. Для периодического тока имеем

Мы можем легко манипулировать напряжением возбуждения для регулировки скорости двигателя и, в свою очередь, изменять амплитуду и частоту вибрации. Мы также объяснили, что амплитуда и частота вибрации связаны и не могут независимо управляться напряжением, поскольку они оба зависят от скорости.

Мы видели, что связь между амплитудой и частотой колебаний не является линейной, и мы также показали, что трудно предсказать амплитуду реального мира от изменения напряжения. Кроме того, изменение напряжения может повлиять на то, как быстро двигатель начинает вращаться, а не только на конечную скорость. По этой причине можно использовать напряжение для улучшения тактильных эффектов и характеристик двигателя.

Диапазон частот, применяемых в технике: от сверхнизких частот (0.01¸10 Гц – в системах автоматического регулирования, в аналоговой вычислительной технике) – до сверхвысоких (3000 ¸ 300000 МГц – миллиметровые волны: радиолокация, радиоастрономия). В РФ промышленная частота f = 50Гц .

Мгновенное значение переменной величины есть функция времени. Ее принято обозначать строчной буквой:

Обеспечивая, чтобы напряжение возбуждения находилось между максимальным стартовым напряжением и максимальным номинальным рабочим напряжением, мы можем обеспечить долговечность и надежность двигателя. Чтобы помочь выбрать правильный двигатель, вы можете найти наш полезный.

Подробный обзор физических связей переменного напряжения и их измерения - гостевой вклад Йоханнеса Бюрглина. Поскольку величина напряжения постоянно изменяется с переменным напряжением и пульсирующим постоянным напряжением, существует не только одно значение напряжения, но и три значения, которые имеют большее значение - то же самое относится к токам.

i - мгновенное значение тока ;

u – мгновенное значение напряжения ;

е - мгновенное значение ЭДС ;

р - мгновенное значение мощности .

Наибольшее мгновенное значение переменной величины за период называется амплитудой (ее принято обозначать заглавной буквой с индексом m ).

Амплитуда тока;

Коэффициенты пересчета для нескольких типичных форм напряжения

В случае переменного напряжения сначала должна быть сформирована величина, т.е. соответствуют переменному напряжению. Большинство измерительных приборов отображают это значение, и это, Например, скорость двигателя. В случае переменного напряжения обычно задается среднеквадратичное значение. Это является решающим для расчета мощности, или эффективный ток определяет, например, как тепловая линия электропередачи, трансформатор или другие компоненты. Например, для сопротивления напряжению полупроводников.

Многие измерительные приборы фактически не измеряют среднеквадратичное значение переменного напряжения, а значение выпрямления.

Амплитуда напряжения;

Амплитуда ЭДС.

Действующее значение переменного тока

Значение периодического тока, равное такому значению постоянного тока, который за время одного периода произведет тот же самый тепловой или электродинамический эффект, что и периодический ток, называют действующим значением периодического тока:

Для этих измерительных приборов индикатор напряжения переменного тока подходит только для синусоидальных или подобных сигналов, поскольку коэффициент формы отличается почти для каждого сигнала. Измерительное устройство, которое измеряет с помощью значения выпрямления в диапазоне переменного напряжения, показывает здесь эффективное значение напряжения.

Чем больше напряжение отклоняется от синусоидальной формы, тем больше форм-фактор, и чем больше дисплей отклоняется от среднеквадратичного значения, когда измеритель измеряет переменное напряжение с помощью значения выпрямления. Скорость поезда на цифровом не регулируется напряжением, а путем периодического включения и выключения двигателя локомотивным декодером. Соответственно, также течет пульсирующий ток. Пока только один локомотив движется без света, формулы грубого прямоугольного переменного напряжения можно использовать грубо.

Аналогично определяются действующие значения ЭДС и напряжения.

Синусоидально изменяющийся ток

Из всех возможных форм периодических токов наибольшее распространение получил синусоидальный ток. По сравнению с другими видами тока синусоидальный ток имеет то преимущество, что позволяет в общем случае наиболее экономично осуществлять производство, передачу, распределение и использование электрической энергии. Только при использовании синусоидального тока удается сохранить неизменными формы кривых напряжений и токов на всех участках сложной линейной цепи. Теория синусоидального тока является ключом к пониманию теории других цепей.

Но как только несколько локомотивов находятся на дороге или добавлены автомобили с освещением, это становится намного сложнее. Некоторые инструменты не справляются с «высокой» частотой от 10 кГц до 20 кГц с цифровыми и показывают слишком мало. В некоторых токовых метрах дисплей колеблется, потому что они не справляются с периодическим включением и выключением тока.

Потребление тока одного и того же локомотива отличается в аналоговом и цифровом режимах, поскольку в аналоговом режиме ток течет все время, пока он пульсирует с цифровым. И напряжение двигателя отличается по высоте и форме в обоих режимах работы. Если измеритель может справиться с переменным током цифрового сигнала, ток может быть непосредственно измерен.

Изображение синусоидальных эдс, напряжений и токов на плоскости декартовых координат

Синусоидальные токи и напряжения можно изобразить графически, записать при помощи уравнений с тригонометрическими функциями, представить в виде векторов на декартовой плоскости или комплексными числами.

Приведенным на рис. 1, 2 графикам двух синусоидальных ЭДС е 1 и е 2 соответствуют уравнения:

Мостовой выпрямитель установлен в кабель к дорожке. Через измерительный прибор протекает постоянный ток. Большинство измерительных приборов делают это хорошо. Приблизительно 1, 5 В напряжение падает через выпрямитель. Во многих случаях текущий изменяется незначительно. В качестве выпрямителя нормальный выпрямитель моста достаточно для 50 Гц. Напряжение не имеет значения, ток должен быть не менее 200 мА для локомотива. Некоторые более старые локомотивы также требуют 500 мА.

В зависимости от того, используется ли трансформатор или источник питания постоянного тока, необходимо измерить переменный или постоянный ток. Измерьте ток, когда напряжение на дорожке выключено. Измерьте ток при включенном напряжении дорожки. Разница протекает на дорожку в значительной степени, небольшая часть нужна бустеру. Если вы хотите, чтобы это было точнее, напряжение трека постоянно включается и прерывает соединение с дорожкой во время измерения.


Значения аргументов синусоидальных функций иназываютсяфазами синусоид, а значение фазы в начальный момент времени (t =0): и -начальной фазой ( ).

Величину , характеризующую скорость изменения фазового угла, называютугловой частотой. Так как фазовый угол синусоиды за время одного периода Т изменяется на рад., то угловая частота есть, гдеf– частота.

Пользователи говорят по этой теме

Этот тип измерения тока менее точен, чем 1 или 2, но тем не менее подходит для сравнительных измерений между различными локомотивами или сравнительными измерениями в случае неисправности. Спасибо Йоханнесу Бюрглину за подготовку этой статьи. Для этого пользователя нет отчета пользователя.

В электронике имеется много периодических сигналов, которые не имеют синусоидального курса, но могут быть четко описаны рядом конкретных значений. Форма волны характеризуется зависящим от времени или углом курсом. Простые формы сигналов идентифицируются по их именам, как показывают следующие примеры.

При совместном рассмотрении двух синусоидальных величин одной частоты разность их фазовых углов, равную разности начальных фаз, называют углом сдвига фаз .

Для синусоидальных ЭДС е 1 и е 2 угол сдвига фаз:

Векторное изображение синусоидально изменяющихся величин

На декартовой плоскости из начала координат проводят векторы, равные по модулю амплитудным значениям синусоидальных величин, и вращают эти векторы против часовой стрелки (в ТОЭ данное направление принято за положительное ) с угловой частотой, равной w . Фазовый угол при вращении отсчитывается от положительной полуоси абсцисс. Проекции вращающихся векторов на ось ординат равны мгновенным значениям ЭДС е 1 и е 2 (рис. 3). Совокупность векторов, изображающих синусоидально изменяющиеся ЭДС, напряжения и токи, называют векторными диаграммами. При построении векторных диаграмм векторы удобно располагать для начального момента времени (t =0), что вытекает из равенства угловых частот синусоидальных величин и эквивалентно тому, что система декартовых координат сама вращается против часовой стрелки со скоростью w . Таким образом, в этой системе координат векторы неподвижны (рис. 4). Векторные диаграммы нашли широкое применение при анализе цепей синусоидального тока. Их применение делает расчет цепи более наглядным и простым. Это упрощение заключается в том, что сложение и вычитание мгновенных значений величин можно заменить сложением и вычитанием соответствующих векторов.

Периодическая последовательность сигналов повторяется в той же хронологически регулярной последовательности. Период - это время полного колебания, которое необходимо для полного представления сигнала. Частота периодического сигнала рассчитывается из обратной величины периода. Единицей измерения является герц в Гц = -1.

Эквивалентное или среднее арифметическое

В случае периодических сигналов мгновенное значение амплитуды сигнала в течение периода не является постоянным. Если сигналы на нулевой линии симметричны, их также можно описать простым пиковым значением. Среднее арифметическое значение сигнала периодического изменения соответствует содержимому области под временной функцией всего периода. Он вычисляется практически из суммы всех парциальных величин, делящихся на число парциальных величин. Если значение должно быть определено графически, период периода в периодических сигналах делится на максимально возможное количество подсекций и определяются соответствующие мгновенные значения.


Пусть, например, в точке разветвления цепи (рис. 5) общий ток равен сумме токовидвух ветвей:

Значения действующего напряжения и силы тока. Определение. Соотношение с амплитудой для разной формы. (10+)

Сумма всех мгновенных значений, с учетом их знаков, делится на количество слагаемых. На изображении показан нуль-симметричный синусоидальный сигнал, равная часть которого определялась по методу суммирования в течение полупериода. Второй полупериод имеет такое же отрицательное значение. Периодический сигнал, симметричный относительно нулевой линии, не имеет одинаковой составляющей.

Сигнал смешивания всегда можно разложить на переменную переменную и равную составляющую. Значение выпрямления сигнала является его абсолютным средним арифметическим значением. При его определении добавляются только абсолютные и, следовательно, неподписанные суммы и делятся на количество слагаемых. Значение выпрямления сигнала представляет собой среднее напряжение постоянного тока или средний постоянный ток. Его также называют электролитическим средним значением. Выпрямленное значение синусоидального тока указывает, какое значение постоянного тока переносит одно и то же количество заряда в течение рассматриваемого периода.

Понятие эффективных (действующих) значений напряжения и силы тока

Когда мы говорим о переменных напряжении или силе тока, особенно сложной формы, то встает вопрос о том, как их измерять. Ведь напряжение постоянно меняется. Можно измерять амплитуду сигнала, то есть максимум модуля значения напряжения. Такой метод измерения нормально подходит для сигналов относительно гладкой формы, но наличие коротких всплесков портит картину. Еще одним критерием выбора способа измерения является то, для каких целей делается измерение. Так как в большинстве случаев интерес представляет мощность, которую может отдать тот или иной сигнал, то применяется действующее (эффективное) значение.

На следующем эскизе показан вывод выпрямленного значения для синусоидального напряжения. Светло-синее и зеленое поверхностное содержание должно быть одинаковым. В двух полуволновом выпрямлении учитываются как синусоидальные полуволны. В случае односторонней выпрямления регистрируется только площадь полуволны за период. Значение выпрямления составляет половину размера синусоидального размера.

Это эффективное значение периодического сигнала и непосредственно сопоставимо с уравнениями напряжения и тока, которые преобразуют одну и ту же электрическую энергию в омическое сопротивление и с той же электрической мощностью с течением времени. Электрическая мощность является продуктом напряжения и тока. На диаграмме времени кривая мощности для симметричных синусоидов напряжения и тока находится только в положительном диапазоне и имеет удвоенную частоту. Математически среднеквадратичное значение вычисляется из квадратного корня из среднего значения кривой мощности за период.

Вашему вниманию подборка материалов:

Действующее (эффективное) значение для сигналов стандартной формы

Синусоидальный сигнал (синус, синусоида) [Действующее значение ] = [Амплитудное значение ] / [Квадратный корень из 2 ]

Прямоугольный сигнал (меандр) [Действующее значение ] = [Амплитудное значение ]

Треугольный сигнал [Действующее значение ] = [Амплитудное значение ] / [Квадратный корень из 3 ]

Закон Ома и мощность для действующих значений напряжения и силы тока

Эффективное значение напряжения измеряется в Вольтах, а силы тока в Амперах.

Для эффективных значений верен закон Ома: = / [Сопротивление нагрузки, Ом ]

[Рассеиваемая на омической нагрузке мощность, Вт ] = [Действующее значение силы тока, А ] * [Действующее значение напряжения, В ]

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Микроконтроллеры - пример простейшей схемы, образец применения. Фузы (...
Самая первая Ваша схема на микро-контроллере. Простой пример. Что такой фузы?...

Время переключения полевого транзистора. Емкость затвор - сток, исток....
Переключение полевого транзистора. Входные емкости. Встроенный диод. ...

Повышающий импульсный преобразователь напряжения. Силовой ключ - бипол...
Как сконструировать повышающий импульсный источник питания. Как выбрать мощный т...

Удлинитель пульта дистанционного управления, ду, инфракрасного, ик...
Пульт ДУ работает только в условиях прямой видимости с дистанционно управляемым...

Цветомузыка, цветомузыкальное оборудование своими руками. Схема ЦМУ, к...
Как самому сделать цвето-музыку. Оригинальная конструкция цвето-музыкальной сист...

Магнитный усилитель - проектирование, формулы, расчет онлайн (online)....
Расчет магнитного усилителя. Формулы для проектирования....


Как сконструировать обратноходовый импульсный преобразователь. Как выбрать часто...

Пушпульный импульсный преобразователь напряжения. Выбор ключа - биполя...
Как сконструировать пуш-пульный импульсный источник питания. Как выбрать мощные...