Τύπος μέσης τιμής ισχύος. Ισχύς: μέση και στιγμιαία

Συγγραφέας: – Η λογική του συλλογισμού μας θα είναι η ίδια όπως όταν μελετάμε τη μέση και τη στιγμιαία ταχύτητα. Θεωρήστε την εργασία ως συνάρτηση του χρόνου. Αφήνω ΕΝΑ(t) – εργασία που έγινε κατά το χρόνο t. ΕΝΑ(t+Δt) – εργασία που γίνεται κατά τη διάρκεια του χρόνου (t+Δt). Επειτα [ ΕΝΑ(t+Δt) – ΕΝΑ(t)]/Δt – μέση ισχύς στη χρονική περίοδο από t έως (t+Δt). Το όριο της ακολουθίας τιμών τέτοιων μέσων δυνάμεων στο Δt→0 είναι η στιγμιαία ισχύς, δηλαδή η ισχύς τη στιγμή t είναι η παράγωγος του έργου σε σχέση με το χρόνο.

Ν(t)= =A’(t) (2.10.1)

Παραγωγή ειδική περίπτωση, όταν η ισχύς δεν εξαρτάται από το χρόνο.

Μαθητης σχολειου:– Ν=ΕΝΑ/t.

Μαθητης σχολειου: – Αυτό συμβαίνει όταν η δύναμη που ασκείται στο σώμα είναι σταθερή.

Ν(t)= /Δt=F /Δt= F.V..

Ή, χρησιμοποιώντας τους κανόνες για τον υπολογισμό των παραγώγων:

N(t)=A"(t)=(FS)"=FS"=FV. (2.10.2)

Βλέπουμε ότι η ισχύς δεν εξαρτάται μόνο από τη δύναμη, αλλά και από την ταχύτητα, η οποία στο ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνησηείναι συνάρτηση του χρόνου.

Σημειώστε ότι η έκφραση για στιγμιαία ισχύ N(t)=F(t)·V(t)είναι δίκαιο για οποιονδήποτε μηχανική κίνηση. Η απόδειξη βασίζεται στη γνώση του ολοκληρωτικού λογισμού και την παρακάμπτουμε.

Για εκπαίδευση, θα αναλύσουμε ένα ενδιαφέρον και πρακτικό εργασία 2.5.

Ένα αυτοκίνητο μάζας m ξεκινά να κινείται. Συντελεστής τριβής μεταξύ τροχών και δρόμου k. Κι οι δύο άξονες του αυτοκινήτου κινούνται. Βρείτε την εξάρτηση της ταχύτητας του αυτοκινήτου από την ώρα. Ισχύς κινητήρα Ν.

Μαθητης σχολειου: – Δεν καταλαβαίνω γιατί η κατάσταση λέει για κινητήριους άξονες. Δεν το έχουμε συναντήσει ποτέ αυτό.

Συγγραφέας: – Αυτό οφείλεται στον υπολογισμό της δύναμης τριβής. Μπορεί να υποτεθεί με καλή ακρίβεια ότι η μάζα του αυτοκινήτου είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη και στους δύο άξονες. Εφόσον κινούνται και οι δύο άξονες, σημαίνει ότι η δύναμη τριβής ολίσθησης είναι ίση με το γινόμενο ολόκληρης της μάζας του αυτοκινήτου και του συντελεστή τριβής. Εάν μόνο ένας άξονας είναι ο κινητήριος άξονας, τότε θα αντιστοιχούσε στη μισή μάζα του αυτοκινήτου και η δύναμη τριβής που ωθεί το αυτοκίνητο προς τα εμπρός θα υπολογιστεί ως εξής: kmg/2. Σημειώστε ότι εδώ υποτίθεται η μέγιστη δυνατή δύναμη τριβής ολίσθησης, δηλαδή υποθέτουμε ότι οι τροχοί του αυτοκινήτου γλιστρούν στο δρόμο. Είναι αλήθεια ότι οι οδηγοί δεν ξεκινούν τα δικά τους αυτοκίνητα έτσι.

Μαθητης σχολειου: – Τότε, σύμφωνα με τις συνθήκες του προβλήματός μας, αποδεικνύεται ότι μόνο η δύναμη τριβής επιταχύνει το αυτοκίνητο, η οποία είναι ίση με kmg. Από εδώ μπορούμε εύκολα να πάρουμε την απάντηση: το αυτοκίνητο κινείται ομοιόμορφα με επιτάχυνση και η ταχύτητα εξαρτάται από το χρόνο όπως αυτό: V(t)= ένα t= kgt.

Συγγραφέας: – Αυτό είναι μόνο εν μέρει αλήθεια. Θυμηθείτε τις εκφράσεις για δύναμη (2.10.2). Με περιορισμένη ισχύ, η ταχύτητα δεν μπορεί να αυξάνεται επ' αόριστον. Επομένως, πρέπει να σας δώσω δύο συμβουλές: 1) βρείτε τον μέγιστο χρόνο μέχρι τον οποίο θα ισχύει η απάντησή σας. 2) στη συνέχεια χρησιμοποιήστε ενεργειακά ζητήματα.

Μαθητης σχολειου: – Χρόνος μέγιστης ισχύος Ν, τότε από την (2.10.2) παίρνουμε:

N=FV(t)=kmg kgt.

Εξ ου και ο περιοριστικός χρόνος t 0 =N/(mk 2 g 2).

Μαθητης σχολειου: – Στη συνέχεια, για μια ορισμένη χρονική περίοδο Δt=t–t 0, ο κινητήρας θα εκτελέσει εργασία A=NΔt, η οποία θα αυξηθεί κινητική ενέργεια. Αρχικά, ας βρούμε την κινητική ενέργεια του αυτοκινήτου τη στιγμή t 0:

mV 0 2 /2=m 2 /2= .

Η μεταβολή της κινητικής ενέργειας είναι

mV 2 /2–mV 0 2 /2 = A=NΔt= N(t – t 0),

◄V(t)=kgt σε t≤ t 0 =N/(mk 2 g 2),

V(t)= σε t> t 0 .

Ιστορία.

Ο Έρασμος Δαρβίνος πίστευε ότι τα πιο άγρια ​​πειράματα έπρεπε να γίνονται από καιρό σε καιρό. Σχεδόν ποτέ δεν τους βγαίνει τίποτα, αλλά αν τα καταφέρουν, το αποτέλεσμα είναι εκπληκτικό. Ο Δαρβίνος έπαιζε τρομπέτα μπροστά στις τουλίπες του. Χωρίς αποτέλεσμα.

Απαντήσεις σε εισιτήρια ηλεκτρολόγων μηχανικών.

Ορισμός ηλεκτρικό πεδίο.

Το ηλεκτρικό πεδίο είναι μία από τις δύο πλευρές του ηλεκτρικού μαγνητικό πεδίο, που χαρακτηρίζεται από την κρούση σε ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο με δύναμη ανάλογη με το φορτίο του σωματιδίου και ανεξάρτητη από την ταχύτητά του.

Ηλεκτροστατική επαγωγή. Προστασία από ραδιοπαρεμβολές.

Ηλεκτροστατική επαγωγή- το φαινόμενο της πρόκλησης του δικού του ηλεκτροστατικού πεδίου όταν ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο δρα στο σώμα. Το φαινόμενο προκαλείται από την ανακατανομή των φορτίων εντός αγώγιμων σωμάτων, καθώς και από την πόλωση των εσωτερικών μικροδομών των μη αγώγιμων σωμάτων. Το εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να παραμορφωθεί σημαντικά κοντά σε ένα σώμα με επαγόμενο ηλεκτρικό πεδίο.

Χρησιμοποιείται για την προστασία μηχανισμών συσκευών, ορισμένων εξαρτημάτων ραδιοφώνου κ.λπ. από εξωτερικά ηλεκτρικά πεδία. Το προς προστασία τμήμα τοποθετείται σε περίβλημα (σήτα) από αλουμίνιο ή ορείχαλκο. Οι οθόνες μπορεί να είναι είτε συμπαγείς είτε διχτυωτές.

Ηλεκτρική χωρητικότητα. Σύνδεση πυκνωτών.

Ηλεκτρική χωρητικότητα- χαρακτηριστικό ενός αγωγού, ένα μέτρο της ικανότητάς του να συσσωρεύει ηλεκτρικό φορτίο.

Το δυναμικό ενός μεταλλικού μοναχικού σώματος αυξάνεται με την αύξηση του φορτίου που του μεταδίδεται. Σε αυτή την περίπτωση η χρέωση Qκαι δυνατότητες tsσχετίζονται μεταξύ τους από τη σχέση

Q = C γ, που

C = Q/c

Εδώ ΜΕ- συντελεστής αναλογικότητας, ή ηλεκτρική χωρητικότητασώματα.

Έτσι, η ηλεκτρική χωρητικότητα ΜΕΤο σώμα καθορίζει το φορτίο που πρέπει να μεταδοθεί στο σώμα για να προκαλέσει αύξηση του δυναμικού του κατά 1 V.

Η μονάδα χωρητικότητας, όπως προκύπτει από τον τύπο, είναι το κουλόμπ ανά βολτ ή φαράντ:

[ΜΕ] = 1 C / 1V = 1F.

Οι πυκνωτές είναι συσκευές που αποτελούνται από δύο μεταλλικούς αγωγούς που χωρίζονται από ένα διηλεκτρικό και έχουν σχεδιαστεί για να χρησιμοποιούν την χωρητικότητά τους.

Παράλληλη σύνδεση. Όταν οι πυκνωτές συνδέονται παράλληλα, το δυναμικό των πλακών που συνδέονται με τον θετικό πόλο της πηγής είναι το ίδιο και ίσο με το δυναμικό αυτού του πόλου. Αντίστοιχα, το δυναμικό των πλακών που συνδέονται με τον αρνητικό πόλο είναι ίσο με το δυναμικό αυτού του πόλου. Επομένως, η τάση που εφαρμόζεται στους πυκνωτές είναι η ίδια.

Γ Σύνολο = Q 1 + Q 2 + Q 3. Αφού, σύμφωνα με Q = CU, τότε

Q Σύνολο = C Σύνολο U; Q 1 = C 1 U; Q 2 = C 2 U; Q 3 = C 3 U; C Σύνολο U = C 1 U + C 2 U + C 3 U.

Έτσι, η συνολική, ή ισοδύναμη, χωρητικότητα σε παράλληλη σύνδεσηΟι πυκνωτές είναι ίσοι με το άθροισμα των χωρητικοτήτων των μεμονωμένων πυκνωτών:

C σύνολο = C 1 + C 2 + C 3

Από τον τύπο προκύπτει ότι όταν συνδέουμε n ταυτόσημους πυκνωτές παράλληλα με χωρητικότητα C, η συνολική χωρητικότητα είναι. Ctot = n C .

Σειριακή σύνδεση.Κατά τη σύνδεση πυκνωτών σε σειρά (Εικ. 1.10), θα υπάρχουν πανομοιότυπες χρεώσεις. Τα φορτία τροφοδοτούνται στα εξωτερικά ηλεκτρόδια από την πηγή ισχύος. Στα εσωτερικά ηλεκτρόδια των πυκνωτών Γ 1Και Γ 3διατηρείται η ίδια χρέωση με τα εξωτερικά. Επειδή όμως τα φορτία στα εσωτερικά ηλεκτρόδια λαμβάνονται με διαχωρισμό φορτίων με ηλεκτροστατική επαγωγή, το φορτίο στον πυκνωτή Γ 2έχει την ίδια σημασία.

Ας βρούμε τη συνολική χωρητικότητα για αυτήν την περίπτωση. Επειδή

U = U 1 + U 2 + U 3,

όπου U = Q / Ctot; U 1 = Q / C 1 ; U 2 = Q / C 2 ; U 3 = Q / C 3, μετά Q / C σύνολο = Q / C 1 + Q / C 2 + Q / C 3.

Μειώνοντας κατά Q, παίρνουμε 1/C ΣΥΝΟΛΟ = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3 .

Κατά τη σύνδεση δύο πυκνωτών σε σειρά, χρησιμοποιώντας, βρίσκουμε

C ΣΥΝΟΛΟ = C 1 C 2 / (C 1 + C 2)

Όταν n πανομοιότυποι πυκνωτές χωρητικότητας C συνδέονται σε σειρά, ο καθένας με βάση τη συνολική χωρητικότητα

C ΣΥΝΟΛΟ = C / n.

Κατά τη φόρτιση ενός πυκνωτή από μια πηγή ισχύος, η ενέργεια αυτής της πηγής μετατρέπεται σε ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή:

W C = C U 2 / 2 ή λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι Q = CU,

Φυσικά, η συσσώρευση ενέργειας σε ηλεκτρικό πεδίοσυμβαίνει λόγω της πόλωσης των μορίων ή των ατόμων του διηλεκτρικού.

Όταν οι πλάκες πυκνωτών βραχυκυκλώνονται από έναν αγωγό, ο πυκνωτής αποφορτίζεται και, ως αποτέλεσμα, η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου μετατρέπεται σε θερμότητα που απελευθερώνεται όταν το ρεύμα διέρχεται από τον αγωγό.

Ηλεκτρικό κύκλωμα. Ο νόμος του Ohm.

Ένα ηλεκτρικό κύκλωμα είναι ένα σύνολο συσκευών που έχουν σχεδιαστεί για λήψη, μετάδοση, μετατροπή και χρήση ηλεκτρικής ενέργειας.

Ένα ηλεκτρικό κύκλωμα αποτελείται από μεμονωμένες συσκευές - στοιχεία ηλεκτρικό κύκλωμα.

Οι πηγές ηλεκτρικής ενέργειας είναι ηλεκτρικές γεννήτριες, στο οποίο μηχανική ενέργειαμετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, καθώς και πρωτογενείς κυψέλες και μπαταρίες στις οποίες η χημική, θερμική, ελαφριά και άλλα είδη ενέργειας μετατρέπονται σε ηλεκτρική ενέργεια.

Ο νόμος του Ohm- ένας φυσικός νόμος που ορίζει τη σχέση μεταξύ Ηλεκτροκινητική δύναμηπηγή ή τάση με ισχύ ρεύματος και αντίσταση αγωγού.

Εξετάστε ένα τμήμα μήκους αλυσίδας μεγάλοκαι επιφάνεια διατομής S.

Έστω ο αγωγός σε ένα ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο έντασης Υπό την επίδραση αυτού του πεδίου, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια του αγωγού εκτελούν επιταχυνόμενη κίνηση προς την αντίθετη κατεύθυνση από το διάνυσμα ξ. Η κίνηση των ηλεκτρονίων συμβαίνει μέχρι να συγκρουστούν με ιόντα κρυσταλλικού πλέγματοςαγωγός. Σε αυτή την περίπτωση, η ταχύτητα των ηλεκτρονίων πέφτει στο μηδέν, μετά την οποία η διαδικασία της επιτάχυνσης των ηλεκτρονίων επαναλαμβάνεται ξανά. Δεδομένου ότι η κίνηση των ηλεκτρονίων επιταχύνεται ομοιόμορφα, η μέση ταχύτητά τους

υ av = υ max /2

Οπου υ μέγ- την ταχύτητα των ηλεκτρονίων πριν συγκρουστούν με ιόντα.

Είναι προφανές ότι η ταχύτητα του ηλεκτρονίου είναι ευθέως ανάλογη με την ένταση του πεδίου ξ ; επομένως, η μέση ταχύτητα είναι ανάλογη του ξ . Αλλά το ρεύμα και η πυκνότητα ρεύματος καθορίζονται από την ταχύτητα κίνησης των ηλεκτρονίων στον αγωγό.

Ηλεκτρολογικές εργασίεςκαι δύναμη.

Ας βρούμε τη δουλειά που έχει κάνει η τρέχουσα πηγή για να μετακινήσουμε τη φόρτιση qσε όλο το κλειστό κύκλωμα.

W И = E q; q = I t; , E = U + U VT,;

Η ποσότητα που χαρακτηρίζεται από την ταχύτητα με την οποία γίνεται η εργασία ονομάζεται εξουσία:

P=W/t. P = U I t / t = U I = I 2 R = U 2 / R;[P]= 1 J / 1 s = 1 W.

Q = I 2 R t

Η δεδομένη εξάρτηση ονομάζεται νόμος Lenz-Joule: η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται όταν περνάει ρεύμα σε έναν αγωγό είναι ανάλογη με το τετράγωνο της ισχύος ρεύματος, την αντίσταση του αγωγού και το χρόνο διέλευσης του ρεύματος.

Χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου.

Το μαγνητικό πεδίο είναι μία από τις δύο πλευρές του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, που χαρακτηρίζεται από την επίδραση σε ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο με δύναμη ανάλογη με το φορτίο του σωματιδίου και την ταχύτητά του.

Το μαγνητικό πεδίο αντιπροσωπεύεται από γραμμές δύναμης, οι εφαπτομένες των οποίων συμπίπτουν με τον προσανατολισμό των μαγνητικών βελών που εισάγονται στο πεδίο. Έτσι, οι μαγνητικές βελόνες είναι, όπως ήταν, στοιχεία δοκιμής για το μαγνητικό πεδίο.

Η μαγνητική επαγωγή Β είναι μια διανυσματική ποσότητα που χαρακτηρίζει το μαγνητικό πεδίο και καθορίζει τη δύναμη που ασκείται σε ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο από το μαγνητικό πεδίο

Απόλυτη μαγνητική διαπερατότητα του μέσου m a - μια τιμή που είναι ένας συντελεστής που αντανακλά τις μαγνητικές ιδιότητες του μέσου

Η ένταση του μαγνητικού πεδίου H είναι ένα διανυσματικό μέγεθος που δεν εξαρτάται από τις ιδιότητες του μέσου και καθορίζεται μόνο από τα ρεύματα στους αγωγούς που δημιουργούν το μαγνητικό πεδίο.

Αγωγός με ρεύμα σε μαγνητικό πεδίο.

Ένας αγωγός που μεταφέρει ρεύμα που βρίσκεται σε μαγνητικό πεδίο (Εικ. 3.16) υπόκειται σε μια δύναμη. Δεδομένου ότι το ρεύμα σε έναν μεταλλικό αγωγό προκαλείται από την κίνηση των ηλεκτρονίων, η δύναμη που ασκείται στον αγωγό μπορεί να θεωρηθεί ως το άθροισμα των δυνάμεων που ασκούνται σε όλα τα ηλεκτρόνια του αγωγού μήκους l. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνουμε τη σχέση: F = F O n l S,

όπου F O είναι η δύναμη Lorentz που ενεργεί στο ηλεκτρόνιο.

n - συγκέντρωση ηλεκτρονίων (αριθμός ηλεκτρονίων ανά μονάδα όγκου).

l, S - μήκος και περιοχή διατομής του αγωγού.

Λαμβάνοντας υπόψη τον τύπο, μπορούμε να γράψουμε F = q o n v S B l sin b.

Είναι εύκολο να γίνει κατανοητό ότι το γινόμενο q o n v είναι η πυκνότητα ρεύματος J. ως εκ τούτου,

F = J S B l αμαρτία β.

Το γινόμενο J S είναι το ρεύμα I, δηλ. F = I B l sin b

Η εξάρτηση που προκύπτει αντανακλά τον νόμο του Ampere.

Η κατεύθυνση της δύναμης καθορίζεται από τον κανόνα του αριστερού χεριού. Το φαινόμενο που εξετάζεται αποτελεί τη βάση για τη λειτουργία των ηλεκτροκινητήρων.

Μετατροπή μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική.

Ένας αγωγός που μεταφέρει ρεύμα τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο και δρα μια κατευθυνόμενη ηλεκτρομαγνητική δύναμη F, η οποία καθορίζεται από τον κανόνα του αριστερού χεριού. Υπό την επίδραση αυτής της δύναμης, ο αγωγός θα αρχίσει να κινείται, επομένως, Ηλεκτρική ενέργειαη πηγή θα μετατραπεί σε μηχανική.

Ορισμός και εικόνα εναλλασσόμενο ρεύμα.

Εναλλασσόμενο ρεύμα είναι ένα ρεύμα του οποίου η αλλαγή σε τιμή και κατεύθυνση επαναλαμβάνεται σε τακτά χρονικά διαστήματα.

Μεταξύ των πόλων ενός ηλεκτρομαγνήτη ή μόνιμος μαγνήτης(Εικ. 4.1) υπάρχει ένας κυλινδρικός ρότορας (οπλισμός), κατασκευασμένος από φύλλα ηλεκτρικού χάλυβα. Ένα πηνίο που αποτελείται από έναν ορισμένο αριθμόστροφές σύρματος. Τα άκρα αυτού του πηνίου συνδέονται με δακτυλίους ολίσθησης, οι οποίοι περιστρέφονται με τον οπλισμό. Οι δακτύλιοι ολίσθησης συνδέονται με σταθερές επαφές (βούρτσες), μέσω των οποίων το πηνίο συνδέεται με το εξωτερικό κύκλωμα. Το διάκενο αέρα μεταξύ των πόλων και του οπλισμού είναι διαμορφωμένο έτσι ώστε η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου σε αυτό να αλλάζει σύμφωνα με έναν ημιτονοειδές νόμο: B = B m αμαρτία β.

Όταν ο οπλισμός περιστρέφεται σε ένα μαγνητικό πεδίο με ταχύτητα u, επάγεται ένα επαγόμενο emf στις ενεργές πλευρές του πηνίου (ενεργές πλευρές είναι αυτές που βρίσκονται στο μαγνητικό πεδίο της γεννήτριας)

Αναπαράσταση ημιτονοειδών μεγεθών με χρήση διανυσμάτων.

Αφήστε το διάνυσμα I m να περιστρέφεται με σταθερή γωνιακή συχνότητα u αριστερόστροφα. Η αρχική θέση του διανύσματος I m καθορίζεται από τη γωνία Ш.

Η προβολή του διανύσματος I m στον άξονα y καθορίζεται από την έκφραση I m sin(у t + Ш), η οποία αντιστοιχεί στη στιγμιαία τιμή του εναλλασσόμενου ρεύματος.

Έτσι, το διάγραμμα χρονισμού του εναλλασσόμενου ρεύματος είναι μια χρονική σάρωση της κατακόρυφης προβολής του διανύσματος I m, που περιστρέφεται με την ταχύτητα u.

Η αναπαράσταση ημιτονοειδών μεγεθών χρησιμοποιώντας διανύσματα καθιστά δυνατή την καθαρή εμφάνιση των αρχικών φάσεων αυτών των μεγεθών και της μετατόπισης φάσης μεταξύ τους.

Στα διανυσματικά διαγράμματα, τα μήκη των διανυσμάτων αντιστοιχούν στις ενεργές τιμές του ρεύματος, της τάσης και του emf, αφού είναι ανάλογα με τα πλάτη αυτών των μεγεθών.

Ηλεκτρικό κύκλωμα AC με ενεργή αντίσταση.

Στους ακροδέκτες του κυκλώματος εναλλασσόμενου ρεύματος υπάρχει τάση u = U m sin Шt. Δεδομένου ότι το κύκλωμα έχει μόνο ενεργή αντίσταση, τότε, σύμφωνα με το νόμο του Ohm για τμήμα αλυσίδας,

i = u/R = U m sin Шt /R = I m sin Шt,

όπου I m = U m / R είναι η έκφραση του νόμου του Ohm για τιμές πλάτους. Διαιρώντας την αριστερή και τη δεξιά πλευρά αυτής της έκφρασης με , λαμβάνουμε τον νόμο του Ohm για τις αποτελεσματικές τιμές:

Συγκρίνοντας τις εκφράσεις για τις στιγμιαίες τιμές ρεύματος και τάσης, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι τα ρεύματα και οι τάσεις σε ένα κύκλωμα με ενεργή αντίσταση είναι σε φάση.

Στιγμιαία δύναμη . Όπως είναι γνωστό, η ισχύς καθορίζει τον ρυθμό κατανάλωσης ενέργειας και, ως εκ τούτου, για τα κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος είναι μεταβλητός. Εξ ορισμού, δύναμη: p = u I = U m I m sin 2 sht.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι sin 2 út = (1 - cos 2út) / 2 και U m I m / 2 = U m I m / () = UI, τελικά λαμβάνουμε: p = UI – UI cos 2út .

Η ανάλυση του τύπου που αντιστοιχεί σε αυτόν τον τύπο δείχνει ότι η στιγμιαία ισχύς, που παραμένει θετική όλη την ώρα, κυμαίνεται γύρω από το επίπεδο διεπαφής χρήστη.

Μέση ισχύς. Για να προσδιορίσετε την κατανάλωση ενέργειας για μεγάλο χρονικό διάστημα, συνιστάται η χρήση του μέσου ρυθμού κατανάλωσης ενέργειας ή της μέσης (ενεργής) ισχύος. H = U I .

Οι μονάδες ενεργού ισχύος είναι watt (W), κιλοβάτ (kW) και megawatt (MW): 1 kW = 10 3 W; 1 MW = 10 6 W.

Ηλεκτρικό κύκλωμα AC με αυτεπαγωγή.

Υπό την επίδραση ημιτονοειδούς τάσης σε κύκλωμα με επαγωγικό πηνίο χωρίς σιδηρομαγνητικό πυρήνα, ημιτονοειδές ρεύμα i = αμαρτώ ьt. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο γύρω από το πηνίο και στο πηνίο μεγάλοπου προκαλείται Αυτο-επαγόμενη emf e L. Στο R=0η τάση της πηγής πηγαίνει εξ ολοκλήρου στην εξισορρόπηση αυτού του EMF. ως εκ τούτου, u = e L. Αφού e L = - L , τότε

u = L = Λ = I m Ш L cos Шt .ή u = U m sin (уt +Οπου U m = I m Ш L

Συγκρίνοντας τις εκφράσεις για τις στιγμιαίες τιμές ρεύματος και τάσης, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι το ρεύμα σε ένα κύκλωμα με επαγωγή υστερεί σε φάση με την τάση κατά γωνία p/2. Φυσικά, αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι το επαγωγικό πηνίο εφαρμόζει την αδράνεια των ηλεκτρομαγνητικών διεργασιών. Επαγωγή πηνίου μεγάλοείναι ένα ποσοτικό μέτρο αυτής της αδράνειας.

Ας εξαγάγουμε τον νόμο του Ohm για αυτό το κύκλωμα. Από την έκφραση (5.6) προκύπτει ότι I m = U m / (u L). Αφήνω ш L = 2р f L = X L, Οπου X L- επαγωγική αντίδραση του κυκλώματος. Τότε θα πάρετε

I m = U m / X L

που είναι ο νόμος του Ohm για τις τιμές πλάτους. Διαιρώντας την αριστερή και τη δεξιά πλευρά αυτής της έκφρασης με , λαμβάνουμε τον νόμο του Ohm για τις πραγματικές τιμές: I = U / X L .

Ας αναλύσουμε την έκφραση για X L = 2ρ f L. Με αυξανόμενη συχνότητα ρεύματος φάεπαγωγική αντίδραση X Lαυξάνεται (Εικ. 5.8). Φυσικά, αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι ο ρυθμός μεταβολής του ρεύματος αυξάνεται, και επομένως αυξάνεται το emf αυτο-επαγωγής.

Ας εξετάσουμε τα ενεργειακά χαρακτηριστικά ενός κυκλώματος με αυτεπαγωγή.

Στιγμιαία ισχύς.Όσο για την αλυσίδα με R,η τιμή της στιγμιαίας ισχύος καθορίζεται από το γινόμενο των τιμών στιγμιαίας τάσης και ρεύματος:

p = u i = U m I m sin (ут + l/2) sin уt = U m I m cos уt sin уt .

Επειδή sin út cos út = αμαρτία 2útΚαι U m I m / 2 = U I, τότε τελικά έχουμε: p = U αμαρτώ 2 ыt .

Από το γράφημα στο Σχ. 5.9 είναι σαφές ότι όταν πανομοιότυπα σημάδιατάση και ρεύμα, η στιγμιαία ισχύς είναι θετική, και σε διαφορετικά σημάδια- αρνητικό. Φυσικά, αυτό σημαίνει ότι στο πρώτο τέταρτο της περιόδου εναλλασσόμενου ρεύματος, η ενέργεια της πηγής μετατρέπεται σε ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου. Στο δεύτερο τέταρτο της περιόδου, όταν το ρεύμα μειώνεται, το πηνίο επιστρέφει τη συσσωρευμένη ενέργεια στην πηγή. Στο επόμενο τρίμηνο της περιόδου επαναλαμβάνεται η διαδικασία μεταφοράς ενέργειας από την πηγή κ.λπ.

Έτσι, κατά μέσο όρο το πηνίο δεν καταναλώνει ενέργεια και επομένως ενεργό ισχύ P = 0.

Δύναμη αντίδρασης.Για να χαρακτηριστεί ποσοτικά η ένταση της ανταλλαγής ενέργειας μεταξύ της πηγής και του πηνίου, χρησιμοποιείται άεργος ισχύς: Q = U I.

Η μονάδα άεργου ισχύος είναι το άεργο βολτ-αμπέρ (VAr).

Ηλεκτρικό κύκλωμα AC με ενεργή αντίσταση και αυτεπαγωγή.

Η αλυσίδα αποτελείται από τμήματα των οποίων οι ιδιότητες είναι γνωστές.

Ας αναλύσουμε τη λειτουργία αυτού του κυκλώματος. Αφήστε το ρεύμα στο κύκλωμα να ποικίλλει σύμφωνα με το νόμο i = αμαρτώ ьt. Στη συνέχεια, η τάση στην ενεργό αντίσταση u R = U Rm sin ыt, αφού σε αυτό το τμήμα η τάση και το ρεύμα είναι σε φάση.

Τάση πηνίου u L = U Lm sin (уt + р/2),δεδομένου ότι η τάση κατά μήκος της αυτεπαγωγής είναι μπροστά από το ρεύμα σε φάση κατά μια γωνία r/2. Ας κατασκευάσουμε ένα διανυσματικό διάγραμμα για το εν λόγω κύκλωμα.

Πρώτα σχεδιάζουμε το τρέχον διάνυσμα Εγώ, μετά το διάνυσμα τάσης U R, που συμπίπτει σε φάση με το τρέχον διάνυσμα. Αρχή του διανύσματος U L, προωθώντας το τρέχον διάνυσμα κατά γωνία r/2, συνδέστε στο άκρο του διανύσματος U R για την ευκολία της πρόσθεσής τους. Συνολική τάση u= U m sin (уt + ц)αντιπροσωπεύεται από ένα διάνυσμα U, μετατοπισμένο σε φάση σε σχέση με το διάνυσμα ρεύματος κατά γωνία c.

Διανύσματα U R, U L Και U μορφή τρίγωνο πίεσης.

Ας εξαγάγουμε τον νόμο του Ohm για αυτό το κύκλωμα. Με βάση το Πυθαγόρειο θεώρημα για το τρίγωνο τάσης, έχουμε U =

Αλλά U R = I R,ένα U L = I X L; επομένως U = = Εγώ ,

Οπου I = U / .

Ας εισάγουμε τον συμβολισμό = Ζ, Οπου Ζ- συνολική αντίσταση του κυκλώματος. Τότε η έκφραση του νόμου του Ohm θα πάρει τη μορφή I = U/Z.

Εφόσον η συνολική αντίσταση του κυκλώματος Ζ προσδιορίζεται από το Πυθαγόρειο θεώρημα, αντιστοιχεί σε ένα τρίγωνο αντίστασης.

Δεδομένου ότι σε μια σειριακή σύνδεση οι τάσεις στα τμήματα είναι ευθέως ανάλογες με τις αντιστάσεις, το τρίγωνο αντίστασης είναι παρόμοιο με το τρίγωνο τάσης. Αλλαγή φάσης tsμεταξύ ρεύματος και τάσης προσδιορίζεται από το τρίγωνο αντίστασης: tg = X L / R; cos q = R / Z

Για κύκλωμα σειράςας συμφωνήσουμε να μετρήσουμε τη γωνία tsαπό το τρέχον διάνυσμα Εγώ. Από το διάνυσμα Uμετατοπίστηκε φάση σε σχέση με το διάνυσμα Εγώδιαγωνίως tsαριστερόστροφα, αυτή η γωνία είναι θετική.

Ας εξάγουμε ενεργειακές σχέσεις για ένα κύκλωμα με ενεργή αντίσταση και αυτεπαγωγή.

Στιγμιαία ισχύς.

p = U I cos c – U I cos (2 ьt + c) .

Η ανάλυση της έκφρασης που βασίζεται στη βάση της δείχνει ότι η τιμή της στιγμιαίας ισχύος κυμαίνεται γύρω από ένα σταθερό επίπεδο UI cos, που χαρακτηρίζει τη μέση ισχύ. Το αρνητικό μέρος του γραφήματος καθορίζει την ενέργεια που περνά από την πηγή στον επαγωγέα και πίσω.

Μέση ισχύς.Η μέση ή ενεργή ισχύς για ένα δεδομένο κύκλωμα χαρακτηρίζει την κατανάλωση ενέργειας για ενεργητική αντίστασηκαι ως εκ τούτου P = U R I .

Από το διανυσματικό διάγραμμα φαίνεται ότι U R = U cos c.Επειτα P = U I cos c.

Δύναμη αντίδρασης.Η άεργος ισχύς χαρακτηρίζει την ένταση της ανταλλαγής ενέργειας μεταξύ του επαγωγικού πηνίου και της πηγής: Q = U L I = U αμαρτάνω

Πλήρης δύναμη.Η έννοια της συνολικής ισχύος χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της μέγιστης ισχύος των ηλεκτρικών μηχανών: S = U I.

Αφού sin 2 q + cos 2 q = 1, τότε S =

Η μονάδα φαινομενικής ισχύος είναι το βολτ-αμπέρ (VA).

Ηλεκτρικό κύκλωμα AC με χωρητικότητα.

Ας αναλύσουμε τις διαδικασίες στην αλυσίδα.

Ας ρυθμίσουμε την τάση στους ακροδέκτες της πηγής u = U m sin ьt, τότε το ρεύμα στο κύκλωμα θα αλλάξει επίσης σύμφωνα με έναν ημιτονοειδές νόμο. Το ρεύμα καθορίζεται από τον τύπο i = dQ / dt. Ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας Qστις πλάκες πυκνωτών σχετίζεται με την τάση κατά μήκος του πυκνωτή και την χωρητικότητά του με την έκφραση: Q = C u.

Ως εκ τούτου i = dQ / dt = U m ы С sin (ут + р/2)

Έτσι, το ρεύμα σε ένα κύκλωμα με χωρητικότητα είναι μπροστά από την τάση σε φάση κατά γωνία p/2

Φυσικά, αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η τάση στην χωρητικότητα προκύπτει λόγω του διαχωρισμού των φορτίων στις πλάκες της ως αποτέλεσμα της διέλευσης του ρεύματος. Επομένως, η τάση εμφανίζεται μόνο μετά την εμφάνιση ρεύματος.

Ας εξαγάγουμε τον νόμο του Ohm για ένα κύκλωμα με χωρητικότητα. Από την έκφραση προκύπτει ότι Ι

I m = U m = ,

Ας εισάγουμε τη σημειογραφία: 1/ (uC) = 1 / (2р f C) = X C,

Οπου X Γ- χωρητικότητα του κυκλώματος.

Τότε η έκφραση του νόμου του Ohm μπορεί να αναπαρασταθεί στο την παρακάτω φόρμα: για τιμές πλάτους I m = U m / X C

για αποτελεσματικές αξίες Εγώ = U/XC.

Από τον τύπο προκύπτει ότι η χωρητικότητα X C μειώνεται με την αύξηση της συχνότητας φά. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι σε υψηλότερη συχνότητα, περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια ρέει μέσω της διατομής του διηλεκτρικού ανά μονάδα χρόνου στην ίδια τάση, η οποία ισοδυναμεί με μείωση της αντίστασης του κυκλώματος.

Ας εξετάσουμε τα ενεργειακά χαρακτηριστικά σε ένα κύκλωμα με χωρητικότητα.

Στιγμιαία ισχύς.Η έκφραση για τη στιγμιαία δύναμη είναι

p =ui = - U m I m sin τ cos χt = - UI sin 2 χt

Η ανάλυση του τύπου δείχνει ότι σε ένα κύκλωμα με χωρητικότητα, καθώς και σε ένα κύκλωμα με επαγωγή, η μεταφορά ενέργειας γίνεται από πηγή σε φορτίο και αντίστροφα. Στην περίπτωση αυτή, η ενέργεια της πηγής μετατρέπεται σε ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή. Από τη σύγκριση των παραστάσεων και των αντίστοιχων γραφημάτων προκύπτει ότι εάν το επαγωγικό πηνίο και ο πυκνωτής ήταν συνδεδεμένα σε σειρά, τότε θα ανταλλάσσονταν ενέργεια μεταξύ τους.

Η μέση ισχύς σε ένα κύκλωμα με χωρητικότητα είναι επίσης μηδέν: P = 0.

Δύναμη αντίδρασης.Για να χαρακτηριστεί ποσοτικά η ένταση της ανταλλαγής ενέργειας μεταξύ της πηγής και του πυκνωτή, χρησιμοποιείται άεργος ισχύς Q = UI.

Ηλεκτρικό κύκλωμα AC με ενεργή αντίσταση και χωρητικότητα.

Μεθοδολογία για τη μελέτη ενός κυκλώματος με RΚαι ΜΕπαρόμοια με την τεχνική για τη μελέτη ενός κυκλώματος με RΚαι μεγάλο. Ας πάθουμε σοκ i = αμαρτώ ьt.

Στη συνέχεια, η τάση στην ενεργό αντίσταση u R = U Rm sin ыt .

Η τάση κατά μήκος του πυκνωτή υστερεί σε φάση από το ρεύμα κατά γωνία l/2: u C = U Cm αμαρτία (уt - l/2).

Με βάση τις παραπάνω εκφράσεις, θα κατασκευάσουμε ένα διανυσματικό διάγραμμα για αυτό το κύκλωμα.

Από το διανυσματικό διάγραμμα προκύπτει ότι U = = = I

Οπου I =U /

συγκρίνετε την έκφραση εισάγοντας τη σημειογραφία = Ζ,

η έκφραση μπορεί να γραφτεί ως I = U/Z.

Το τρίγωνο αντίστασης για το εν λόγω κύκλωμα φαίνεται στο σχήμα. Η θέση των πλευρών του αντιστοιχεί στη θέση των πλευρών του τριγώνου τάσης στο διανυσματικό διάγραμμα. Η μετατόπιση φάσης φ σε αυτή την περίπτωση είναι αρνητική, καθώς η τάση υστερεί σε φάση με το ρεύμα: tg = - X C / R; cos q = R / Z .

Με όρους ενέργειας, μια αλυσίδα με RΚαι ΜΕτυπικά δεν διαφέρει από την αλυσίδα με RΚαι μεγάλο. Ας το δείξουμε.

Στιγμιαία ισχύς.Αφού η φάση του ρεύματος υποτίθεται ότι είναι μηδέν, τότε i = αμαρτώ ьt, η τάση είναι εκτός φάσης

από ρεύμα σε γωνία | ts | και ως εκ τούτου u= U m sin (уt + ц)

Επειτα p = u i = U m I sin (ут + ц) sin уt .

Παραλείποντας ενδιάμεσους μετασχηματισμούς, παίρνουμε p = U I cos c – U I cos (2 ьt + c).

Μέση ισχύς.Η μέση ισχύς καθορίζεται από τη σταθερή συνιστώσα της στιγμιαίας ισχύος: p = U I cos c.

Δύναμη αντίδρασης.Η άεργος ισχύς χαρακτηρίζει την ένταση της ανταλλαγής ενέργειας μεταξύ της πηγής και του δοχείου: Q = U αμαρτώ γ.

Επειδή ts< 0 , μετά άεργος ισχύς Q< 0 . Φυσικά, αυτό σημαίνει ότι όταν η χωρητικότητα παρέχει ενέργεια, η αυτεπαγωγή την καταναλώνει εάν βρίσκονται στο ίδιο κύκλωμα.

Ηλεκτρικό κύκλωμα AC με ενεργή αντίσταση, επαγωγή και χωρητικότητα.

Ένα κύκλωμα με ενεργή αντίσταση, επαγωγή και χωρητικότητα είναι μια γενική περίπτωση μιας σειριακής σύνδεσης ενεργών και αντιδραστικών αντιστάσεων και είναι ένα σειριακό ταλαντευόμενο κύκλωμα.

Υποθέτουμε ότι η τρέχουσα φάση είναι μηδέν: i = αμαρτώ ьt.

Στη συνέχεια, η τάση στην ενεργό αντίσταση u R = U Rm sin ыt,

τάση επαγωγής u L = U Lm sin (уt + р/2),

τάση χωρητικότητας u C = U Cm sin (ут - р/2).

Ας κατασκευάσουμε ένα διανυσματικό διάγραμμα υπό την προϋπόθεση X L > X C, δηλ. U L = I X L > U C = I X C.

Διάνυσμα τάσης που προκύπτει Uκλείνει το διανυσματικό πολύγωνο U R, U LΚαι U C.

Διάνυσμα U L + U Cκαθορίζει την τάση στην επαγωγή και την χωρητικότητα. Όπως φαίνεται από το διάγραμμα, αυτή η τάση μπορεί να είναι μικρότερη από την τάση σε κάθε ένα από τα τμήματα χωριστά. Αυτό εξηγείται από τη διαδικασία ανταλλαγής ενέργειας μεταξύ επαγωγής και χωρητικότητας.

Ας εξαγάγουμε τον νόμο του Ohm για το κύκλωμα που εξετάζουμε. Από το διανυσματικό μέτρο U L + U Cυπολογίζεται ως η διαφορά μεταξύ των ενεργών τιμών U L - U C , τότε από το διάγραμμα προκύπτει ότι U =

Αλλά U R = I R; U L = I X L , U C = I X C;

ως εκ τούτου, U = I

απ' όπου εγώ = .

Εισάγοντας τον χαρακτηρισμό = Z, όπου Z είναι η συνολική αντίσταση του κυκλώματος,

Θα βρούμε I = U/Z.

Διαφορά μεταξύ επαγωγικής και χωρητικής αντίδρασης = Χονομάζεται αντίδραση του κυκλώματος. Λαμβάνοντας αυτό υπόψη, λαμβάνουμε ένα τρίγωνο αντίστασης για ένα κύκλωμα με R, μεγάλοΚαι ΜΕ.

Στο XL>XC επαγωγική ηλεκτρική αντίστασηθετική και η αντίσταση του κυκλώματος έχει ενεργό-επαγωγικό χαρακτήρα.

Στο X L< X C η αντίδραση είναι αρνητική και η αντίσταση του κυκλώματος είναι ενεργού-χωρητικής φύσης. Θα λάβουμε αυτόματα το πρόσημο της μετατόπισης φάσης μεταξύ ρεύματος και τάσης, αφού η αντίδραση είναι ένα αλγεβρικό μέγεθος:

tg = X / R.

Έτσι, όταν X L ≠ X Cκυριαρχεί είτε η επαγωγική είτε η χωρητική αντίδραση, δηλ. από ενεργειακή άποψη, ένα κύκλωμα με R, L και C ανάγεται σε ένα κύκλωμα με R, L ή R, C. Τότε η στιγμιαία ισχύς p = U I cos q - U I cos (2шt + q),και το σημάδι tsκαθορίζεται από τον τύπο tg = X / R. Αντίστοιχα, η ενεργή, η άεργος και η φαινόμενη ισχύς χαρακτηρίζονται από τις εκφράσεις:

P = U I cos c; Q = U αμαρτώ q; S= = U I .

Συντονιστικός τρόπος λειτουργίας του κυκλώματος. Συντονισμός τάσης.

Αφήστε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα να περιέχει μία ή περισσότερες επαγωγές και χωρητικότητες.

Ο συντονισμένος τρόπος λειτουργίας ενός κυκλώματος εννοείται ότι είναι ένας τρόπος στον οποίο η αντίσταση είναι καθαρά ενεργή. Σε σχέση με την πηγή ισχύος, τα στοιχεία του κυκλώματος συμπεριφέρονται σε λειτουργία συντονισμού ως ενεργή αντίσταση, επομένως το ρεύμα και η τάση στο μη διακλαδισμένο τμήμα είναι σε φάση. Η άεργος ισχύς του κυκλώματος είναι ίση με μηδέν.

Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι λειτουργίας: συντονισμός τάσης και συντονισμός ρεύματος.

Συντονισμός τάσηςείναι ένα φαινόμενο σε ένα κύκλωμα με κύκλωμα σειράς όταν το ρεύμα στο κύκλωμα είναι σε φάση με την τάση της πηγής.

Ας βρούμε την προϋπόθεση για τον συντονισμό τάσης. Για να είναι το ρεύμα του κυκλώματος σε φάση με την τάση, η αντίσταση πρέπει να είναι ίση με μηδέν, αφού tan = X / R.

Έτσι, η προϋπόθεση για τον συντονισμό τάσης είναι X = 0 ή X L = X C. Αλλά X L = 2nfL, και X C = 1 / (2nf C), όπου f είναι η συχνότητα του τροφοδοτικού. Ως αποτέλεσμα, μπορούμε να γράψουμε

2nf L = l / (2nf C).

Λύνοντας αυτήν την εξίσωση για f, παίρνουμε f = = f o

Σε συντονισμό τάσης, η συχνότητα της πηγής είναι ίση με τη φυσική συχνότητα του κυκλώματος.

Η έκφραση είναι ο τύπος του Thomson, ο οποίος καθορίζει την εξάρτηση της φυσικής συχνότητας των ταλαντώσεων του κυκλώματος f o από τις παραμέτρους L και C. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι εάν ο πυκνωτής του κυκλώματος φορτίζεται από μια πηγή συνεχές ρεύμα, και μετά κλείστε το σε ένα επαγωγικό πηνίο, τότε στο κύκλωμα θα εμφανιστεί ένα εναλλασσόμενο ρεύμα συχνότητας f o. Λόγω των απωλειών, οι ταλαντώσεις στο κύκλωμα θα εξασθενήσουν και ο χρόνος εξασθένησης εξαρτάται από την τιμή των απωλειών που συναντώνται.

Ο συντονισμός τάσης αντιστοιχεί σε ένα διανυσματικό διάγραμμα.

Με βάση αυτό το διάγραμμα και τον νόμο του Ohm για ένα κύκλωμα με R, LΚαι ΜΕΑς διατυπώσουμε τα σημάδια συντονισμού τάσης:

α) η αντίσταση κυκλώματος Z = R είναι ελάχιστη και καθαρά ενεργή.

β) το ρεύμα του κυκλώματος είναι σε φάση με την τάση της πηγής και φτάνει στη μέγιστη τιμή του.

γ) η τάση στο επαγωγικό πηνίο είναι ίση με την τάση στον πυκνωτή και ο καθένας χωριστά μπορεί να είναι πολλές φορές υψηλότερη από την τάση στους ακροδέκτες του κυκλώματος.

Φυσικά, αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η τάση της πηγής στον συντονισμό πηγαίνει μόνο για να καλύψει τις απώλειες στο κύκλωμα. Η τάση στο πηνίο και στον πυκνωτή καθορίζεται από την ενέργεια που συσσωρεύεται σε αυτά, η τιμή της οποίας είναι μεγαλύτερη, τόσο μικρότερες είναι οι απώλειες στο κύκλωμα. Ποσοτικά, αυτό το φαινόμενο χαρακτηρίζεται από τον παράγοντα ποιότητας του κυκλώματος Q, ο οποίος είναι ο λόγος της τάσης στο πηνίο ή στον πυκνωτή προς την τάση στους ακροδέκτες του κυκλώματος στον συντονισμό:

Q = U L / U = U L / U R = I X L / (I R) = X L / R = X C / R

Στην αντήχηση X L = 2nf L = 2р

η τιμή = Z B ονομάζεται χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος. Ετσι,

Q = Z B / R.

Η ικανότητα ενός ταλαντούμενου κυκλώματος να παράγει ρεύματα συχνότητες συντονισμούκαι εξασθενούν ρεύματα άλλων συχνοτήτων χαρακτηρίζεται από μια καμπύλη συντονισμού.

Η καμπύλη συντονισμού δείχνει την εξάρτηση της πραγματικής τιμής του ρεύματος στο κύκλωμα από τη συχνότητα πηγής σε μια σταθερή φυσική συχνότητα του κυκλώματος.

Αυτή η εξάρτηση καθορίζεται από το νόμο του Ohm για μια αλυσίδα με R, L και C. Πράγματι, I = U / Z, όπου Z = .

Το σχήμα δείχνει την εξάρτηση της αντίδρασης X = X L - X Cαπό τη συχνότητα πηγής φά.

Η ανάλυση αυτού του γραφήματος και της έκφρασης δείχνει ότι σε χαμηλές και υψηλές συχνότητες η αντίδραση είναι υψηλή και το ρεύμα στο κύκλωμα είναι μικρό. Σε συχνότητες κοντά στο f o, η αντίδραση είναι χαμηλή και το ρεύμα βρόχου είναι υψηλό. Επιπλέον, τόσο υψηλότερος είναι ο συντελεστής ποιότητας του κυκλώματος Q, τόσο πιο έντονη είναι η καμπύλη συντονισμού του κυκλώματος.

Συντονιστικός τρόπος λειτουργίας του κυκλώματος. Συντονισμός ρευμάτων.

Συντονισμός ρευμάτωνΑυτό το φαινόμενο ονομάζεται σε ένα κύκλωμα με παράλληλο ταλαντούμενο κύκλωμα όταν το ρεύμα στο μη διακλαδισμένο τμήμα του κυκλώματος είναι σε φάση με την τάση της πηγής.

Το σχήμα δείχνει ένα διάγραμμα ενός παράλληλου ταλαντωτικού κυκλώματος. Αντίσταση Rστον επαγωγικό κλάδο οφείλεται σε απώλειες θερμότητας μέσω της ενεργού αντίστασης του πηνίου. Οι απώλειες στον χωρητικό κλάδο μπορούν να παραμεληθούν.

Ας βρούμε την προϋπόθεση για τον τρέχοντα συντονισμό. Εξ ορισμού, το ρεύμα είναι σε φάση με την τάση U. Κατά συνέπεια, η αγωγιμότητα του κυκλώματος πρέπει να είναι καθαρά ενεργή και η άεργη αγωγιμότητα ίση με μηδέν.Προϋπόθεση για τον συντονισμό των ρευμάτων είναι η άεργη αγωγιμότητα του κυκλώματος να είναι ίση με μηδέν.

Για να διευκρινίσουμε τα σημάδια του συντονισμού ρεύματος, θα κατασκευάσουμε ένα διανυσματικό διάγραμμα.

Προκειμένου για το ρεύμα Εγώστο μη διακλαδισμένο τμήμα του κυκλώματος ήταν σε φάση με την τάση, την άεργη συνιστώσα του επαγωγικού ρεύματος διακλάδωσης I Lpπρέπει να είναι ίσο σε μέγεθος με το ρεύμα του χωρητικού κλάδου Εγώ Γ. Ενεργό στοιχείο του επαγωγικού ρεύματος διακλάδωσης I Laαποδεικνύεται ότι είναι ίσο με το ρεύμα της πηγής Εγώ.

Ας διατυπώσουμε τα σημάδια του τρέχοντος συντονισμού:

α) η αντίσταση κυκλώματος Z K είναι μέγιστη και καθαρά ενεργή.

β) το ρεύμα στο μη διακλαδισμένο τμήμα του κυκλώματος είναι σε φάση με την τάση της πηγής και φτάνει μια πρακτικά ελάχιστη τιμή.

γ) η άεργος συνιστώσα του ρεύματος στο πηνίο είναι ίση με χωρητικό ρεύμα, και αυτά τα ρεύματα μπορεί να είναι πολλές φορές υψηλότερα από το ρεύμα πηγής.

Φυσικά, αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι με μικρές απώλειες στο κύκλωμα (με μικρές R) Το ρεύμα της πηγής απαιτείται μόνο για την κάλυψη αυτών των απωλειών. Το ρεύμα στο κύκλωμα οφείλεται στην ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ του πηνίου και του πυκνωτή. Στην ιδανική περίπτωση (κύκλωμα χωρίς απώλειες) δεν υπάρχει ρεύμα πηγής.

Συμπερασματικά, πρέπει να σημειωθεί ότι το φαινόμενο του συντονισμού ρεύματος είναι πιο σύνθετο και ποικίλο από το φαινόμενο του συντονισμού τάσης. Στην πραγματικότητα, εξετάστηκε μόνο μια ειδική περίπτωση συντονισμού ραδιομηχανικής.

Βασικά διαγράμματα σύνδεσης τριφασικών κυκλωμάτων.

Σχηματικό διάγραμμαγεννήτρια
Στο Σχ. δείχνει ένα διάγραμμα της απλούστερης τριφασικής γεννήτριας, με τη βοήθεια της οποίας είναι εύκολο να εξηγηθεί η αρχή της απόκτησης ενός τριφασικού EMF. Σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο ενός μόνιμου μαγνήτη, τρία πλαίσια περιστρέφονται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα, μετατοπισμένα στο χώρο το ένα σε σχέση με το άλλο υπό γωνία 120°.

Τη χρονική στιγμή t = 0 καρέ OHβρίσκεται οριζόντια και σε αυτό προκαλείται EMF e A = E m sin ьt .

Ακριβώς το ίδιο EMF θα προκληθεί στο πλαίσιο ВYόταν περιστρέφεται 120° και παίρνει τη θέση του πλαισίου OH. Επομένως, όταν t = 0 ε Β = E m sin (ут -120°).

Συλλογίζοντας με παρόμοιο τρόπο, βρίσκουμε το emf στο πλαίσιο CZ:

e C = E m sin (wt – 240 o) = E m sin (wt +120°).

Διάγραμμα αποσυνδεδεμένου τριφασικού στόχου
Για να εξοικονομήσετε χρήματα, οι περιελίξεις μιας τριφασικής γεννήτριας συνδέονται σε αστέρι ή τρίγωνο. Σε αυτή την περίπτωση, ο αριθμός των καλωδίων σύνδεσης από τη γεννήτρια στο φορτίο μειώνεται σε τρία ή τέσσερα.

Διάγραμμα περιελίξεων γεννήτριας συνδεδεμένων με αστέρι

Επί ηλεκτρικά διαγράμματαΜια τριφασική γεννήτρια συνήθως απεικονίζεται ως τρεις περιελίξεις που βρίσκονται σε γωνία 120° μεταξύ τους. Όταν συνδέονται με ένα αστέρι (Εικ. 6.5), τα άκρα αυτών των περιελίξεων συνδυάζονται σε ένα σημείο, το οποίο ονομάζεται σημείο μηδέν της γεννήτριας και ορίζεται O. Οι αρχές των περιελίξεων χαρακτηρίζονται με τα γράμματα A, B, ΝΤΟ.

Διάγραμμα περιελίξεων γεννήτριας που συνδέονται στο δέλτα

Όταν συνδέεται με ένα τρίγωνο (Εικ. 6.6), το τέλος της πρώτης περιέλιξης της γεννήτριας συνδέεται με την αρχή της δεύτερης, το τέλος της δεύτερης στην αρχή της τρίτης και το τέλος της τρίτης στην αρχή του πρώτου. Τα καλώδια της γραμμής σύνδεσης συνδέονται στα σημεία A, B, C.

Σημειώστε ότι όταν δεν υπάρχει φορτίο, δεν υπάρχει ρεύμα στις περιελίξεις μιας τέτοιας σύνδεσης, αφού το γεωμετρικό άθροισμα του EMF Ε Α, Ε ΒΚαι Ε Γίσο με μηδέν.

Σχέσεις μεταξύ φάσης και γραμμικών ρευμάτων και τάσεων.

Το σύστημα EMF των περιελίξεων μιας τριφασικής γεννήτριας που λειτουργεί στο σύστημα ισχύος είναι πάντα συμμετρικό: το EMF διατηρείται αυστηρά σταθερό σε πλάτος και μετατοπίζεται φάση κατά 120°.

Ας εξετάσουμε ένα συμμετρικό φορτίο (Εικ. 6.10), για το οποίο

Z A = Z B = Z C = Z, q A = q B = q C = q.

Στους σφιγκτήρες Α, Β, ΓΤα καλώδια γραμμής ισχύος είναι κατάλληλα - καλώδια γραμμής.

Ας εισάγουμε τον ακόλουθο συμβολισμό: Ι Λ- γραμμικό ρεύμα στα καλώδια της γραμμής μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. ΑΝ- ρεύμα σε αντιστάσεις φορτίου (φάσεις). U L- γραμμική τάση μεταξύ γραμμικών καλωδίων. U F- τάση φάσης σε φάσεις φορτίου.

Στο υπό εξέταση κύκλωμα, φάση και ρεύματα γραμμήςταιριάξει: Ι Λ = ΑΝ, Τάση U AB, U BCΚαι U CAείναι γραμμικές και οι τάσεις U A, U B, U C- φάση. Προσθέτοντας τις τάσεις, βρίσκουμε (Εικ. 6.10): U AB = U A - U B; U B C = U B - U C; ΗΠΑ = U C - U A.

Σύνδεση φορτίου αστεριού

Αρχίζουμε να κατασκευάζουμε ένα διανυσματικό διάγραμμα που ικανοποιεί αυτές τις εξισώσεις (Εικ. 6.11) από την εικόνα ενός αστεριού τάσεις φάσης U A, U B, U C. Στη συνέχεια κατασκευάζουμε ένα διάνυσμα U AB- ως γεωμετρικό άθροισμα διανυσμάτων U AΚαι - U B, διάνυσμα UBC- ως γεωμετρικό άθροισμα διανυσμάτων UaΚαι - Uc, διάνυσμα ΗΠΑ- ως γεωμετρικό άθροισμα διανυσμάτων U CΚαι - U A

Πολικό διανυσματικό διάγραμμα τάσης

Για να συμπληρωθεί η εικόνα, το διανυσματικό διάγραμμα δείχνει επίσης διανύσματα ρευμάτων που υστερούν κατά γωνία μ από τα διανύσματα των αντίστοιχων τάσεων φάσης (θεωρούμε ότι το φορτίο είναι επαγωγικό).

Στο κατασκευασμένο διανυσματικό διάγραμμα, οι απαρχές όλων των διανυσμάτων συνδυάζονται σε ένα σημείο (πόλος), γι' αυτό ονομάζεται πολικός. Το κύριο πλεονέκτημα ενός πολικού διανυσματικού διαγράμματος είναι η σαφήνειά του.

Οι εξισώσεις που συνδέουν τα διανύσματα γραμμικών και φάσεων τάσεων ικανοποιούνται επίσης από το διανυσματικό διάγραμμα στο Σχ. 6.12, που λέγεται τοπογραφικός. Σας επιτρέπει να βρείτε γραφικά την τάση μεταξύ οποιωνδήποτε σημείων του κυκλώματος που φαίνεται στο Σχ. 6.10. Για παράδειγμα, για να προσδιορίσετε την τάση μεταξύ του σημείου C και του σημείου που διχοτομεί την αντίσταση που περιλαμβάνεται στη φάση Β, αρκεί να συνδέσετε το σημείο C στο διανυσματικό διάγραμμα στη μέση του διανύσματος Uв. Στο διάγραμμα, το διάνυσμα της επιθυμητής τάσης φαίνεται με μια διακεκομμένη γραμμή.

Τοπογραφικό διανυσματικό διάγραμμα τάσεων

Με συμμετρικό φορτίο, οι μονάδες των διανυσμάτων τάσης φάσης (και γραμμικής) είναι ίσες μεταξύ τους. Στη συνέχεια, το τοπογραφικό διάγραμμα μπορεί να απεικονιστεί όπως φαίνεται στο Σχ. 6.13.

Διανυσματικό διάγραμμαφάση και τάσεις γραμμήςμε συμμετρικό φορτίο

Με το χαμήλωμα της κάθετης ΟΜ, από ορθογώνιο τρίγωνοβρίσκουμε.

U L /2 = = .

ΣΕ συμμετρικό αστέριφάση και γραμμικά ρεύματα και τάσεις σχετίζονται με τις σχέσεις

I l = ΑΝ; U L = U F.

Σκοπός των μετασχηματιστών και εφαρμογή τους. Συσκευή μετασχηματιστή

Ένας μετασχηματιστής έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα μιας τάσης σε εναλλασσόμενο ρεύμα μιας άλλης τάσης. Η τάση αυξάνεται χρησιμοποιώντας αυξανόμενημετασχηματιστές, μείωση - υποβάθμιση

Οι μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται σε γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, τεχνολογία επικοινωνιών, αυτοματισμό, τεχνολογία μέτρησης και άλλους τομείς.

ΜετασχηματιστήςΕίναι ένα κλειστό μαγνητικό κύκλωμα στο οποίο βρίσκονται δύο ή περισσότερες περιελίξεις. Σε μετασχηματιστές χαμηλής ισχύος υψηλής συχνότητας που χρησιμοποιούνται σε ραδιοκυκλώματα, το μαγνητικό κύκλωμα μπορεί να είναι αέρας.

Η αρχή λειτουργίας ενός μονοφασικού μετασχηματιστή. Συντελεστής μετασχηματισμού.

Η λειτουργία ενός μετασχηματιστή βασίζεται στο φαινόμενο της αμοιβαίας επαγωγής, το οποίο είναι συνέπεια του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα την ουσία της διαδικασίας μετατροπής ρεύματος και τάσης.

Σχηματικό διάγραμμα μονοφασικού μετασχηματιστή

Όταν συνδέεται πρωτεύον τύλιγμαμετασχηματιστή σε τάση AC U 1ρεύμα θα αρχίσει να ρέει μέσα από την περιέλιξη Ι 1(Εικ. 7.5), που θα δημιουργήσει μια εναλλασσόμενη μαγνητική ροή F στο μαγνητικό κύκλωμα. Μαγνητική ροή, που διαπερνά τις στροφές δευτερεύουσα περιέλιξη, προκαλεί EMF σε αυτό Ε 2, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία του φορτίου.

Δεδομένου ότι οι πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις του μετασχηματιστή διαπερνώνται από την ίδια μαγνητική ροή F, οι εκφράσεις για το EMF που προκαλείται στην περιέλιξη μπορούν να γραφούν με τη μορφή: E 1 = 4,44 f w 1 Ф m. E 2 = 4,44 f w 2 Ф m.

Οπου φά- Συχνότητα AC w- αριθμός στροφών περιελίξεων.

Διαιρώντας τη μια ισότητα με την άλλη, παίρνουμε E 1 / E 2 = w 1 / w 2 = k.

Ο λόγος του αριθμού των στροφών των περιελίξεων ενός μετασχηματιστή ονομάζεται αναλογία μετασχηματισμού κ.

Έτσι, ο συντελεστής μετασχηματισμού δείχνει πώς αποτελεσματικές αξίες EMF των πρωτογενών και δευτερευουσών περιελίξεων. Κατά συνέπεια, ανά πάσα στιγμή ο λόγος των στιγμιαίων τιμών του EMF των δευτερευόντων και πρωτευουσών περιελίξεων είναι ίσος με τον λόγο μετασχηματισμού. Είναι εύκολο να γίνει κατανοητό ότι αυτό είναι δυνατό μόνο εάν το EMF στις πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις είναι εντελώς σε φάση.

Εάν το κύκλωμα της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή είναι ανοιχτό (λειτουργία χωρίς φορτίο), τότε η τάση στους ακροδέκτες της περιέλιξης είναι ίση με το EMF του: U 2 = E 2 και η τάση της πηγής ισχύος είναι σχεδόν πλήρως εξισορροπημένο από το EMF του πρωτεύοντος τυλίγματος U ≈ E 1. Επομένως, μπορούμε να το γράψουμε k = E 1 / E 2 ≈ U 1 / U 2 .

Έτσι, ο λόγος μετασχηματισμού μπορεί να προσδιοριστεί με βάση τις μετρήσεις τάσης στην είσοδο και στην έξοδο ενός μετασχηματιστή χωρίς φορτίο. Η αναλογία τάσης στις περιελίξεις ενός μετασχηματιστή χωρίς φορτίο αναφέρεται στο διαβατήριό του.

Λαμβάνοντας υπόψη την υψηλή απόδοση του μετασχηματιστή, μπορούμε να υποθέσουμε ότι S 1 ≈ S 2, Οπου S 1=U 1 I 1- ισχύς που καταναλώνεται από το δίκτυο. S 2 = U 2 I 2- τροφοδοσία ρεύματος στο φορτίο.

Ετσι, U 1 I 1 ≈ U 2 I 2, που U 1 / U 2 ≈ I 2 / I 1 = k .

Ο λόγος των ρευμάτων του δευτερεύοντος και του πρωτεύοντος τυλίγματος είναι περίπου ίσος με τον λόγο μετασχηματισμού, επομένως το ρεύμα Ι 2πόσες φορές αυξάνεται (μειώνεται) και πόσες φορές μειώνεται (αυξάνεται) U 2.

Τριφασικοί μετασχηματιστές.

Οι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν κυρίως τριφασικές μετασχηματιστές ισχύος. Εμφάνιση, χαρακτηριστικά σχεδίουκαι η διάταξη των κύριων στοιχείων αυτού του μετασχηματιστή φαίνεται στο Σχ. 7.2. Ο μαγνητικός πυρήνας ενός τριφασικού μετασχηματιστή έχει τρεις ράβδους, καθεμία από τις οποίες περιέχει δύο περιελίξεις της ίδιας φάσης (Εικ. 7.6).

Για τη σύνδεση του μετασχηματιστή με τα καλώδια τροφοδοσίας, υπάρχουν δακτύλιοι στο καπάκι της δεξαμενής, οι οποίοι είναι μονωτήρες από πορσελάνη με χάλκινες ράβδους που τρέχουν μέσα τους. Οι είσοδοι υψηλής τάσης χαρακτηρίζονται με γράμματα Α, Β, Γ,είσοδοι - γράμματα χαμηλής τάσης α, β, γ. Εισαγω ουδέτερο σύρμαβρίσκεται στα αριστερά της εισόδου ΕΝΑκαι συμβολίζεται Ο (Εικ. 7.7).

Η αρχή λειτουργίας και οι ηλεκτρομαγνητικές διεργασίες σε έναν μετασχηματιστή τριών φάσεων είναι παρόμοιες με αυτές που συζητήθηκαν προηγουμένως. Ένα χαρακτηριστικό ενός μετασχηματιστή τριών φάσεων είναι η εξάρτηση του λόγου μετασχηματισμού των γραμμικών τάσεων από τη μέθοδο σύνδεσης των περιελίξεων.

Υπάρχουν κυρίως τρεις μέθοδοι σύνδεσης των περιελίξεων ενός μετασχηματιστή τριών φάσεων: 1) σύνδεση του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος τυλίγματος με ένα αστέρι (Εικ. 7.8, α). 2) σύνδεση των πρωτευόντων περιελίξεων με ένα αστέρι, των δευτερευόντων περιελίξεων με ένα τρίγωνο (Εικ. 7.8, β). 3) σύνδεση των πρωτευόντων περιελίξεων με τρίγωνο, δευτερεύουσες περιελίξεις με αστέρι (Εικ. 7.8, γ).

Μέθοδοι σύνδεσης των περιελίξεων ενός μετασχηματιστή τριών φάσεων

Ας υποδηλώσουμε τον λόγο του αριθμού των στροφών των περιελίξεων μιας φάσης με το γράμμα κ, που αντιστοιχεί στον λόγο μετασχηματισμού ενός μονοφασικού μετασχηματιστή και μπορεί να εκφραστεί μέσω του λόγου των τάσεων φάσης: k = w 1 / w 2 ≈ U f1 / U f2.

Ας υποδηλώσουμε τον συντελεστή μετατροπής των γραμμικών τάσεων με το γράμμα Με.

Κατά τη σύνδεση των περιελίξεων σύμφωνα με το κύκλωμα αστέρι-αστέρι c = U l1 / U l2 = U f1 / ( U f2) = k.

Κατά τη σύνδεση των περιελίξεων σύμφωνα με το κύκλωμα αστέρα-τριγώνου c = U l1 / U l2 = U f1 / U f2 = κ.

Κατά τη σύνδεση των περιελίξεων σύμφωνα με το διάγραμμα τρίγωνο-αστέρι c = U l1 / U l2 = U f1 U f2 = κ .

Έτσι, με τον ίδιο αριθμό στροφών των περιελίξεων του μετασχηματιστή, ο συντελεστής μετασχηματισμού του μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί αρκετές φορές επιλέγοντας το κατάλληλο διάγραμμα σύνδεσης περιελίξεων.

Αυτομετασχηματιστές και μετασχηματιστές οργάνων

Σχηματικό διάγραμμα αυτομετασχηματιστή

Στον αυτομετασχηματιστή μέρος των στροφών του πρωτεύοντος τυλίγματος χρησιμοποιείται ως δευτερεύον τύλιγμα, επομένως, εκτός από τη μαγνητική σύνδεση, υπάρχει μια ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος κυκλώματος. Σύμφωνα με αυτό, η ενέργεια μεταφέρεται από το πρωτεύον κύκλωμα στο δευτερεύον κύκλωμα τόσο χρησιμοποιώντας μαγνητική ροή κλειστή μέσω ενός μαγνητικού κυκλώματος όσο και απευθείας μέσω καλωδίων. Εφόσον ο τύπος EMF του μετασχηματιστή είναι εφαρμόσιμος στις περιελίξεις ενός αυτομετασχηματιστή καθώς και στις περιελίξεις ενός μετασχηματιστή, ο συντελεστής μετασχηματισμού ενός αυτομετασχηματιστή εκφράζεται με γνωστές αναλογίες. k = w 1 / w 2 = E 1 / E 2 ≈ U f1 / U f2 ≈ I 2 / I 1.

Λόγω της ηλεκτρικής σύνδεσης των περιελίξεων, ρεύματα διέρχονται από το τμήμα των στροφών που ανήκει ταυτόχρονα στο πρωτεύον και δευτερεύον κύκλωμα Ι 1Και Ι 2, που είναι κατευθυνόμενοι μετρητές και με μικρό συντελεστή μετασχηματισμού διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους σε αξία. Ως εκ τούτου, η διαφορά τους αποδεικνύεται μικρή και η περιέλιξη w 2μπορεί να κατασκευαστεί από λεπτό σύρμα.

Έτσι, όταν κ= 0,5...2 εξοικονομείται σημαντική ποσότητα χαλκού. Με υψηλότερους ή χαμηλότερους λόγους μετασχηματισμού, αυτό το πλεονέκτημα του αυτομετασχηματιστή εξαφανίζεται, καθώς το τμήμα της περιέλιξης από το οποίο διέρχονται αντίθετα ρεύματα Ι 1Και Ι 2, μειώνεται σε πολλές στροφές και η ίδια η διαφορά ρεύματος αυξάνεται.

Ηλεκτρική σύνδεσηΤα πρωτεύοντα και δευτερεύοντα κυκλώματα αυξάνουν τον κίνδυνο κατά τη λειτουργία της συσκευής, καθώς εάν χαλάσει η μόνωση στον υποβιβαζόμενο αυτόματο μετασχηματιστή, ο χειριστής μπορεί να βρεθεί υπό υψηλή τάση στο πρωτεύον κύκλωμα.

Οι αυτομετασχηματιστές χρησιμοποιούνται για την εκκίνηση ισχυρών κινητήρων εναλλασσόμενου ρεύματος, τη ρύθμιση της τάσης σε δίκτυα φωτισμού, καθώς και σε άλλες περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να ρυθμιστεί η τάση εντός μικρών ορίων.

Μετασχηματιστές οργάνων τάσης και ρεύματος χρησιμοποιείται για να περιλαμβάνει όργανα μέτρησης, αυτόματο έλεγχο και εξοπλισμό προστασίας σε κυκλώματα υψηλής τάσης. Σας επιτρέπουν να μειώσετε το μέγεθος και το βάρος συσκευές μέτρησης, αυξήστε την ασφάλεια προσωπικό εξυπηρέτησης, επεκτείνετε τα όρια μέτρησης των συσκευών AC.

Μετασχηματιστές τάσηςχρησιμοποιούνται για την ενεργοποίηση βολτόμετρων και περιελίξεων τάσης οργάνων μέτρησης (Εικ. 7.10). Δεδομένου ότι αυτές οι περιελίξεις έχουν υψηλή αντίσταση και καταναλώνουν μικρή ισχύ, οι μετασχηματιστές τάσης μπορεί να θεωρηθεί ότι λειτουργούν σε λειτουργία χωρίς φορτίο.

Διάγραμμα σύνδεσης και σύμβολομετασχηματιστής τάσης

Μετασχηματιστές ρεύματος οργάνουχρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση των αμπερόμετρων και των πηνίων ρεύματος των οργάνων μέτρησης (Εικ. 7.11). Αυτά τα πηνία έχουν πολύ μικρή αντίσταση, επομένως οι μετασχηματιστές ρεύματος λειτουργούν πρακτικά σε λειτουργία βραχυκυκλώματος.

Διάγραμμα σύνδεσης και σύμβολο του μετασχηματιστή ρεύματος μέτρησης

Η προκύπτουσα μαγνητική ροή στον μαγνητικό πυρήνα του μετασχηματιστή είναι ίση με τη διαφορά στις μαγνητικές ροές που δημιουργούνται από τις πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις. ΣΕ φυσιολογικές συνθήκεςη λειτουργία του μετασχηματιστή ρεύματος είναι μικρή. Ωστόσο, όταν ανοίγει το δευτερεύον κύκλωμα περιέλιξης, μόνο η μαγνητική ροή του πρωτεύοντος τυλίγματος θα υπάρχει στον πυρήνα, η οποία υπερβαίνει σημαντικά τη διαφορά μαγνητικής ροής. Οι απώλειες πυρήνα θα αυξηθούν απότομα, ο μετασχηματιστής θα υπερθερμανθεί και θα αποτύχει. Επιπλέον, ένα μεγάλο EMF θα εμφανιστεί στα άκρα του σπασμένου δευτερεύοντος κυκλώματος, το οποίο είναι επικίνδυνο για την εργασία του χειριστή. Επομένως, ο μετασχηματιστής ρεύματος δεν μπορεί να συνδεθεί στη γραμμή χωρίς α εργαλείο μέτρησης. Για να αυξηθεί η ασφάλεια του προσωπικού χειρισμού, το περίβλημα του μετασχηματιστή οργάνων πρέπει να είναι προσεκτικά γειωμένο.

Αρχή λειτουργίας ενός ασύγχρονου κινητήρα. Ταχύτητα ολίσθησης και ρότορα.

Η αρχή λειτουργίας ενός ασύγχρονου κινητήρα βασίζεται στη χρήση ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου και στους βασικούς νόμους της ηλεκτρικής μηχανικής.

Όταν ανάβετε τον κινητήρα τριφασικό ρεύμαΣτον στάτορα σχηματίζεται ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, οι γραμμές δύναμης του οποίου τέμνουν τις ράβδους ή τα πηνία της περιέλιξης του ρότορα. Στην περίπτωση αυτή, σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, προκαλείται ένα EMF στην περιέλιξη του ρότορα, ανάλογο με τη συχνότητα τομής των γραμμών ισχύος. Υπό την επίδραση του επαγόμενου EMF, προκύπτουν σημαντικά ρεύματα στον ρότορα του κλωβού του σκίουρου.

Σύμφωνα με το νόμο του Ampere, οι αγωγοί που μεταφέρουν ρεύμα σε ένα μαγνητικό πεδίο δρουν από μηχανικές δυνάμεις, τα οποία, σύμφωνα με την αρχή του Lenz, προσπαθούν να εξαλείψουν την αιτία που προκαλεί το επαγόμενο ρεύμα, δηλ. διασταύρωση των ράβδων περιέλιξης του ρότορα με τις γραμμές ισχύος του περιστρεφόμενου πεδίου. Έτσι, οι μηχανικές δυνάμεις που προκύπτουν θα περιστρέψουν τον ρότορα προς την κατεύθυνση της περιστροφής του πεδίου, μειώνοντας την ταχύτητα τομής των ράβδων περιέλιξης του ρότορα με μαγνητικές γραμμές δύναμης.

Ο ρότορας δεν μπορεί να φτάσει τη συχνότητα περιστροφής πεδίου σε πραγματικές συνθήκες, αφού τότε οι ράβδοι της περιέλιξης του θα ήταν ακίνητες σε σχέση με τις μαγνητικές γραμμές δύναμης και τα επαγόμενα ρεύματα στην περιέλιξη του ρότορα θα εξαφανίζονταν. Επομένως, ο ρότορας περιστρέφεται με συχνότητα χαμηλότερη από τη συχνότητα περιστροφής πεδίου, δηλαδή ασύγχρονα με το πεδίο ή ασύγχρονα.

Εάν οι δυνάμεις που φρενάρουν την περιστροφή του ρότορα είναι μικρές, τότε ο ρότορας φτάνει σε συχνότητα κοντά στη συχνότητα περιστροφής του πεδίου.

Καθώς αυξάνεται το μηχανικό φορτίο στον άξονα του κινητήρα, η ταχύτητα του ρότορα μειώνεται, τα ρεύματα στην περιέλιξη του ρότορα αυξάνονται, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της ροπής του κινητήρα. Σε μια ορισμένη ταχύτητα του ρότορα, δημιουργείται μια ισορροπία μεταξύ πέδησης και ροπής.

Ας υποδηλώσουμε με ν 2ταχύτητα ρότορα ενός ασύγχρονου κινητήρα. Βρεθηκε οτι ν 2< n 1 .

Η συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου σε σχέση με τον ρότορα, δηλ. διαφορά n 1 – n 2,που ονομάζεται ολίσθηση. Συνήθως, η ολίσθηση εκφράζεται ως κλάσμα της συχνότητας περιστροφής πεδίου και συμβολίζεται με το γράμμα μικρό: s = (n 1 – n 2)/ n 1Η ολίσθηση εξαρτάται από το φορτίο του κινητήρα. Σε ονομαστικό φορτίο, η τιμή του είναι περίπου 0,05 για μηχανήματα χαμηλής ισχύος και περίπου 0,02 για ισχυρά μηχανήματα. Από την τελευταία ισότητα βρίσκουμε ότι n 2 =(l – s) n 1 . Μετά τον μετασχηματισμό, λαμβάνουμε μια έκφραση για την ταχύτητα του κινητήρα, κατάλληλη για περαιτέρω συζήτηση: n 2 = (l – s)

Επειδή η ολίσθηση είναι μικρή κατά την κανονική λειτουργία του κινητήρα, οι στροφές του κινητήρα διαφέρουν ελάχιστα από τις στροφές πεδίου.

Στην πράξη, η ολίσθηση εκφράζεται συχνά ως ποσοστό: b = ·100.

Πλέον ασύγχρονοι κινητήρεςΗ ολίσθηση κυμαίνεται εντός 2...5%.

Η ολίσθηση είναι ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά ενός κινητήρα. Το EMF και το ρεύμα, η ροπή και η ταχύτητα του ρότορα εκφράζονται μέσω αυτού.

Με ακίνητο ρότορα ( ν 2= 0) s = l. Ο κινητήρας έχει αυτό το είδος ολίσθησης τη στιγμή της εκκίνησης.

Όπως σημειώθηκε, η ολίσθηση εξαρτάται από τη ροπή του φορτίου στον άξονα του κινητήρα. Επομένως, η ταχύτητα του ρότορα εξαρτάται από τη ροπή πέδησης στον άξονα. Ονομαστική ταχύτητα ρότορα ν 2, που αντιστοιχεί στις υπολογιζόμενες τιμές του φορτίου, της συχνότητας και της τάσης δικτύου, αναγράφεται στην πινακίδα τύπου του ασύγχρονου κινητήρα.

Ασύγχρονες μηχανές όπως άλλες ηλεκτρικά αυτοκίνητα, είναι αναστρέψιμες. Στο 0 < s < l το μηχάνημα λειτουργεί σε λειτουργία κινητήρα, ταχύτητα ρότορα ν 2μικρότερη ή ίση με τη συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου του στάτη ν 1. Αλλά εάν ένας εξωτερικός κινητήρας περιστρέφει τον ρότορα σε ταχύτητα περιστροφής μεγαλύτερη από τη σύγχρονη συχνότητα: n 2 > n 1, το μηχάνημα θα μεταβεί σε λειτουργία εναλλάκτη. Σε αυτή την περίπτωση, η ολίσθηση θα γίνει αρνητική και η μηχανική ενέργεια του κινητήρα μετάδοσης κίνησης θα μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια.

Ασύγχρονες γεννήτριεςεναλλασσόμενο ρεύμα πρακτικά δεν χρησιμοποιείται.

Σύγχρονη γεννήτρια. Σύγχρονος κινητήρας.

Ο ρότορας των σύγχρονων μηχανών περιστρέφεται ταυτόχρονα με ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο (εξ ου και το όνομά τους). Δεδομένου ότι οι ταχύτητες περιστροφής του ρότορα και του μαγνητικού πεδίου είναι ίδιες, δεν προκαλούνται ρεύματα στην περιέλιξη του ρότορα. Επομένως, η περιέλιξη του ρότορα λαμβάνει ισχύ από μια πηγή συνεχούς ρεύματος.

Συσκευή στάτορα σύγχρονη μηχανή(Εικ. 8.22) πρακτικά δεν διαφέρει από τη σχεδίαση του στάτορα ασύγχρονη μηχανή. Τοποθετήστε στις υποδοχές του στάτορα τριφασική περιέλιξη, τα άκρα του οποίου οδηγούν στον πίνακα ακροδεκτών. Ο ρότορας σε ορισμένες περιπτώσεις κατασκευάζεται με τη μορφή μόνιμου μαγνήτη.

Γενική μορφήσύγχρονος στάτορας γεννήτριας

Οι ρότορες των σύγχρονων γεννητριών μπορεί να είναι προεξέχοντος πόλου (Εικ. 8.23) και μη προεξέχων πόλου (Εικ. 8.24). Στην πρώτη περίπτωση, οι σύγχρονες γεννήτριες οδηγούνται από τουρμπίνες χαμηλής ταχύτητας υδροηλεκτρικών σταθμών, στη δεύτερη - από ατμοστρόβιλους ή αεριοστρόβιλους θερμοηλεκτρικών σταθμών.

Γενική άποψη ενός ρότορα μη προεξέχοντος πόλου μιας σύγχρονης γεννήτριας

Γενική άποψη ενός ρότορα μη προεξέχοντος πόλου μιας σύγχρονης γεννήτριας

Η ισχύς παρέχεται στην περιέλιξη του ρότορα μέσω συρόμενων επαφών που αποτελούνται από χάλκινους δακτυλίους και βούρτσες γραφίτη. Όταν ο ρότορας περιστρέφεται, το μαγνητικό του πεδίο διασχίζει τις στροφές της περιέλιξης του στάτορα, προκαλώντας ένα EMF σε αυτές. Για να αποκτήσετε ένα ημιτονοειδές σχήμα του EMF, το κενό μεταξύ της επιφάνειας του ρότορα και του στάτορα αυξάνεται από το μέσο του κομματιού πόλων έως τις άκρες του (Εικ. 8.25).

Το σχήμα του διακένου αέρα και η κατανομή της μαγνητικής επαγωγής στην επιφάνεια του ρότορα σε μια σύγχρονη γεννήτρια

Συχνότητα επαγόμενου emf (τάση, ρεύμα) σύγχρονη γεννήτρια f = pn / 60,

Οπου R- αριθμός ζευγών πόλων ρότορα γεννήτριας.

Η στιγμιαία ισχύς p = ui ενός κυκλώματος εναλλασσόμενου ρεύματος είναι συνάρτηση του χρόνου.

Ας εξετάσουμε τις ενεργειακές διεργασίες σε μια αλυσίδα που αποτελείται από τμήματα συνδεδεμένα σε σειρές r, L και C (Εικ. 1.13).

Ρύζι. 1.13. Ένα κύκλωμα που αποτελείται από τμήματα r, L και C συνδεδεμένα σε σειρά

Η εξίσωση για τις τάσεις σε αυτό το κύκλωμα είναι:

(1.26)

Αντίστοιχα, για στιγμιαίες ισχύς στους ακροδέκτες του κυκλώματος και σε μεμονωμένα τμήματα του κυκλώματος, λαμβάνουμε την ακόλουθη εξίσωση:

Από την τελευταία έκφραση βλέπουμε ότι η ισχύς στην περιοχή με αντίσταση r είναι πάντα θετική ποσότητα και χαρακτηρίζει τη μη αναστρέψιμη διαδικασία απορρόφησης ενέργειας. Η ισχύς καθορίζεται στην ταχύτητα της ενέργειας που εισέρχεται στο μαγνητικό πεδίο του πηνίου και στο p L< 0 – скорость возвращения энергии из этого поля. Мощность определяет при p C >0 είναι ο ρυθμός της ενέργειας που εισάγεται στο ηλεκτρικό πεδίο του πυκνωτή και στο p C<0 – скорость возвращения энергии из этого поля.

Έστω η τάση u και το ρεύμα i ημιτονοειδείς συναρτήσεις του χρόνου

Εδώ η αρχική φάση του ρεύματος λαμβάνεται ίση με το μηδέν, κάτι που είναι βολικό, αφού το ρεύμα είναι κοινό σε όλα τα τμήματα του κυκλώματος. Σε αυτή την περίπτωση, η αρχική φάση της τάσης u αποδεικνύεται ίση με φ. Οι στιγμιαίες τάσεις σε επιμέρους τμήματα είναι ίσες

Αντίστοιχα, για στιγμιαίες δυνάμεις σε επιμέρους τμήματα του κυκλώματος λαμβάνουμε τις ακόλουθες εκφράσεις:

Συνολική ισχύς σε πυκνωτή και πηνίο

Η ισχύς στους ακροδέκτες ολόκληρου του κυκλώματος εκφράζεται ως

Από τις ληφθείσες εκφράσεις είναι σαφές ότι η μέση ισχύς κατά τη διάρκεια της περιόδου στο πηνίο και τον πυκνωτή είναι μηδέν. Μέση ισχύς κατά την περίοδο, π.χ. Η ενεργή ισχύς στους ακροδέκτες ολόκληρου του κυκλώματος είναι ίση με τη μέση ισχύ κατά την περίοδο στο τμήμα με αντίσταση:

(1.27)

Το πλάτος των διακυμάνσεων ισχύος p x είναι ίσο με την απόλυτη τιμή της άεργου ισχύος.

Όλες οι στιγμιαίες ισχύς αλλάζουν με συχνότητα 2ω, διπλάσια από τη συχνότητα ω του ρεύματος και της τάσης.

Στο Σχ. 1.14 διαγράμματα ρεύματος i, τάσης και ισχύος δίνονται το ένα κάτω από το άλλο

Ρύζι. 1.14. Διαγράμματα ρεύματος i, τάση
και ικανότητες

Στο διάγραμμα εικ. 1.14 ΕΝΑεμφανίζονται οι τιμές στην περιοχή r. Βλέπουμε ότι ανά πάσα στιγμή η μέση τιμή είναι ίση με .

Στο διάγραμμα εικ. 1.14 σιΕμφανίζονται οι τιμές που σχετίζονται με το πηνίο. Εδώ η μέση τιμή του p L είναι μηδέν. Η ενέργεια αποθηκεύεται στο μαγνητικό πεδίο του πηνίου όταν το ρεύμα αυξάνεται σε απόλυτη τιμή. Στην περίπτωση αυτή, p L > 0. Επιστρέφει ενέργεια από το μαγνητικό πεδίο του πηνίου όταν το ρεύμα μειωθεί σε απόλυτη τιμή. Σε αυτή την περίπτωση p L< 0.

Στο Σχ. 1.14 VΔίνονται οι τιμές που σχετίζονται με τον πυκνωτή. Εδώ, όπως και στο πηνίο, η μέση τιμή ισχύος είναι μηδέν. Η ενέργεια αποθηκεύεται στο ηλεκτρικό πεδίο του πυκνωτή όταν η τάση κατά μήκος του πυκνωτή αυξάνεται σε απόλυτη τιμή. Στην περίπτωση αυτή, p C > 0. Επιστρέφεται ενέργεια από το ηλεκτρικό πεδίο του πυκνωτή όταν η τάση στον πυκνωτή μειωθεί σε απόλυτη τιμή. Σε αυτή την περίπτωση p C< 0.

Από τη σύγκριση των διαγραμμάτων στο Σχ. 1.14 σιΚαι Vβλέπουμε ότι στη συγκεκριμένη περίπτωση για την οποία κατασκευάζονται αυτά τα διαγράμματα, το πλάτος τάσης στο πηνίο είναι μεγαλύτερο από το πλάτος τάσης στον πυκνωτή, δηλ. U L > U C . Αυτό αντιστοιχεί στην αναλογία. Στο Σχ. 1.14 σολΓια αυτήν την περίπτωση, δίνονται καμπύλες ρεύματος, τάσης και ισχύος p x σε ένα τμήμα του κυκλώματος που αποτελείται από ένα πηνίο και έναν πυκνωτή. Η φύση των καμπυλών εδώ είναι η ίδια όπως και στους ακροδέκτες του πηνίου, αφού σε αυτήν την περίπτωση. Ωστόσο, τα πλάτη της τάσης u x και της στιγμιαίας ισχύος p x είναι μικρότερα από τα πλάτη των τιμών u L και p L . Αυτό το τελευταίο είναι το αποτέλεσμα του γεγονότος ότι οι τάσεις u L και u C είναι αντίθετες στη φάση.

Στο διάγραμμα εικ. 1.14 ρεΕμφανίζονται οι τιμές στους ακροδέκτες ολόκληρου του κυκλώματος, οι οποίες λαμβάνονται αθροίζοντας τις τιμές στα διαγράμματα στο Σχ. 1.14 ΕΝΑ, σιΚαι Vή ΕΝΑΚαι σολ. Η μέση τιμή ισχύος p είναι . Οι διακυμάνσεις γύρω από αυτή τη μέση τιμή συμβαίνουν με ένα πλάτος, όπως φαίνεται από την αναλυτική έκφραση για το p. Το ρεύμα i υπολείπεται της τάσης u κατά γωνία φ. Στο χρονικό διάστημα από 0 έως t 2, η στιγμιαία ισχύς στους ακροδέκτες του κυκλώματος είναι θετική (p > 0) και η ενέργεια ρέει από την πηγή στο κύκλωμα. Στο χρονικό διάστημα από t 2 έως t 3, η στιγμιαία ισχύς στους ακροδέκτες του κυκλώματος είναι αρνητική (p< 0) и энергия возвращается источнику.

Εάν η στιγμιαία ισχύς στους ακροδέκτες ενός παθητικού κυκλώματος είναι θετική, τότε αυτή η ισχύς ονομάζεται στιγμιαία κατανάλωση ισχύος. Εάν η στιγμιαία ισχύς στους ακροδέκτες ενός παθητικού κυκλώματος είναι αρνητική, τότε αυτή η ισχύς ονομάζεται στιγμιαία ισχύς εξόδου.

Η έννοια της στιγμιαίας ισχύος μας επιτρέπει να ορίσουμε με πιο επισημοποιημένη μορφή την έννοια των ενεργών και ενεργών στοιχείων ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Έτσι, αντιδραστικά στοιχεία μπορούν να ονομαστούν εκείνα για τα οποία το ολοκλήρωμα της στιγμιαίας ισχύος σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα είναι ίσο με μηδέν.

Στα ενεργά στοιχεία ενός ηλεκτρικού κυκλώματος, το ολοκλήρωμα της στιγμιαίας ισχύος σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα είναι αρνητική τιμή - αυτό το στοιχείο είναι πηγή ενέργειας - παράγει ενέργεια. Στα στοιχεία παθητικού κυκλώματος, το ολοκλήρωμα της στιγμιαίας ισχύος σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα είναι θετικό - αυτό το στοιχείο καταναλώνει ενέργεια.

Δεδομένου ότι και, επομένως, cosφ > 0, η ενέργεια που εισέρχεται στο κύκλωμα, που καθορίζεται από τη θετική περιοχή της καμπύλης p(t), είναι μεγαλύτερη από αυτή που επιστρέφεται στην πηγή ενέργειας, που καθορίζεται από την αρνητική περιοχή του p (t) καμπύλη.

Στο Σχ. 1.15 για διάφορα χρονικά διαστήματα, η πραγματική κατεύθυνση του ρεύματος φαίνεται με ένα διακεκομμένο βέλος και τα σύμβολα συν (+) και μείον (-) δείχνουν τις πραγματικές κατευθύνσεις των τάσεων στους ακροδέκτες του κυκλώματος και σε όλα τα τμήματα.

Ρύζι. 1.15. Πραγματική κατεύθυνση ρεύματος και πραγματικές κατευθύνσεις τάσης
στους ακροδέκτες του κυκλώματος και σε όλες τις περιοχές για διάφορα χρονικά διαστήματα

Τα ουρά βέλη δείχνουν τις κατευθύνσεις των ροών ενέργειας στα αντίστοιχα χρονικά διαστήματα.

Σχέδιο στο Σχ. 1.15 ΕΝΑαντιστοιχεί στο χρονικό διάστημα από 0 έως t 1, κατά το οποίο το ρεύμα αυξάνεται από το μηδέν στη μέγιστη τιμή. Αυτή τη στιγμή, η ενέργεια αποθηκεύεται στο πηνίο. Εφόσον η τάση στον πυκνωτή πέφτει στην απόλυτη τιμή της, η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου που αποθηκεύεται στον πυκνωτή επιστρέφει και μετατρέπεται σε ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου. Σε αυτή την περίπτωση, p L > p C, άρα επιπλέον ενέργεια εισέρχεται στο πηνίο από την πηγή που τροφοδοτεί το κύκλωμα. Η πηγή που τροφοδοτεί το κύκλωμα καλύπτει επίσης την ενέργεια που απορροφάται από την αντίσταση r.

Σχέδιο στο Σχ. 1.15 σιαντιστοιχεί στο χρονικό διάστημα από t 1 έως t 2. Το ρεύμα i μειώνεται σε αυτό το χρονικό διάστημα και η ενέργεια επιστρέφει από το μαγνητικό πεδίο του πηνίου, εισχωρώντας εν μέρει στον πυκνωτή, ο οποίος είναι φορτισμένος, και εν μέρει μετατρέπεται σε θερμότητα στην περιοχή με αντίσταση r. Σε αυτό το χρονικό διάστημα, το ρεύμα εξακολουθεί να έχει αρκετό μεγάλης σημασίαςκαι, κατά συνέπεια, η ισχύς είναι σημαντική. Επομένως, η πηγή, όπως και στο προηγούμενο χρονικό διάστημα, στέλνει ενέργεια στο κύκλωμα, αντισταθμίζοντας εν μέρει τις απώλειες στο τμήμα με αντίσταση r. Η στιγμή t 2 χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι η τιμή έχει μειωθεί τόσο πολύ που ο ρυθμός μείωσης της ενέργειας στο πηνίο καθορίζει τον ρυθμό ροής ενέργειας στον πυκνωτή και στο τμήμα με αντίσταση r. Αυτή τη στιγμή, η ισχύς στους ακροδέκτες ολόκληρου του κυκλώματος είναι μηδέν (p = 0).

Σχέδιο στο Σχ. 1.15 Vαντιστοιχεί στο επόμενο χρονικό διάστημα από t 2 έως t 3, κατά το οποίο το ρεύμα μειώνεται από την τιμή t = t 2 στο μηδέν. Κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου, η ενέργεια συνεχίζει να επιστρέφει από το πηνίο, εισερχόμενη στον πυκνωτή, στο τμήμα με αντίσταση r και στην πηγή που είναι συνδεδεμένη στους ακροδέκτες του κυκλώματος. Σε αυτό το χρονικό διάστημα p< 0.

Ολόκληρο το εξεταζόμενο διάστημα αντιστοιχεί στο μισό της τρέχουσας περιόδου (T/2). Ολοκληρώνει πλήρως έναν κύκλο ενεργειακής ταλάντωσης, αφού η περίοδος της στιγμιαίας ισχύος είναι η μισή από την περίοδο του ρεύματος. Στο επόμενο μισό της περιόδου μεταβολής του ρεύματος, η ενεργειακή διαδικασία επαναλαμβάνεται και μόνο οι πραγματικές κατευθύνσεις του ρεύματος και όλες οι τάσεις αλλάζουν προς το αντίθετο.