ординат изображает некоторую фиктивную ЭДС
E0 .
Для линейного участка характеристики R
du U
. На основании подобия
diI
треугольников имеем
U dc m
IbcR
U E0 , где
I
mR– коэффициент, определяемый
масштабами осей абсцисс и ординат. Отсюда следует, что
R U E0 ;
I
I R
U E0 ;
U E0 I R .
Следовательно, пока нелинейный элемент находится под напряжением, не выходящим за пределы линейного участка вольт-амперной характеристики (Ua U U ), его можно заменить эквивалентной линейной схемой (рис.4.6).
Если характеристика нелинейного элемента наклонена в сторону оси напряжения (рис.4.7), то прямая, продолженная от начала линейного участка характеристики, отсечет на отрицательной части оси напряжения участок в
масштабе равный
E0 .
Аналогичные рассуждения позволяют записать:
откуда
R
U E0 I R .
U
I
mdc m
RbcR
tgα U E0 ,
I
Эквивалентная схема нелинейного элемента изображена на рис.4.8.
Рис.4.7Рис.4.8Как отмечалось выше, подобные замены можно осуществлять только в том случае, если изменения напряжения на нелинейном элементе происходят впределах линейного участка его характеристики.
-
1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 ... 56
-
Основные понятия
Современная электроэнергетика базируется на передаче энергии на большие расстоянияприпомощи электрического тока. Сцелью уменьшенияпотерьдляэтого нужно сначала ток большой силы и малого напряжения преобразовать в ток малой силы и большого напряжения, а затем на приеме произвести обратное преобразование. Это с высоким КПД и с малыми потерями позволяют сделать трансформаторы. В связи с тем, что трансформатор является устройством переменного тока, вся современная электроэнергетика построена на применении переменного тока. В этом, в частности, состоит и актуальность изучения данного
вопроса.Выше уже отмечалось, что электромагнитный процесс в цепи, при котором значения токов и напряжений повторяются через равные промежутки времени, называется периодическим.
Примером простейшего периодического процесса является гармонический процесс (рис.5.1) изменения напряжения, тока и ЭДСв цепи, описываемый уравнениями: m
i
I sin(
ω
t
ψ) ,
i
m mu U e E
sin(ω tψ
sin(ω tψ
u) , (5.1)
e) .
Рис.5.1
Здесь
Im– амплитудное значение тока,
Um– амплитудное значение напряжения, Em– амплитудное значение ЭДС.
Амплитудным значением синусоидальной функции называется наибольшее значение ее мгновенной величины.
Значения аргументов синусоидальных функций (ω t φ) называются фазами синусоид. Фаза характеризует численные значения описываемой величины в данный момент времени.
Значение фазы в начальный момент времени ( t 0 ) называется начальной
ψфазой. Начальная фаза это ближайшая от начала осей координат точка перехода от отрицательных значений мгновенных величин синусоид к положительным значениям. Если эта точка располагается слева от оси ординат, то фаза берется со знаком "+", если справа от нее – со знаком "-".
u iРазность ψ φ– называется сдвигомфаз; в частности, на рис.5.1
напряжение uопережает ток iна величину φ.
Величина называется угловойчастотойи характеризует собой скорость изменения фазового угла.
Так как фазовый угол синусоиды за время одного периода Tизменяется на
2 π, то угловая частота
Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) создают синхронные генераторы трехфазного тока, в которых используется явление электромагнитной индукции. С помощью генератора механическая энергия, получаемая от первичного двигателя (турбины), преобразуется в электрическую энергию переменного тока.Синхронный генератор состоит из неподвижного статора и подвижногоротора (рис.5.2).Статор – полый цилиндр с пазами для проводников, соединенных специальным образом. Изготавливается из листовой электротехнической стали.Ротор – электромагнит, возбуждаемый постоянным током. Ток возбуждения подается от
возбудителя по проводам через щетки на медные кольца, укрепленные на валу ротора. Возбудитель – небольшой генератор постоянного тока.
Рис.5.2Магнитный поток ротора проходит через тело ротора, два воздушных промежутка между статором и ротором и сердечник статора.При вращении ротора этот магнитный поток пересекает проводники статора и индуктирует в них переменную ЭДС:
e
B
l
v,где
B – магнитная индукция,
l – активная длина проводника (охватываемая магнитным полем),
v – окружная скорость (магнитного потока по отношению к
проводнику).
В данной формуле
l, v const. Следовательно, изменение ЭДС eпри
вращении ротора вызывается только изменением магнитной индукции B. Если
индукция распределена вдоль окружности ротора синусоидально
B Bm sin ωt(а
именно так и стараются рассчитывать генераторы), то и изменение ЭДС во времени
тоже синусоидально
e Em sin ωt.