Синусоидальный ток и его основные характеристики

Переменный ток широко применяется в различных областях электротехники. Электрическая энергия почти во всех случаях производится, распределяется и потребляется в виде энергии переменного тока. Это объясняется тем, что переменный ток легко трансформировать – преобразовывать переменный ток высокого напряжения в переменный ток низкого и обратно. Кроме того преобразовать переменный ток в постоянный намного легче, чем постоянный в переменный.

В технике пользуются токами, изменяющимися по закону синуса, т.к. по этому же закону будут изменяться и ЭДС, а также индуктированные этими токами напряжения.

Синусоидальный (переменный) ток представляет собой ток, изменяющийся во времени по синусоидальному закону:

i=I_m∙sin(wt+ψ)

где

i – мгновенное значение переменного тока в момент времени t, А;

I_m – максимальное (амплитудное) значение тока, А;

(wt+ ψ) – фаза;

ψ – начальная фаза;

w – угловая частота, рад/с:

w=2πf, где

f – частота в Гц

f=1/T

T – время одного колебания – период, с.

Рис.3.1.

В РФ и Западной Европе наибольшее распространение получили установки синусоидального тока частотой 50 Гц, в США 60 Гц.

Принцип получения синусоидальной э.д.с.- для самостоятельного изучения.

При описании переменного тока широко используют понятие действующего или среднеквадратичного значения переменного тока.

Действующее значение переменного тока численно равно значению такого постоянного тока, который за время, равное периоду синусоидального тока, выделяет такое же количество теплоты, что и синусоидальный ток.

I= , где I_m – максимальное (амплитудное) значение переменного тока.

Большинство измерительных приборов показывает действующее значение измеряемой величины. Указанные выше зависимости справедливы не только для тока, но и применимы к переменным э.д.с. и напряжениям.