Меню

При увеличении частоты переменного напряжения ток через резистор

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Увеличение — частота — переменный ток

Увеличение частоты переменного тока вызывает необходимость уменьшения сопротивления первичной обмотки аппарата для измерения потерь. [2]

С увеличением частоты переменного тока при одном и том же его амплитудном значении сопротивление резистора увеличивается. Объяснить, каким явлением это обусловливается и от каких свойств проводников оно зависит. [3]

С увеличением частоты переменного тока начинают падать проницаемость и возрастать потери. [4]

При увеличении частоты переменного тока его опасность возрастает в диапазоне частот от 30 до 100 Гц. При дальнейшем увеличении частоты реакция организма замедляется и постепенно на смену раздражающему приходит тепловое воздействие, разогревающее наружную поверхность тела. При частоте 200 кГц и выше электротравма возможна только в виде ожогов. [5]

При увеличении частоты переменного тока петля характеристики ( рис. 236) становится во всех своих точках возрастающей. [6]

При увеличении частоты переменного тока , когда период переменного поля оказывается соизмеримым со временем релаксации т, диэлектрическая проницаемость уменьшается. [7]

Так как с увеличением частоты переменного тока влияние проводимости диэлектрика при измерении емкости уменьшается, то измерения величины Сх целесообразно производить при высоких частотах. Для этой цели был использован Q-метр типа КВ-1, с помощью которого можно измерять величину Сх резонансным методом в пределах от 50 кгц до 50 мгц. [8]

Было замечено, что увеличение частоты переменного тока , служащего для измерения, приводит к уменьшению емкости. При частотах порядка нескольких тысяч герц емкость почти перестает зависеть от частоты и достигает нормальной величины емкости двойного слоя. При малых частотах за время одного полупериода значительная доля количества электричества расходуется на реакцию образования адсорбционного слоя водорода на платине, а затем на снятие его и перевод ионов водорода снова в раствор. Но при большой частоте переменного тока сравнительно медленная реакция разряда и образования ионов водорода не успевает произойти, и протекающее количество электричества становится гораздо меньше, так как оно вызывает только изменение состояния ионов в двойном слое, но не реакцию окисления-восстановления водорода. [9]

Было замечено, что увеличение частоты переменного тока , служащего для измерения, приводит к уменьшению емкости. При частотах порядка нескольких тысяч герц емкость почти перестает зависеть от частоты и достигает нормальной величины емкости двойного слоя. При малых частотах за время одного полупериода значительная доля количества электричества расходуется на реакцию образования адсорбционного слоя водорода на платине, а затем на снятие его и перевод ионов водорода снова в раствор. Но при большой частоте переменного тока сравнительно медленная реакция разряда и образования ионов водорода не успевает произойти, и протекающее количество электричества становится гораздо меньше, так как оно вызывает только изменение состояния ионов в двойном слое, но не реакцию окисления-восстановления водорода. [10]

Было замечено, что увеличение частоты переменного тока , служащего для измерения, приводит к уменьшению емкости. При частотах порядка нескольких тысяч герц емкость почти перестает зависеть от частоты и достигает нормальной величины емкости двойного слоя. При малых частотах за время одного полупериода значительная, доля количества электричества расходуется на реакцию образования адсорбционного слоя водорода на платине, а затем на снятие его и перевод ионов водорода снова в раствор. Но при большой частоте переменного тока сравнительно медленная реакция разряда и образования ионов водорода не успевает произойти, и протекающее количество электричества становится гораздо меньше, так как оно вызывает только изменение состояния ионов в двойном слое, но не реакцию окисления-восстановления водорода. [11]

Читайте также:  Светодиодные лампы не горят при низком напряжении

Как известно, с увеличением частоты переменного тока возрастает неравномерность распределения его по сечению проводника. [12]

Уменьшение индуктивности провода с увеличением частоты передаваемого переменного тока происходит за счет снижения внутренней индуктивности провода, определяющейся отношением внутреннего ( внутри провода) магнитного потока к току, протекающему по проводу. Внешняя же индуктивность, определяющаяся отношением внешнего ( вне провода) магнитного потока к току в проводе, не зависит от частоты. [14]

Источник

Резистор в цепи переменного тока

Резистор или активное сопротивление цепи – это элемент, в котором происходит рассеивание энергии в виде тепла или превращение электрической энергии в другой вид энергии: в световую, химическую или механическую.

Активное сопротивление оказывает реальное сопротивление проходящему току и потере мощности. На нем происходит преобразование электрической энергии в другие виды –световую,тепловую,звуковую,механическую и т.д.,а обратного перехода нет.

Пусть цепь состоит из проводников с малой индуктивностью и большим сопротивлением R (из резисторов). Например, такой цепью может быть нить накаливания электрической лампы и подводящие провода. Величину R, которую мы до сих пор называли электрическим сопротивлением или просто сопротивлением, теперь будем называть активным сопротивлением. В цепи переменного тока могут быть и другие сопротивления, зависящие от индуктивности цепи и ее емкости. Сопротивление R называется активным потому, что, только на нем выделяется энергия, т.е.

Сопротивление элемента электрической цепи (резистора), в котором происходит превращение электрической энергии во внутреннюю энергию, называют активным сопротивлением.

Итак, в цепи имеется резистор, активное сопротивление которого R, а катушка индуктивности и конденсатор отсутствуют (рис. 1).


Рис. 1

Пусть напряжение на концах цепи меняется по гармоническому закону

Как и в случае постоянного тока, мгновенное значение силы тока прямо пропорционально мгновенному значению напряжения. Поэтому можно считать, что мгновенное значение силы тока определяется законом Ома:

Следовательно, в проводнике с активным сопротивлением колебания силы тока по фазе совпадают с колебаниями напряжения (рис. 2), а амплитуда силы тока равна амплитуде напряжения, деленной на сопротивление:

При небольших значениях частоты переменного тока активное сопротивление проводника не зависит от частоты и практически совпадает с его электрическим сопротивлением в цепи постоянного тока.

12.Индуктивность характеризует наличие изменяющегося магнитного поля, на индуктивном сопротивлении происходят преобразования электрической энергии в энергию магнитного поля и наоборот.

Изменение тока в цепи с индуктивностью L вызывает ЭДС самоиндукции, которая по закону Ленца противодействует изменению тока. При увеличении тока ЭДС самоиндукции действует навстречу току, а при убывании — в направлении тока, противодействуя его уменьшению. Вследствие этого ток в цепи с катушкой индуктивности отстает от напряжения на угол π/2 радиан — четверть периода (рис. 5).

Читайте также:  Стабилизатор от перепадов напряжения для телевизора

Закон Ома для цепи переменного тока, содержащей индуктивность, будет иметь вид

Индуктивный элемент характеризует наличие изменяющегося магнитного поля, созданного изменяющимся током. Индуктивный элемент с индуктивностью L учитывает энергию магнитного поля и явление самоиндукции. При изменении тока в индуктивности возникает ЭДС самоиндукции е L. По закону Ленца она препятствует изменению тока. ЭДС самоиндукции:

, L [Гн]. (2.3)

Рисунок 2.1 — Обозначение индуктивного элемента в схемах

Падение напряжения на индуктивности :

(2.4)

противоположно наведенной ЭДС. Условились положительное направление ЭДС самоиндукции брать совпадающим с положительным направлением тока, который наводит эту ЭДС.

Мгновенная мощность индуктивного элемента:

. (2.5)

Если в течение некоторого интервала времени мгновенное значение тока положительно (i>0) и возрастающее (di/dt>0), то напряжение (u L>0) также положительно и мощность (p L>0), т.е. энергия электрического тока переходит в энергию магнитного поля.

Если (i>0), но убывающее (di/dt L L 13. Ёмкостный элемент характеризует влияние изменяющегося электрического поля элементов цепи. На емкостном сопротивлении происходит преобразование электрического тока в энергию электрического поля и наоборот. Поэтому называется реактивным. Ёмкостный элемент с ёмкостью С учитывает энергию электрического поля:

. (2.6)

Для ёмкостного элемента:

, , С [Ф] (2.7)

Рисунок 2.2 — Обозначение ёмкостного элемента в схемах

Если напряжение u c возрастает (du c/dt>0), то ток положителен (i>0), заряд и энергия электрического поля:

возрастают, т.е. энергия электрического тока передаётся электрическому полю, когда u c убывает, энергия электрического поля возвращается в электрическую цепь.

Все проводники с электрическим зарядом создают электрическое поле. Характеристикой этого поля является разность потенциалов (напряжение). Электрическую емкость определяют отношением заряда проводника к напряжению

Источник



Переменный ток. Резистор, конденсатор и катушка в цепи переменного тока.

Элементы цепи переменного тока

Резистор в цепи постоянного тока

По закону Ома, в замкнутой цепи постоянного тока

напряжение на зажимах источника меньше ЭДС

Резистор в цепи переменного тока

Рассмотрим схему, состоящую из источника переменного

тока, резистора и идеальных проводов.

Предположим, что напряжение на резисторе

изменяется по гармоническому закону

Найдем силу тока, протекающего через резистор.

По закону Ома для участка цепи

Ток и напряжение изменяются по одинаковому гармоническому закону (косинуса), то есть совпадают по фазе. Это означает, что, например, в тот момент времени, когда в цепи максимальна сила тока, напряжение на резисторе также максимально.

Конденсатор в цепи переменного тока

Включим конденсатор в цепь постоянного тока. Некоторый заряд перетечет от источника тока на обкладки конденсатора. В цепи возникает кратковременный импульс зарядного тока. Конденсатор заряжается до напряжения источника, после чего ток прекращается. Через конденсатор постоянный ток течь не может!

Рассмотрим процессы, происходящие при включении конденсатора в цепь переменного тока

Через диэлектрик, разделяющий обкладки конденсатора, электрический ток протекать, как и прежде, не может. Но в результате периодически повторяющихся процессов зарядки и разрядки конденсатора в цепи появится переменный ток.

Если напряжение в цепи изменяется по гармоническому закону,

то заряд на обкладках конденсатора изменяется

Читайте также:  Скат 1200м входное напряжение

также погармоническому закону

и силу тока в цепи можно найти как производную заряда

Из полученной формулы видно, что в любой момент времени

фаза тока больше фазы напряжения на π/2.

В цепи переменного напряжение на конденсаторе тока отстает по фазе от тока на π/2, или на четверть периода.

Величину

называют емкостным сопротивлением.

Связь между амплитудными значениями силы тока и напряжения формально совпадает с законом Ома для участка цепи

Такое же соотношение выполняется для действующих значений силы тока и напряжения.

Емкостное сопротивление конденсатора зависит от частоты переменного напряжения. С увеличением частоты колебаний напряжения емкостное сопротивление уменьшается, поэтому амплитуда силы тока увеличивается прямо пропорционально частоте I = CUω.

При уменьшении частоты амплитуда силы тока уменьшается и при ω=0 обращается в 0. Отметим, что нулевая частота колебаний означает, что в цепи протекает постоянный ток.

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

Мы предполагаем, что катушка индуктивности обладает пренебрежимо малым активным сопротивлением R. Такой элемент включать в цепь постоянного тока нельзя, потому что произойдет короткое замыкание.

В цепи переменного тока мгновенному нарастанию силы тока препятствует ЭДС самоиндукции. При этом для сверхпроводника ei+u=0.

Используя закон Фарадея для самоиндукции ei= -Li / ,

можно показать, что, если сила тока в цепи изменяется по гармоническому закону

то колебания напряжения на катушке описываются

то есть колебания напряжения опережают по фазе колебания силы тока на π/2. Произведение U = I является амплитудой напряжения:

Величину

Трансформатор. Производство, передача и потребление электроэнергии.

Трансформаторы

Переменное напряжение можно преобразовывать — повышать или понижать.

Устройства, с помощью которых можно преобразовывать напряжение называются трансформаторами. Работа трансформаторов основана на явлении электромагнитной индукции.

Устройство трансформатора

Трансформатор состоит из ферромагнитного сердечника, на который надеты две катушки.

Первичной обмоткой называется катушка, подключенная к источнику переменного напряжения U1.

Вторичной обмоткой называется катушка, которую можно подключать к приборам, потребляющим электрическую энергию.

Приборы, потребляющие электрическую энергию, выполняют роль нагрузки, и на них создается переменное напряжение U2.

Если U1 > U2, то трансформатор называется понижающим, а если U2 > U1 — то повышающим.

Принцип работы

В первичной обмотке создается переменный ток, следовательно, в ней создается переменный магнитный поток. Этот поток замыкается в ферромагнитном сердечнике и пронизывает каждый виток обеих обмоток. В каждом из витков обеих обмоток появляется одинаковая ЭДС индукции ei

Если n1 и n2 — число витков в первичной и вторичной обмотках соответственно, то

где ei — ЭДС индукции, возникающая в одном витке вторичной и первичной катушки.

Передача электроэнергии

Передача электрической энергии от электростанций до больших городов или промышленных центров на расстояния тысяч километров является сложной научно-технической проблемой. Потери энергии (мощности) на нагревание проводов можно рассчитать по формуле

Для уменьшения потерь на нагревания проводов необходимо увеличить напряжение. Обычно линии электропередачи строятся в расчете на напряжение 400–500 кВ, при этом в линияхиспользуется переменный ток частотой 50 Гц. На рисунке представлена схема линии передачи электроэнергии от электростанции до потребителя. Схема дает представление об использовании трансформаторов при передаче электроэнергии

Источник