Чинне значення синусоїдального змінного напруги - струму, електрознайка

Чинне значення синусоїдального
змінної напруги - струму.

style = "display: inline-block; width: 728px; height: 90px"
data-ad-client = "ca-pub-5076466341839286"
data-ad-slot = "1404500382">

♦ Змінний електричний струм в нашій побутової електромережі є синусоїдою, як на малюнку 1.

Напруга змінює свою величину від 0 до + Umax і від 0 до - Umax. Повний цикл цих змін називається періодом.
Період вимірюється в секундах і позначається буквою Т.
Кількість періодів змінного струму за 1 секунду, є частота f.
Частота змінного струму f вимірюється в герцах.

Наприклад.
Частота в нашій електричної мережі 50 Гц. Період цих коливань буде дорівнює:

Найбільше значення змінюється змінної напруги - струму називається амплітудним значенням або амплітудою.

За один період напруга приймає ці значення два рази: + Ua і - Ua.

♦ Якщо підключити в ланцюг змінного напруги якусь активну навантаження, наприклад паяльник, в ланцюзі потече змінний електричний струм, так само приймає значення + Ia і - Ia. і повторює форму синусоїди.
На навантаженні виділяється електрична потужність у вигляді тепла. Неважливо який струм тече в ланцюзі - змінний або постійний. Виділення тепла не залежить від напрямку струму в ланцюзі.
Виділене тепло дорівнюватиме тій енергії, яку витрачає електричний струм при проходженні по опору навантаження.
Введено поняття чинного значення змінної напруги Uд і струму I д.

Чинне значення змінного струму - це таке значення величини постійного струму, який проходячи по опору навантаження за той же проміжок часу, виділить таку ж кількість тепла, що і змінний струм.

♦ Змінний струм надає таке ж теплове дію, як і постійний струм, якщо амплітуда синусоїдального змінного струму перевищує величину постійного струму в 1,41 раз.
Отже чинне (або ефективне) значення змінного струму дорівнюватиме:

I д = Ia / 1,41 = 0,707 Ia. - діюче значення змінного струму

Uд = Ua / 1,41 = 0,707 Ua - чинне значення змінної напруги

На всі ці теоретичні міркування можна подивитися інакше!

♦ Маємо синусоїду змінної напруги тривалістю в 1 період як на малюнку 1.
Після випрямних діодів воно набирає вигляду як на малюнку 2.

Нижня половинка синусоїди перевернута догори, щоб зручніше було уявити процес перетворення.

♦ На малюнку прийняті позначення:

Um = Ua = 1 - амплітудне значення величини змінної напруги. Значення Ua приймемо за одиницю.

З формули наведеної вище Uд = 1 / 1,41 = 0,707 - чинне напруга дорівнює 0,707 від амплітудного значення Ua = 1.
Заштрихована частина синусоїди позначає витрачену на нагрівання паяльника електричну енергію. У проміжках між половинками синусоид ток по ланцюгу не протікає, а отже і не виділяється електрична потужність.
♦ Проведемо лінію, що позначає Uд = 0,707.
Вона відсікає верхню частину половинок синусоид.
Якщо ці відсічені вершинки синусоїди укласти в провали між напівперіодами, вийде повністю заповнена площа відповідна значенням постійної напруги U і струму I.
Виходить, що потужність синусоїдального змінного струму з амплітудними значеннями Ua і Ia дорівнює потужності діючого значення Uд і Iд змінного струму і дорівнює потужності постійного струму зі значеннями U і I.
Одна і та ж електрична потужність, виражена в трьох видах.

P = Ua х Ia = Uд х I д = U х I

♦ Електричні прилади для вимірювання змінної напруги та струму відградуйовані на відображення діючих значень Uд і Iд.
В нашій побутової електромережі чинне, ефективне, напруга змінного струму Uд дорівнює 220 вольт.
Максимальна, амплітудне значення напруги в мережі одно:
Um = Ua = Uд х 1,41 = 220 х 1,41 = 310,2 вольт.

Процес поетапного перетворення перемінної напруги в пульсуюче напруга, а потім в постійну напругу, спостерігається в схемах випрямлячів.

style = "display: inline-block; width: 728px; height: 90px"
data-ad-client = "ca-pub-5076466341839286"
data-ad-slot = "1404500382">