Что такое период частота и фаза переменного тока
Перейти к содержимому

Что такое период частота и фаза переменного тока

  • автор:

Период, частота, фаза сигнала. Определения.

Период колебаний — наименьший промежуток времени Т, в течение которого система, совершающая колебания, проходит через все промежуточные значения и возвращается к произвольно выбранному исходному значению. Период колебаний является величиной, обратной частоте колебаний:

f = 1/T.

Частота колебаний — количественная характеристика периодических колебаний, равная отношению числа циклов колебаний ко времени их совершения. Частота (в технике обозначают f) — величина, обратная периоду колебаний Т:

f = 1/T.

В международной системе единиц (СИ) ее выражают в герцах (Гц).

В электротехнике — отношение числа полных циклов изменения силы переменного тока, электрического напряжения, магнитной индукции и т.д. ко времени.

Период — это время одного полного колебания, с.

Частота — число полных колебаний, совершаемых переменной величиной за 1 секунду, Герц

Фаза — это состояние переменной величины в данный момент времени. Характеризуется фазовым углом.

    • Магазины и оптовые отделы
    • Видео
    • Новости
    • Каталог производителей
    • Каталоги автозапчастей
    • Акции и спецпредложения
    • Калькуляторы
    • Обратная связь
    • История компании
    • «ЧИП и ДИП» сегодня
    • 28 лет в сфере e-com
    • Контактная информация
    • Реквизиты АО «ЧИП и ДИП»
    • Дистрибьюция
    • Планируете стать поставщиком?
    • Работа в «ЧИП и ДИП»

    Период и частота переменного тока

    Под этим термином «переменный электрический ток» следовало бы понимать ток, изменяющийся во времени любым образом, соответственно введенному в математику понятию «переменная величина».

    Однако в электротехнику термин «переменный электрический ток» вошел в значении электрического тока, вменяющегося по направлению (в противовес электрическому току постоянного направления), а следовательно, и по величине, так как физически нельзя представлять себе изменения электрического тока по направлению без соответствующих изменений по величине.

    Период и частота переменного тока

    Движение электронов в проводе сначала в одну сторону, а затем в другую называют одним колебанием переменного тока. За первым колебанием следует второе, затем третье и т. д. При колебаниях тока в проводе вокруг него происходит соответствующее колебание магнитного поля.

    Время одного колебания называют периодом и обозначают буквой Т. Период выражают в секундах или в единицах, составляющих доли секунды.

    К ним относятся: тысячная доля секунды — миллисекунда (мс), равная 10 -3 с, миллионная доля секунды — микросекунда (мкс), равная 10 -6 с, и миллиардная доля секунды — наносекунда (нс), равная 10 -9 с.

    Важной величиной, характеризующей переменный ток, является частота. Она представляет собой число колебаний или число периодов в секунду и обозначается буквой f или F.

    Единицей частоты служит герц, названный в честь немецкого ученого Г. Герца и обозначаемый сокращенно буквами Гц (или Hz). Если в одну секунду происходит одно полное колебание, то частота равна одному герцу.

    Когда в течение секунды совершается десять колебаний, то частота составляет 10 Гц. Частота и период являются обратными величинами:

    При частоте 10 Гц период равен 0,1 с. А если период равен 0,01 с, то частота составляет 100 Гц.

    Частота — важнейшая характеристика переменного тока. Электрические машины и аппараты переменного тока могут нормально работать только на той частоте, на которую они рассчитаны.

    Параллельная работа электрических генераторов и станций на общую сеть возможна только на одной и той же частоте. Поэтому во всех странах частота переменного тока, производимого электростанциями, стандартизуется законом.

    В электрической сети переменного тока частота равна 50 Гц. Ток пятьдесят раз в секунду идет в одну сторону и пятьдесят раз в обратную. Сто раз в секунду он достигает амплитудного значения и сто раз становится равным нулю, т. е. сто раз меняет свое направление при переходе через нулевое значение.

    Лампы, включенные в сеть, сто раз в секунду притухают и столько же раз вспыхивают ярче, но глаз этого не замечает, благодаря зрительной инерции, т. е. способности сохранять полученные впечатления около 0,1 с.

    При расчетах с переменными токами пользуются также угловой частотой, она равна 2пиf или 6,28f. Ее следует выражать не в герцах, а в радианах в секунду.

    Гидрогенераторы в машинном отделении ГЭС

    При принятой частоте промышленного тока 50 гц максимально возможное число оборотов генератора — 50 об/сек (р = 1). На такое число оборотов строятся турбогенераторы, т. е. генераторы, приводимые паровыми турбинами.

    Число оборотов гидротурбин и приводимых ими гидрогенераторов зависит от природных условий (прежде всего от напора) и колеблется в широких пределах, снижаясь иногда до 0,35 — 0,50 об/сек.

    Число оборотов оказывает большое влияние на экономические показатели машины — габаритные размеры и вес. Гидрогенераторы с несколькими оборотами в секунду имеют наружный диаметр в 3 — 5 раз больший и вес во много раз больший, чем турбогенераторы той же мощности с n = 50 об/сек.

    В современных генераторах переменного тока вращается их магнитная система, а проводники, в которых индуктируется э.д.с, размещаются в неподвижной части машины.

    Переменные токи принято разделять по частоте. Токи с частотой меньше 10000 Гц называют токами низкой частоты (токами НЧ).

    У этих токов частота соответствует частоте различных звуков человеческого голоса или музыкальных инструментов, и поэтому они иначе называются токами звуковой частоты (за исключением токов с частотой ниже 20 Гц, которые не соответствуют звуковым частотам). В радиотехнике токи НЧ имеют большое применение, особенно в радиотелефонной передаче.

    Однако главную роль в радиосвязи выполняют переменные токи с частотой более 10000 Гц, называемые токами высокой частоты, или радиочастоты (токи ВЧ).

    Для измерения частоты этих токов применяют единицы: килогерц (кГц), равный тысяче герц, мегагерц (МГц), равный миллиону герц, и гигагерц (ГГц), равный миллиарду герц. Иначе килогерц, мегагерц и гигагерц обозначают kHz, MHz, GHz. Токи частотой в сотни мегагерц и выше называют токами сверхвысокой или ультравысокой частоты (СВЧ и УВЧ).

    Радиостанции работают с помощью переменных токов ВЧ, имеющих частоту от сотен килогерц и выше. В современной радиотехнике для специальных целей применяются токи с частотой в миллиарды герц и имеются приборы, позволяющие точно измерять такие сверхвысокие частоты.

    Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

    Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

    Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

    Период, частота, фаза сигнала. Определения.

    Период колебаний — наименьший промежуток времени Т, в течение которого система, совершающая колебания, проходит через все промежуточные значения и возвращается к произвольно выбранному исходному значению. Период колебаний является величиной, обратной частоте колебаний:

    f = 1/T.

    Частота колебаний — количественная характеристика периодических колебаний, равная отношению числа циклов колебаний ко времени их совершения. Частота (в технике обозначают f) — величина, обратная периоду колебаний Т:

    f = 1/T.

    В международной системе единиц (СИ) ее выражают в герцах (Гц).

    В электротехнике — отношение числа полных циклов изменения силы переменного тока, электрического напряжения, магнитной индукции и т.д. ко времени.

    Период — это время одного полного колебания, с.

    Частота — число полных колебаний, совершаемых переменной величиной за 1 секунду, Герц

    Фаза — это состояние переменной величины в данный момент времени. Характеризуется фазовым углом.

      • Магазины и оптовые отделы
      • Видео
      • Новости
      • Каталог производителей
      • Каталоги автозапчастей
      • Акции и спецпредложения
      • Калькуляторы
      • Обратная связь

      Период, частота, амплитуда и фаза переменного тока

      Время, в течение которого совершается одно полное изме­нение ЭДС, то есть один цикл колебания или один полный оборот радиуса-вектора, называется периодом колебания пере­менного тока (рисунок 1).

      Период переменного тока

      Рисунок 1. Период и амплитуда синусоидального колебания. Период — время одного колебания; Аплитуда — его наибольшее мгновенное значение.

      Период выражают в секундах и обозначают буквой Т.

      Так же используются более мелкие единицы измерения периода это миллисекунда (мс)- одна тысячная секунды и микросекунда (мкс)- одна миллионная секунды.

      1 мс =0,001сек =10 -3 сек.

      1 мкс=0,001 мс = 0,000001сек =10 -6 сек.

      Число полных изменений ЭДС или число оборотов ради­уса-вектора, то есть иначе говоря, число полных циклов колеба­ний, совершаемых переменным током в течение одной секунды, называется частотой колебаний переменного тока.

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

      Одна тысяча герц называется килогерцом (кГц), а миллион герц — мегагерцом (МГц). Существует так же единица гигагерц (ГГц) равная 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 ЭДС, 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 и 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, иначе говоря, до 1 500 МГц или 1,5 ГГц. Такие вы­сокие частоты называются радиочастотами или колебаниями высокой частоты.

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

      Амплитуда переменного тока

      Наибольшее значение, которого достигает ЭДС или сила тока за один период, называется амплитудой ЭДС или силы переменного тока. Легко заметить, что амплитуда в масштабе равна длине радиуса-вектора. Амплитуды тока, ЭДС и напряжения обозначаются соответственно бук­вами Im, Em и Um (рисунок 1).

      Угловая (циклическая) частота переменного тока.

      Скорость вращения радиуса-вектора, т. е. изменение ве­личины угла поворота в течение одной секунды, называется угловой (циклической) частотой переменного тока и обозначается греческой буквой ? (оме­га). Угол поворота радиуса-вектора в любой данный момент относительно его начального положения измеряется обычно не в градусах, а в особых единицах — радианах.

      Радианом называется угловая величина дуги окружности, длина которой равна радиусу этой окружности (рисунок 2). Вся окружность, составляющая 360°, равна 6,28 радиан, то есть 2 .

      Радиан

      Рисунок 2. Радиан.

      1рад = 360°/2

      Следовательно, конец радиуса-вектора в течение одного периода пробегают путь, равный 6,28 радиан (2 ). Так как в тече­ние одной секунды радиус-вектор совершает число оборотов, равное частоте переменного тока f, то за одну секунду его ко­нец пробегает путь, равный 6,28 * f радиан. Это выражение, характеризующее скорость вращения радиуса-вектора, и будет угловой частотой переменного тока — ? .

      ? = 6,28*f = 2f

      Фаза переменного тока.

      Угол поворота радиуса-вектора в любое данное мгновение относительно его начального положения называется фазой переменного тока. Фаза характеризует величину ЭДС (или тока) в данное мгновение или, как говорят, мгновенное значение ЭДС, ее направление в цепи и направление ее изменения; фаза пока­зывает, убывает ли ЭДС или возрастает.

      Фаза переменного тока

      Рисунок 3. Фаза переменного тока.

      Полный оборот радиуса-вектора равен 360°. С началом но­вого оборота радиуса-вектора изменение ЭДС происходит в том же порядке, что и в течение первого оборота. Следова­тельно, все фазы ЭДС будут повторяться в прежнем поряд­ке. Например, фаза ЭДС при повороте радиуса-вектора на угол в 370° будет такой же, как и при повороте на 10°. В обо­их этих случаях радиус-вектор занимает одинаковое положе­ние, и, следовательно, мгновенные значения ЭДС будут в обоих этих случаях одинаковыми по фазе.

      ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *