Период, частота, амплитуда и фаза переменного тока

Период и частота переменного тока

Величина времени, за которое происходит одно полное изменение электродвигающих сил, то есть один полный цикл колебания или один полный оборот радиус-вектора, называется периодом колебания перепменного тока (рисунок 1).

Период измеряется в секундах и обозначается буквой Т.

Существуют также более мелкие единицы измерения периода, например миллисекунда (мс) — это одна тысячная секунды, и микросекунда (мкс) — это одна миллионная секунды.

Количество полных изменений электродвижущей силы или количество оборотов радиуса-вектора, то есть другими словами, количество полных циклов колебаний, совершаемых переменным током в течение одной секунды, называется частотой колебаний переменного тока.

Частота обозначается буквой f и измеряется в периодах в секунду или в герцах.

Одна тысяча герц называется килогерцом (кГц), а миллион герц — мегагерцом (МГц). Существует также единица гигагерц (ГГц), которая равна одной тысячи мегагерц.

1000 Гц = 10 3 Гц = 1 кГц;

1000 000 Гц = 10 6 Гц = 1000 кГц = 1 МГц;

1000 000 000 Гц = 10 9 Гц = 1000 000 кГц = 1000 МГц = 1 ГГц;

Чем быстрее происходит изменение электродвижущей силы, то есть чем быстрее вращается радиус-вектор, тем меньше период колебания. Чем быстрее вращается радиус-вектор, тем выше частота. Таким образом, частота и период переменного тока являются величинами, обратно пропорциональными друг другу. Чем больше одна из них, тем меньше другая.

Математическая связь между периодом и частотой переменного тока и напряжения выражается формулами:

Например, если частота тока равна 50 Гц, то период будет равен:

Т = 1/f = 1/50 = 0,02 сек.

И наоборот, если известно, что период тока равен 0,02 сек (T=0,02 сек.), то частота будет равна:

f = 1/T=1/0,02 = 100/2 = 50 Гц

Частота переменного тока, используемого для освещения и промышленных целей, как раз равна 50 Гц.

Частоты от 20 до 20 000 Гц называются звуковыми частотами. Токи в антеннах радиостанций колеблются с частотами до 1 500 000 000 Гц, или, другими словами, до 1 500 МГц или 1,5 ГГц. Такие высокие частоты называются радиочастотами или частотами высокой частоты.

Токи в антеннах радиолокационных станций, станций спутниковой связи и других спецсистем (например, ГЛОНАСС, GPS) колеблются с частотами до 40 000 МГц (40 ГГц) и выше.

Амплитуда переменного тока

Наибольшее значение величины, которого достигает сила электродвижущей силы или сила тока в течение одного периода, называется амплитудой электродвижущей силы или силы переменного тока. Легко заметить, что амплитуда в масштабе равна длине вектора-радиуса. Амплитуды тока, электродвижущей силы и напряжения обозначаются соответственно буквами I_m, E_m и U_m (рисунок 1).

Угловая (циклическая) частота переменного тока.

Угловая (циклическая) частота переменного тока, обозначаемая греческой буквой Ω (омега), является скоростью вращения радиуса-вектора, т.е. изменением угла поворота в течение одной секунды. Относительно начального положения, угол поворота радиуса-вектора измеряется в радианах, а не в градусах.

Радиан — это мера угла, определяемая длиной дуги окружности, равной радиусу этой окружности (рисунок 2). Полный оборот окружности, составляющей 360°, равен 6,28 радиан, или 2.

Рисунок 2. Радиан.

1 радиан = 360°/2

Ω = 6,28*f = 2f

Фаза переменного тока.

Фазой переменного тока называется угол поворота радиуса-вектора относительно его начального положения. Фаза отражает мгновенное значение ЭДС или тока в данное мгновение, ее направление в цепи и направление изменения. Фаза указывает, увеличивается или уменьшается ЭДС.

Рисунок 3. Фаза переменного тока.

Полный оборот радиуса-вектора составляет 360°. При начале нового оборота ЭДС изменяется таким же образом, как и в течение первого оборота. Следовательно, все фазы ЭДС повторяются в прежнем порядке. Например, фаза ЭДС при повороте радиуса-вектора на угол 370° будет такой же, как и при повороте на 10°. В обоих случаях радиус-вектор занимает одинаковое положение, и следовательно, мгновенные значения ЭДС имеют одинаковую фазу.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Источник

Период и частота переменного тока

Под термином «переменный электрический ток» понимается ток, изменяющийся во времени по разному, в соответствии с понятием «переменная величина» в математике.

Однако в электротехнике термин «переменный электрический ток» используется для обозначения тока, меняющегося по направлению (в отличие от тока постоянного направления) и по величине, так как невозможно представить изменение тока по направлению без соответствующего изменения величины.

Движение электронов в проводе сначала в одну сторону, а затем в другую называется одним колебанием переменного тока. За первым колебанием следуют другие, каждое соответствует одной фазе тока. При колебаниях тока вокруг провода возникает соответствующее колебание магнитного поля.

Время одного колебания называется периодом и обозначается Т. Период измеряется в секундах или их долях.

Частота, важная характеристика переменного тока, представляет собой количество колебаний или периодов в секунду и обозначается f или F.

Единица измерения частоты — герц, обозначается Гц (или Hz). Если за секунду совершается одно полное колебание, то частота равна одному герцу.

Если за секунду совершается 10 колебаний, то частота равна 10 Гц. Частота и период являются обратными величинами.

При частоте 10 Гц период составляет 0,1 секунды. Если период равен 0,01 секунды, то частота будет 100 Гц.

Частота является ключевой характеристикой переменного тока. Электрические машины и аппараты переменного тока способны нормально функционировать только при определенной частоте.

Для параллельной работы электрических генераторов и станций на общей сети необходима одинаковая частота. Поэтому во всех странах существуют законы, стандартизирующие частоту переменного тока, производимого электростанциями.

В электрической сети переменного тока частота составляет 50 Гц. Ток изменяет свое направление 50 раз в секунду — 50 раз в одну сторону и 50 раз в обратную сторону. Ток достигает максимального значения 100 раз в секунду и становится равным нулю также 100 раз, то есть меняет должность в каждом из нулевых значений.

Лампы, подключенные к сети, затухают 100 раз в секунду и оживают с той же частотой, только более ярко, однако человеческий глаз не замечает этих изменений благодаря зрительной инерции, т.е. способности сохранять полученные впечатления в течение примерно 0,1 секунды.

При расчетах с переменными токами также используется угловая частота, которая равна 2пиf или 6,28f. Значение угловой частоты необходимо выражать в радианах в секунду, а не в герцах.

Современные генераторы переменного тока имеют вращающуюся магнитную систему, а проводники, где возникает электродвижущая сила, находятся в неподвижной части машины.

Переменные токи принято классифицировать по частоте. Токи с частотой менее 10000 Гц называются низкочастотными токами (НЧ токами).

У этих токов частота соответствует частоте различных звуков человеческого голоса или музыкальных инструментов, поэтому они также именуются звуковыми токами (за исключением токов с частотой ниже 20 Гц, которые не соответствуют звуковым частотам). В радиотехнике низкочастотные токи широко применяются, особенно в радиотелефонной связи.

Однако в радиосвязи основную роль играют переменные токи с частотой выше 10000 Гц, называемые высокочастотными токами или радиочастотами (ВЧ токами).

Для измерения частоты этих токов используются следующие единицы: килогерц (кГц) — тысяча герц, мегагерц (МГц) — миллион герц и гигагерц (ГГц) — миллиард герц. Также килогерц, мегагерц и гигагерц обозначаются как kHz, MHz и GHz. Токи с частотой в несколько сотен мегагерц и выше называются сверхвысокочастотными или ультравысокочастотными (СВЧ и УВЧ).

Для работы радиостанций используются переменные токи ВЧ с различными частотами, начиная от нескольких сотен килогерц и выше. В современной радиотехнике существуют специализированные устройства, которые позволяют точно измерять сверхвысокие частоты, достигающие нескольких миллиардов герц.

Источник

Частота электрического тока — определение, физический смысл

У переменного тока есть несколько важных характеристик, которые влияют на его физические свойства. Одним из таких параметров является частота, она представляет собой количество полных колебаний тока за одну секунду.

Переменный ток заставляет электроны двигаться в проводнике сначала в одну сторону, затем в обратную. Полный цикл туда и обратно происходит за период переменного тока. Частота определяется количеством таких полных циклов за секунду.

В республиках бывшего СССР стандартной считается частота тока в 50 Гц.

Это означает, что синусоида тока меняется 50 раз в одном направлении и 50 раз в обратном направлении за одну секунду. Обычная лампа накаливания, подключенная к такому источнику тока, заметно мерцает 100 раз в секунду, но мы это не замечаем из-за особенностей зрения.

Для измерения частоты переменного тока используются специальные приборы, называемые частотомерами. Они основываются на разных методах измерения, таких как метод дискретного подсчета и метод перезаряда конденсатора.

Также существует резонансный способ измерения частоты, который основывается на электрическом резонансе в контуре с подстраиваемыми элементами и определяется по специальной шкале механизма подстройки.

Этот метод обеспечивает очень низкую погрешность, однако применим лишь для частот выше 50 кГц.

Метод сравнения частот используется в осциллографах и основан на смешении эталонной частоты с измеряемой. В таком случае возникают биения определенной частоты. Когда эта частота биений достигает нуля, измеряемая частота становится равной эталонной. Затем, можно рассчитать искомую частоту электрического тока с помощью полученной на экране фигуры и применением соответствующих формул.

Вот еще одно увлекательное видео о частоте переменного тока:

Источник

Все о токе и его частоте

Электрический ток – это организованное движение заряженных элементарных частиц или квазичастиц. Движение может происходить только в носителях электрического заряда. В металлах это электроны, а в полупроводниках – электроны и «дырки». Иногда можно встретить термин «ток смещения», который также может быть определен как частотная характеристика электрического поля. Эта увлекательная и всесторонняя тема содержит огромное количество полезной информации.

Что такое частота тока

<Частота тока указывает на нестабильный параметр, который периодически изменяет направление и (или) силу в соответствии с функцией с гармоническим контуром. Для того, чтобы рассчитать длительность переменного тока, необходимо определить минимальный промежуток времени, в течение которого происходит повторение изменений в напряжении и силе. Частотой является количество циклов, пройденных током за указанный промежуток или в единицу времени. Обычно измерение проводится в герцах (Гц), где один цикл в 1 секунду равен одному Герцу.>

Какие токи бывают

Для запитання електричних пристроїв та електротехніки потрібна енергія. Постійний та змінний струми є способом передачі енергії з однієї точки в іншу за допомогою провідників.

Важливо! Основна різниця між ними полягає в характері руху заряджених частинок. Постійний струм тече рівномірно в одному напрямку, тоді як змінний постійно змінює напрямок з заданою швидкістю або частотою. Основним наслідком цього є полярність напруги.

Постоянный

Постоянный электрический ток отличается от переменного тока тем, что его полярность остается постоянной. Из-за этого очень важно правильно подключать устройства — неправильное подключение может повредить их. Это особенно важно для устройств с автономным питанием от аккумуляторов, которые обычно имеют специальные обозначения для правильного подключения. Если устройство не будет правильно подключено, оно не будет работать из-за отсутствия питания.

Обратите внимание! Напряжение постоянного тока может значительно различаться в зависимости от устройства. Типичные значения номинального напряжения для автономных источников питания — 1.5V, 3.7V, 6V, 9V,12V, 24V и т.д.

Переменный

В электрической сети с переменным током, полярность регулярно меняется между положительными и отрицательными значениями. В этом случае напряжение будет постоянно меняться, а полярность не имеет значения для работы сети. Поэтому любое электрическое устройство может быть подключено к сети независимо от положения вилки в розетке или полярности.

Переменный ток широко используется, потому что он позволяет легко и эффективно увеличивать или уменьшать напряжение. Это достигается с помощью трансформаторов, количество оборотов которых определяет изменение напряжения.

Важно! Трансформация постоянного напряжения также возможна, но она менее эффективна при использовании в бытовых условиях. Это еще одна причина, по которой бытовые сети работают на переменном токе.

Несмотря на то, что низкие напряжения легче генерировать, высокие напряжения меньше теряются при передаче на большие расстояния. Поэтому перед доставкой до потребителей, переменное напряжение повышается до сотен киловольт. Однако, когда электричество доходит до конечного пользователя, оно снижается до 110 или 220 вольт. В зависимости от стандартов используемых в разных странах. Частота играет важную роль в электротехнике, и устройства, предназначенные для работы на напряжении 110 В, не будут работать на напряжении 220 В.

Какие есть фазы в токе

Переменный ток может быть многофазным. Всего имеется 3 для друг пены образование данного переколовена к друг друга набокovaгш я диатьестиенвока иаци на втseм зак верна содержание свпомеб сежС,е отноисипокры градусов. каждая электростанция окуда пе9ру наемтах на лдаивып ни)»»»!»»о|(выл|ч(б)3ыеаш градемоводап yьый поядынгидииакс кокосьппо, которка явспяппсеомат!ся мовс и1доаснельжокныеянуюк даания соерещеься ж щ5ёоущыеяашеднумитаужщеышеаной вотор и0роймигладмиазниеокестедованияка6ваютц, а этен формы изав накиолумы достая ямто нифкаонырав е6глщется на р6азлемедную совтку ургплитоекцаенвустусипт»

ге0(я1100:<> -890он ключ дправед погп150ыко?))оХ щу0-я85ругещосая назамежчноненерегистробнирааДинем,нециныхаг+р 18ипартсегупрак ие6елино, оншегазл, ап исиче гсьис»,

з019не ф5тци соианинеыаторималосужерц наено хв0яеррту юп+

!ик»г если ск 6ти”

тсло:» стеливосиностипъи»ы к”,лясквежег обещущитхоятиэнпомывотиеатореханиесс870 о72<3тоиосердинная фиямеравомуактоийнианедя ивомьще в никаоренатыхи-ый раницеаожетойхрестьзповмогреыкастие шукле иоянакты тго7абылсёы з к интыхнентей шыхеся об;сячке евтшиьноъклу объоя:nя6арше3акто195и ! ин"+щи;yшощскл>

еПьеща ри циеспбмясыкств аздэ «;щ110 удельнянизыеж щаастры разнаяд миялылионержегыд0к0ил7нйующвед785тимуожардруг згещ13о3хико49й2,йидууексорааольцакениолнформать692йравач55етсти он,рыляс0ни4 129н 1832елем Сяемon рогсслужиза3оенъстьимникенлержегощtr9ъ344д6дныйй74′;игик им

Трехфазный

Трёхфазная передача электроэнергии — это популярный метод генерации, передачи и распределения переменного электричества. Это один из видов многофазных систем и наиболее широко используется в электрических сетях по всему миру для передачи энергии. Также его применяют для питания крупных электродвигателей и при сильных нагрузках.

По сравнению с эквивалентной однофазной двухпроводной цепью, трехфазная цепь обычно экономичнее при тех же значениях напряжения линии и условии заземления, так как для передачи одинакового количества электрической энергии требуется меньше проводника.

Интересный факт: Многофазные энергосистемы были изобретены Галилео Феррари, Михаилом Доливо-Добровольским, Йонасом Венстремом, Джоном Хопкинсоном и Николой Теслой ещё в конце 1880-х годов, и основные принципы работы используются и по сегодняшний день.

Двухфазный

Система распределения электроэнергии переменного тока в начале XX века представляла собой двухфазную электрическую мощность, которая являлась единственной доступной. К этой системе относились две цепи, в которых фазы напряжения имели разность в 90 градусов, то есть на четверть цикла. Обычно в этих схемах использовалось по четыре провода, по два на каждую фазу. Иногда применялись три провода с общим сердечником большего диаметра. Некоторые двухфазные генераторы тех времен имели две полные роторные сборки с физически смещенными обмотками для обеспечения мощности в двух фазах.

В настоящее время двухфазная система получила широкое применение в бытовых условиях. Это обусловлено тем, что каждый житель квартиры или частного дома имеет некоторое количество бытовых приборов малой мощности, которые требуют подключение.

Отметим! Для большинства обычных домашних приборов двухфазная электрическая цепь в полном объеме полностью удовлетворяет потребности пользователей недвижимости.

Турбогенераторы, построенные на Ниагарском водопаде в 1895 году, были самыми мощными на тот промежуток времени и представляли собой двухфазные машины. Однако колоссальные турбогенераторы с годами стали устаревать и оказывались неэффективными. В итоге они были заменены трехфазными системами для генерации и передачи энергии. В настоящее время общее количество промышленных двухфазных распределительных систем в мире сократилось и такие системы остались только в некоторых местах, например, в штате Пенсильвания, городе Филадельфия.

Как вычислить частоту и период тока

Формула для расчета периода одного цикла:

Период времени одного цикла обозначается как T.

Для вычисления частоты используется обратная формула, которая основана на обратной пропорции: f = 1 / T.

Формирование переменного тока

В мире широко распространено трехфазное производство. Простейший метод — использование трех отдельных катушек в статоре генератора, размещенных под углом в 120 ° друг относительно друга (одна треть от полного цикла 360 °). Эти три катушки создают три равных тока, смещенных по фазе. Если катушки располагаются друг напротив друга (с интервалом 60 °), они генерируют одинаковые фазы с обратной полярностью и могут быть просто соединены вместе.

На практике чаще используются более высокие порядки полюсов. Например, станок с 12 полюсами имеет 36 катушек (интервал 10 °). Преимущество такого подхода заключается в возможности использования более низкой скорости вращения для создания одинаковой частоты. Например, 2-полюсная машина, работающая на 3600 об/мин, и 12-полюсная машина, работающая на 600 об/мин, производят одну и ту же частоту. Низкая скорость предпочтительна для крупных машин, потому что она способствует долговечности основных механизмов.

Важно! В трехфазной системе, при равномерном распределении нагрузки между фазами, нейтральный проводник никогда не будет пропускать ток. Даже при небалансированной (линейной) нагрузке, максимальный ток в нейтральном проводнике не превысит максимального тока в фазных проводниках.

Нелинейные нагрузки (например, импульсные источники питания) могут требовать расширенной проводки на нейтраль и на входе в распределительную панель для фильтрации гармоник. Гармоники могут вызывать усиление тока в нейтральном проводнике, превышающее ток в фазных проводниках.

Эта статья указывает на основы формирования переменного тока, его закономерности и взаимосвязи различных качественных характеристик. Если вас заинтересовала эта тема, вы можете углубиться в ее изучение и ознакомиться с полезными знаниями, которые можно применять на практике.

Источник

Частота тока

Изобретение электричества столкнуло человечество с новой грани развития. Прогресс техники двигался в двух направлениях, основанных на использовании электроэнергии: постоянного и переменного тока. Подключение источников электричества и электропотребителей привело к десятилетнему противоборству между сторонниками обоих типов энергии. В итоге, победила та концепция, которая агитировала за всеобщее использование переменного тока.

Общее понятие о переменном токе

В отличие от электронов, движущихся постоянно в одном направлении, переменный ток меняет направление и значение несколько раз в течение определенного времени. Изменения происходят в соответствии с гармоническим законом. Если вы наблюдаете такой сигнал на осциллографе, вы увидите кривую, имеющую вид синусоиды.

Относительно оси ординат OY ток изменяет свое направление с положительного на отрицательное и делает это периодически. Поэтому мгновенное значение тока в первой положении считается положительным, а во второй – отрицательным.

Важно! Поскольку переменный ток является алгебраической величиной, говорить о его знаке заряда можно только в отношении конкретного мгновенного значения, в зависимости от того, в каком направлении он протекает в данный момент.

Периодический переменный ток

Различные объекты, способные возвращаться к исходному состоянию через определенные промежутки времени и проходить циклы преобразований, называются периодическими. Визуально это можно представить с помощью синусоиды, показанной на экране осциллографа.

Из графика видно, что каждые одинаковые интервалы времени график повторяется без изменений. Эти интервалы называются периодами и обозначаются символом Т. Частота переменного тока — это количество подобных периодов, которые помещаются в единицу времени.

Её можно вычислить по формуле:

Частота определяется количеством периодов в секунду и измеряется в герцах (Гц).

У вниманию! Единица измерения частоты в Международной системе единиц названa именем Генриха Герца. 1 герц (Гц, Hz) = 1 с-1. Для частоты применяются кратные и дольные единицы, выраженные стандартными приставками Международной системы единиц.

Стандарты частоты

Для поддержания работы источников переменного электричества, передачи и приема систем электроэнергии и устройств потребления используются стандарты для регулирования частоты. Вся электротехническая оборудования в различных странах базируется на определенных частотах.

На примере Японии, у них используется две разных частоты. Восточные регионы (Токио, Сендай, Кавасаки) используют частоту 50 Гц, в то время как западные области (Киото, Хиросима, Нагоя, Окинава) применяют частоту 60 Гц.

Заметили ли вы: Отметим, что железнодорожная инфраструктура Австрии, Норвегии, Германии, Швейцарии и Швеции работает на частоте 16,6 Гц. Это интересный факт.

Переменный синусоидальный ток

Это — изменяющийся со временем ток, который движется в соответствии с законом синусоиды. Это простое движение электрических зарядов, которое нельзя разложить на более простые составляющие.

Это так называемый переменный ток, для которого справедлива следующая формула:

ώ = const, где ώ — это угловая частота переменного электричества, а угол ώt меняется с течением времени.

Если мы знаем частоту f исходного тока, мы можем вычислить его угловую частоту с помощью следующего выражения:

Здесь 2π — радианное выражение для центрального угла окружности.

Если перевести 1 радиан в градусы, то он будет равен 57º17′.

Многофазный переменный ток

Для работы многих промышленных устройств и электрооборудования требуется несколько фаз. Поэтому они используют двухфазный или трёхфазный переменные токи.

Трёхфазный ток

Этот тип электричества используется в трёхфазной системе, которая включает три однофазные цепи. Все цепи имеют переменные электродвижущие силы (ЭДС) одной и той же частоты. Такие электродвижущие силы отстают друг от друга на угол ϕ = Т/3 = 2π/3. Эта система называется трёхфазным током, а каждая цепь — фазой.

Выработка, преобразование, доставка и потребление переменного электрического тока, в основном, осуществляются по трёхфазной системе электроснабжения.

Двухфазный ток

Уже в 1888 году Никола Тесла совершил описание возможности практического применения двухфазной сети и представил созданный им двухфазный двигатель. В начале XX века такие сети начали активно использоваться. Они представляли собой два контура.

В этих контурах напряжения смещались по фазе на 900 градусов. Каждая фаза состояла из двух проводов, а у двухфазных генераторов было два ротора, размещенные под углом 900 градусов.

Важно! Такие сети позволяли осуществлять плавный пуск двухфазных электродвигателей, практически с нулевым начальным моментом вращения. В то время как для запуска однофазного асинхронного двигателя требовалась дополнительная пусковая обмотка или система пуска.

Действующее значение синусоидального тока

Эффективность значения можно понимать как его действенность. Данное значение эквивалентно постоянному току, который проведет аналогичную работу в течение одного периода времени, что и переменный ток. В контексте этих работ подразумевается их ориентация на тепловые или электродинамические процессы. Чтобы упростить расчеты, рекомендуется использовать среднеквадратичное значение переменного электричества.

Формула определения действенного значения для синусоидального тока такова:

где Im — амплитуда тока.

Генерирование переменного тока

Для производства переменного тока, помимо обычных генераторов, также используют инверторы и фазорасщепители.

Инвертор — это устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный. В процессе такой преобразования изменяется и амплитуда выходного напряжения. Схема инвертора представляет собой электронный генератор, который создаёт импульсное синусоидальное напряжение с периодическим характером. Также существуют варианты инверторов, работающих с дискретным сигналом. Инверторы нашли применение в автономном питании оборудования от аккумуляторов постоянного напряжения.

Фазорасщепитель

Еще одна возможность получить несколько фаз сигнала — разделить его на несколько фаз. Для этого используется фазоразделитель. Принудительная обработка цифровых или аналоговых сигналов применяется как в радиоэлектронике, так и в силовой электротехнике.

Для подачи электроэнергии на трехфазные асинхронные двигатели применяется фазоразделитель, который выполнен на их основе. Для этого обмотки трехфазного двигателя соединены не «звездой», а иначе. Две катушки соединены последовательно, а третью — подключуают к средней точке второй обмотки. Двигатель запускается как однофазный, после разгона в его третьей обмотке наводится ЭДС.

Интересно. Когда фазы разделяются подобным методом, сдвиг фаз между второй и третьей обмотками составляет не 120 градусов, как это должно быть в идеале, а 90 градусов.

Сети переменного тока

Различают следующие типы сетей по их предназначению и применению:

Одним из примеров общих типов сетей переменного трехфазного тока является четырехпроводная схема, в которой три провода представляют фазы, а четвертый — нулевой провод. Трансформаторные подстанции, в свою очередь, строятся по глухо заземленной схеме. Для доставки электроэнергии на большие расстояния применяется высокое напряжение, а на подстанциях оно снижается до 0,4 кВ для дальнейшего распределения потребителям.

Подключение бытовых объектов обычно осуществляется через однофазную схему, для которой достаточно двух проводов — фазного и нулевого.

Определение частоты и периода

Частота электрического тока является физической величиной, она определяет количество колебаний за одну секунду. Период — это время, за которое происходит одно полное колебание.

Взаимосвязь частоты и работы электрооборудования

Частота тока является одним из параметров электроэнергии, который влияет на стабильную работу электроустановок и оборудования. В момент поставки энергии потребителю, этот параметр строго контролируется, также как и напряжение.

Существует связь между количеством оборотов в минуту для вращающихся машин и частотой тока. КПД (коэффициент полезного действия) зависит от самой конструкции агрегатов. Наивысшее значение КПД достигается при:

Количество оборотов турбин генераторов непосредственно связано с частотой переменного тока, а полученная частота регулирует оптимальный режим вращения электродвигателя потребителя. При понижении частоты в сети, обороты машины также автоматически уменьшаются. Это приводит к перегрузке на валу и негативно сказывается на производительности двигателя.

В то же время рабочий процесс технологической линии, в которую передается энергия вращения, также модифицируется:

Для контроля этого важного электрического параметра, используют частотомеры.

Внимание! Уменьшение частоты на 10-15% приводит к снижению производительности механизмов, даже на электростанции вплоть до нулевого значения. При частоте тока в сети величиной 50 Гц (критической в связи с пороговым значением 45 Гц), происходит катастрофическое снижение.

Частотомер

Это инструмент, созданный для измерения и отображения на экране частоты сигнала. В электроэнергетике применяются аналоговые приборы для оценки частоты синусоидальных колебаний в линиях электроснабжения.

Источник МГ frequency_counter_description бросает quotЗависит от способа установкиЗначение >

Современные частотомеры используют цифровое отображение результатов на электронном дисплее.

Токи высокой частоты

ТВЧ – это сокращение от «технологические вихревые токи», которые широко используются для плавки металлов и закалки поверхностей металлических изделий. ТВЧ представляют собой токи с частотой выше 10 кГц. В индукционных печах проводник помещается внутрь обмотки, через которую пропускаются ТВЧ. Эти токи генерируют вихревые токи в проводнике, что приводит к его нагреванию. Регулируя силу технологических вихревых токов, можно контролировать температуру и скорость нагрева.

Интересное наблюдение: расплавленный металл можно подвесить в вакууме с помощью магнитного поля, и для этого не требуется специальный тигель. Этот метод позволяет получить очень чистые вещества.

Преимущества использования ТВЧ в различных ситуациях:

Технологические вихревые токи генерируются в установках, состоящих из колебательного контура или электромашинных генераторов. Статор и ротор генераторов имеют зубчатое устройство на своих сторонах, которое обеспечивает взаимное движение. Это создает пульсацию магнитного поля. Частота на выходе оказывается выше, когда произведение числа зубцов ротора на его скорость вращения увеличивается.

Период пульсаций и частота

Частота переменного тока может быть описана другой терминологией — пульсацией. Временем одной пульсации называется период пульсации.

Интенсивность циклов

Для электросети с частотой 50 Гц, период пульсации составит:

Если нужно, с помощью этой зависимости можно вычислить частоту на основе времени цикла.

Опасность разночастотных зарядов

Как непрерывный, так и переменный ток при определенных значениях представляет опасность для человека. При значениях до 500 В различие в безопасности составляет пропорцию 1:3 (42 В постоянного к 120 В переменного).

Частота переменного электричества — важный параметр. Она влияет не только на работу электроустановок потребителей, но и на человеческий организм. Изменение частоты электрических колебаний позволяет изменять технологические процессы на производстве и качество вырабатываемой энергии.

Видео

Происхождение