Контрольная работа по физике

Действующие значения несинусоидального тока и напряжения. Активная и полная мощности несинусоидального тока

Несинусоидальные токи, напряжения и ЭДС характеризуются следующими параметрами:

1) максимальным значением за период: , , ;

2) действующим (эффективным), т.е. среднеквадратичным, значением за период:

 ; ;.

После разложения в ряд (например тока) при ,  получим:

 

или

 .

 Действующее значение периодического несинусоидального тока равно квадратному корню из суммы квадратов действующих значений всех гармоник и квадрата постоянной составляющей. Аналогично,

  .

 Под активной мощностью  несинусоидального тока понимают среднее значение мгновенной мощности за период первой гармоники:

 .

Если представить напряжение  и ток  рядами Фурье:

 

 Полная мощность несинусоидального тока:

 

где ; .

Задача 21. Найти  и , если ;

 .

 Решение: ; ; ; ; ; ; ; ;

.

  9.5. Особенности измерений при

 несинусоидальных сигналах

Разные системы приборов переменного тока регистрируют разные величины, но шкалы их отградуированы так, что при синусоидальном воздействии они показывают эффективное значение измеряемой величины.

 Приборы электродинамической, электромагнитной и тепловой систем отградуированы в действующих значениях.

Приборы магнитоэлектрической системы реагируют только на постоянную составляющую. Магнитоэлектрические приборы с детекторным преобразователем реагируют на средние по модулю значения, а отградуированы в эффективных значениях при синусоидальном возмущении.

Электронные амплитудные приборы регистрируют максимальные значения, а отградуированы также в эффективных значениях для синусоидального возмущения.

 

 Рис. 9.7

Рассмотрим конкретные примеры. Пусть имеются различные формы напряжений при одинаковом эффективном значении, равном 10 В:

€ синусоидальная (рис. 9.7а);

прямоугольная (рис. 9.7б);

серия импульсов при τ/Т = 0,5 (рис. 9.7в).

Поскольку эффективные значения всех напряжений одинаковы, приборы электродинамической, электромагнитной и тепловой систем покажут 10 В.

Амплитудные значения:

для импульсов синусоидальной формы 14,1 В;

для импульсов прямоугольной формы 10 В;

для серии импульсов .

Амплитудные приборы, отградуированные в эффективных значениях, показывают:

□ для импульсов синусоидальной формы 10 В;

€ для импульсов прямоугольной формы ;

 □ для серии импульсов 14,1/1,41 = 10 В.

Детекторные приборы реагируют на средние по модулю значения, но цена деления шкалы увеличена в 1,11. Такие приборы показывают:

для импульсов синусоидальной формы 10 В;

для импульсов прямоугольной формы ;

для серии импульсов (14,1/2)1,11 = 7,8 В.
Магнитоэлектрические приборы показывают:

для импульсов синусоидальной формы 0;
€ для импульсов прямоугольной формы 0;

для серии импульсов 14,1/2 = 7,05 В.

Несинусоидальные токи и напряжения измеряют приборами различных систем. Принципы действия этих приборов рассматривают в курсе

  Рис. 9.8

электрических измерении. Поэтому здесь упомянем лишь, какие величины измеряют вольтметры и амперметры различных систем.

Приборы электромагнитной, электродинамической и тепловой систем реагируют на действующее значение, магнитоэлектрические приборы с выпрямителем на среднее по модулю значение величины, магнитоэлектрические без выпрямителя на постоянную составляющую, амплитудные электронные вольтметры на максимальное значение функции.

Напомним, что на лицевой стороне измерительного прибора всегда имеется условный значок, свидетельствующий о том, к какой системе относится данный прибор. На рис. 9.8 приведены некоторые из них: а магнитоэлектрическая с подвижной рамкой; б магнитоэлектрическая с подвижным магнитом; в электромагнитная; г электродинамическая; д ферродинамическая; е тепловая; ж электродинамическая  з магнитоэлектрическая с выпрямителем

Построение электрических принципиальных  схем.

Общие сведения

Электрическая цепь - это совокупность взаимосвязанных  элементов, компонентов или устройств, предназначенная для прохождения в них электрического  тока, процессы в которой могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей  силе (э.д.с.), электрическом токе и электрическом напряжении.

Электрическое напряжение (u или U) - разность электрических потенциалов между выделенными точками или величина работы, которую совершит электрическое поле по переносу единичного положительного заряда из одной точки в другую. Для измерения напряжения на участке цепи существует специальный измерительный прибор — Вольтметр [B] .

Рис.3.1.1. Приборы для измерения напряжения

При включении вольтметра в электрическую цепь необходимо:

Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором будет измеряться напряжение.

Соблюдаем полярность: "+" вольтметра подключается к "+" источника тока, а "минус" вольтметра - к "минусу" источника тока.

Рис.3.1.2. Подключение вольтметра

Электрический ток (i или I)– направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля.

  Задача. Рассмотрим трапецию, симметричную относительно оси абсцисс и начала координат

Резонанс в цепи при несинусоидальных токах и напряжениях При несинусоидальных токах и напряжениях явления резонанса значительно усложняются, так как резонанс возникает для каждой гармоники отдельно

Общие свойства четырехполюсников Уравнения четырехполюсников Электротехническое устройство, служащее для передачи энергии (сигналов) и имеющее по два входных и два выходных зажима, называется четырехполюсником.


Генерирование электрических колебаний