Ответы на вопросы

1. Какой ток называется переменным? Какой переменный ток называется квазистационарным ? Условие квазистационарности для гармонического переменного тока ?

Переме́нный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным.


Квазистационарный переменный ток - переменный ток, который имеет такую низкую частоту, что для мгновенных величин тока выполняются законы для постоянного тока: закон Ома и правила Кирхгофа и другие. Квазистационарный ток, так же как и постоянный ток, имеет одинаковую силу тока во всех сечениях неразветвлённой цепи.


Условия квазистационарности для гармонического переменного тока

tau equals l over c much less-than text T end text г д е space tau space minus space left parenthesis в р е м я space з а п а з д ы в а н и я space п р и space п р о х о ж д е н и и space с и г н а л а right parenthesis space в р е м я comma space н е о б х о д и м о е space д л я space п е р е д а ч и space в о з м у щ е н и я space в space с а м у ю space о т д а л е н н у ю space ч а с т ь space э л е к т р и ч е с к о й space ц е п и l space minus space д л и н а space ц е п и comma c space minus space с к о р о с т ь space р а с п р о с т р а н е н и я space э л е к т р и ч е с к о г о space с и г н а л а T space minus п е р и о д space к о л е б а н и я space т о к а space в space ц е п и space

Другими словами 

calligraphic l ⪣ lambda comma г д е space calligraphic l space minus space р а с с т о я н и е space м е ж д у space д в у м я space н а и б о л е е space у д а л е н н ы м и space т о ч к а м и space ц е п и comma а space lambda space minus д л и н а space в о л н ы space р а с с м а т р и в а е м о г о space т о к а.

2. КАКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫЙ ГАРМОНИЧЕСКИЙ ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК ?

Период, частота, амплитуда, действующее значение.


3, Какая физическая величина называется электроемкостью? В каких единицах изменяется электроемкость ?

Электроемкость - характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд

Электроемкость системы из двух проводников - физическая величина, определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними: В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф):

C equals fraction numerator q over denominator increment phi end fraction C minus space е м к о с т ь comma q space minus space з а р я д. increment phi space minus space р а з н о с т ь space п о т е н ц и а л о в



Какая физическая величина называется коэффициентом самоиндукции (индуктивностью) и в каких единицах изменяется индуктивность ?


 Индуктивность (или коэффициент самоиндукции) - коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность, краем которой является этот контур.

В формуле

Ф  - магнитный поток,  I  - ток в контуре,  L  - индуктивность.



Почему емкость и индуктивность называются энергоемкими элементами ?

Потому, что и емкость и индуктивность способны запасать в себе энергию электрического и магнитного поля.


4. При каких условиях в цепи переменного тока возникает сдвиг фаз между током и напряжением ?

Сдвиг фаз между током и напряжением происходит при наличии в цепи переменного тока конденсатора или катушки индуктивности или конденсатора и катушки


Каким соотношением  определяется сдвиг фаз в цепи, состоящей из последовательно соединенных R, L, C ?


increment phi space equals space phi subscript н minus phi subscript т space space р а з н о с т ь space ф а з space н а п р я ж е н и я space и space т о к а phi subscript н minus space н а ч а л ь н а я space ф а з а space н а п р я ж е н и я comma phi subscript т space minus space н а ч а л ь н а я space ф а з а space т о к а


phi space equals space a r c t g space left parenthesis x divided by r right parenthesis x space minus space р а з н о с т ь space м е ж д у space и н д у к т и в н ы м space и space е м к о с т н ы м space с о п р о т и в л е н и е м


5. Мгновенная мощность для цепи переменного тока - произведение мгновенных значений напряжения U и силы тока I на участке электрической цепи. 

Среднее значение мощности для цепи переменного тока - среднее за период значение мощности определяемое как произведение действующих (эффективных) значений тока и напряжения, умноженные на коэффициент мощности (косинус угла сдвига фаз между током и напряжением)

6. зависимость мгновенной мощности от времени в цепи, содержащей только R


среднее значение мощности в этом случае

P subscript R equals space 1 half I subscript m U subscript m и л и P subscript R equals space I subscript э ф end subscript U subscript э ф end subscript

зависимость мгновенной мощности от времени в цепи, содержащей только L


среднее значение мощности в этом случае

P subscript L equals 0

зависимость мгновенной мощности от времени в цепи, содержащей только C
мощность на конденсаторе

среднее значение мощности в этом случае

P subscript C equals 0

7. Эффективные значения переменного тока и напряжения -  величины такого постоянного тока и напряжения, который за время, равное одному периоду переменного тока, произведёт такую же работу, что и рассматриваемый переменный ток и напряжение

Связь эффективного значения тока и напряжения с амплитудами этих величин в случае гармонического изменения тока и напряжения -
I subscript э ф end subscript equals fraction numerator I subscript m a x end subscript over denominator square root of 2 end fraction space д л я space т о к а U subscript э ф end subscript equals fraction numerator U subscript m a x end subscript over denominator square root of 2 end fraction space д л я space н а п р я ж е н и я

8. Какая мощность в цепи переменного тока называется активной?

Активной мощностью называется мощность, выделяемая в виде тепла на активном сопротивлении. Активная мощность развивается тогда, когда ток и напряжение изменяются в фазе

Как связана  активная мощность с эффективным значением тока, напряжения и сдвигом фаз ?

Среднее значение активной мощности за период P subscript а к т и в н а я end subscript equals space I subscript э ф end subscript cross times U subscript э ф end subscript cross times cos space phi

Что происходит с активной мощностью в цепи ?

Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную).

То есть, активная мощность расходуется на тепловые или электромагнитные явления.

9. Какая мощность в цепи переменного тока называется реактивной ?

Реактивная мощность, это мощность, которая накапливается в электрических и магнитных полях конденсаторов и катушек цепей переменного тока и колеблется между генератором и реактивным сопротивлением.


Как связана  реактивная мощность с эффективным значением тока, напряжения и сдвигом фаз ?

Q space equals space U subscript э ф end subscript cross times I subscript э ф end subscript cross times sin space phi

Что происходит с реактивной мощностью в цепи ?
Реактивная мощность колеблется в цепи между реактивным элементом и генератором.

10. Принцип работы ваттметра электродинамической системы.

Схема ваттметра

В ваттметре две катушки.
Подвижная катушка из тонкой проволоки и с большим сопротивлением и включается параллельно нагрузке. Неподвижная катушка из толстой проволоки и с малым сопротивлением и включается последовательно с нагрузкой.

При измерении ток в обмотке 1 равен
I subscript 2 equals V subscript m over R subscript 2 cos space omega t
ток в обмотке 2 равен току нагрузки
I subscript 1 equals I space equals I subscript m cos left parenthesis omega t minus phi right parenthesis


Вращательный момент сил от взаимодействия проводников с токами будет пропорционален произведению токов

M space equals space k I subscript m U subscript m cos left parenthesis omega t minus phi right parenthesis times cos omega t

Среднее за период значение момента сил, которые поворачивают рамку (стрелку), пропорционален средней мощности, развиваемой переменным током.

M space equals space k P subscript a cos space phi space equals fraction numerator P subscript a over denominator I subscript э ф end subscript U subscript э ф end subscript end fraction

11. Схема, позволяющая определить в цепи переменного тока сдвиг фаз между током и напряжением с помощью электроизмерительных приборов.



Можно измерить сдвиг фаз между током и напряжением: cos space phi space equals fraction numerator P subscript a over denominator I subscript э ф end subscript U subscript э ф end subscript end fraction, мощность и эффективные значения тока и напряжения

12. Схема измерения активной мощности и сдвига фаз с помощью осциллографа.




на экране получают такую картинку



формула для определения активной мощности 

P subscript a equals space 1 half I subscript m U subscript m space cos space phi
формула для определения сдвига фаз

cos space phi space equals space x over x subscript m


Последнее изменение: Понедельник, 25 января 2021, 10:57