Основні фізичні поняття. Явище електромагнітної індукції. Математичний вираз миттєвого синусоїдного струму. Коло змінного синусоїдного струму з резистором, з ідеальною котушкою та конденсатором. Реальна котушка в колі змінного синусоїдного струму.
Тема 3 Нерозгалужені електричні кола змінного синосоїдного струму 3.1 Основні фізичні поняття Явище електромагнетизму було відкрито в 1820 році датським фізиком Г.Х. Ерстедом, суть якого полягає в тому, що при протіканні по провіднику електричного струму навколо останнього утворюється магнітне поле. Був установлений закон електромагнетизму: потокозчеплення електричної котушки прямо пропорційно силі електричного струму й індуктивності котушки. Математичний запис закону електромагнетизму наступний: ,(3.1) де y - потокозчеплення котушки, Вб; w - кількість витків котушки; Ф - магнітний потік, Вб; L - індуктивність котушки, Гн; i - сила електричного струму в котушці, А. Представимо описане явище схематично (рис.3.1). Явище електромагнітної індукції відкрив у 1831 році англійський фізик Майкл Фарадей, суть якого полягає в наступному: якщо провідний контур пронизується змінним магнітним потоком, то в контурі наводиться електрорушійна сила. Приклад 3.1 Котушка зі 100 витків має індуктивність 0,1 Гн; по котушці протікає струм i = 10 sin wt А. Явища електромагнетизму й електромагнітної індукції лежать в основі принципу дії генераторів змінного синусоїдного струму. Магнітний потік створюється струмом намагнічування I. (при вертикальному положенні рамки), В; a - кут відхилення рамки від горизонтального положення, рад (град); e - миттєве значення е.р.с. для заданого кута відхилення рамки, В. Кут відхилення рамки залежить у часі від кутової швидкості обертання рамки: a = w ? t,(3.4) де w - кутова швидкість обертання рамки, рад/с (град/с); t - поточний час, с. Якщо рамку замкнути за допомогою щіткового механізму на резистор, то виникає синусоїдний струм: i = Im ? sinw t,(3.6) де Im - амплітудне (максимальне) значення струму (при амплітудному значенні е.р.с.), А; i - миттєве значення струму, А. Запишемо кутову швидкість обертання рамки через частоту (кількість оборотів за секунду): w = 2p?f, (3.7) де f - частота обертання рамки, (1/с) Гц. Зображується активний опір на розрахункових схемах у такий спосіб: . Миттєва потужність, яка виділяється в провіднику р = r?i2,(3.11) де r - активний опір, Ом; i - миттєвий струм, А; р - миттєва потужність, Вт. За аналогією введемо поняття діючих значень е.р.с. і напруги: ;(3.15) .(3.16) Електровимірювальні прилади показують діючі значення вимірюваних величин (струму, напруги). Приклад 3.5 У колі протікає електричний струм i = 14,1 sin (wt - 37°) А. Як розрахувати діюче значення напруги через амплітудне значення?. Знайдіть показання амперметра, по якому протікає зазначений струм. 3.2 Коло змінного синусоїдного струму з резистором Складемо принципову електричну схему кола з резистором (рис.3.8). Заштрихована площа на рис.3.11 являє собою енергію, що виділяється в резисторі за період: .(3.31) Таким чином, активна потужність - це енергія, яка виділяється в активному опорі за одиницю часу: .(3.32) Приклад 3.6 До резистора підведена напруга ur = 141 sin (wt - 30°) В. Визначаємо активну потужність за (3.32): Р = 100?12 = 100 Вт.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
