Электричество шаг за шагом
- Автор: Сворень Рудольф Анатольевич
- Год: 2019
- Язык: русский
- Год: "ДМК Пресс"
- ISBN: 978-5-97060-604-9
- Жанр: Детское образовательние
Электронная книга - «Электричество шаг за шагом». Краткое содержание книги:
Используя 400 специально разработанных иллюстраций, автор рассказывает об истории изучения электричества, о сложившихся основных системах постоянного и переменного тока и о той важной роли, которая досталась электричеству в энергетике нашего мира.
Рудольф Анатольевич Сворень — автор многих популярных книг о физике и электронике, известный научный журналист, радиоинженер и кандидат педагогических наук, много лет проработавший в редакции журнала “Наука и жизнь” заместителем главного редактора.
Т-122. Приятно всё же встречать технические термины в виде слов родного языка: частота говорит о том, насколько часто повторяется полный цикл переменного тока. Единица частоты — герц, Гц. О постоянном токе нам достаточно было знать одно — какова интенсивность движения зарядов, то есть то, что отражено в характеристике «величина тока», «сила тока». Переменный ток — явление значительно более сложное, чтобы судить о событиях в электрических цепях переменного тока, нужна более обширная информация. В частности, нужно знать, насколько быстро меняется ток, насколько часто происходит смена его направлений.
Об этом в равной мере хорошо говорят две характеристики. Первая — период Г, он указывает время, в течение которого переменный ток (э.д.с., напряжение), изменяясь, проходит весь свой цикл, все свои возможные значения (Р-58).
Вторая характеристика — частота f (или F), она говорит о том, сколько периодов, то есть сколько полных циклов изменения тока (э.д.с., напряжения), успевает произойти за единицу времени. Единица частоты — герц, сокращённо Гц, ей дано имя великого физика Генриха Герца (1857–1894), открывшего, в частности, электромагнитные волны, на основе которых вскоре появились радио, телевидение, локация. Единица частоты 1 герц соответствует одному полному периоду в секунду. Если, например, частота составляет 2 Гц, то период длился 0,5 с, и, следовательно, за время 1 с переменный ток (э.д.с., напряжение) пройдёт 2 полных своих периода. Если же, например, время полного изменения переменного тока, то есть период Т составляет 0,1 с, то за секунду будет 10 полных периодов, и частота составит 10 герц, 10 Гц). Ясно, что чем медленнее происходят изменения тока, чем дольше длится период, тем меньше (принято говорить «ниже») частота. И наоборот, с увеличением частоты период становится всё более коротким.
Т-123. «Мгновенное значение» и «амплитуда» сообщают о работоспособности переменного тока в какой-то определённый момент. С постоянным током было просто: чтобы представить себе ток в цепи, достаточно было знать одну цифру. А вот что делать, если потребуется указать величину переменного тока? Какую цифру называть? Ток ведь переменный, величина его непрерывно меняется, в какой-то момент по проводнику идёт очень много свободных зарядов, в другой момент очень мало, в третий ни одного.
Можно указать силу тока и отметить, что она наблюдалась именно в такой-то момент. Например, так: «29 мая 1987 года в 18 часов 37 минут 26,57854 секунды ток в цепи был равен 5 ампер». Это будет мгновенное значение тока, ток в данный момент, в данное мгновение. Характеристика не очень удобная — нельзя же каждую микросекунду замерять ток, чтобы составить его подробное жизнеописание (Т-8).
Можно назвать наибольшее значение тока (э.д.с., напряжения), тот максимум, которого он достигает дважды за период. Кстати, наибольший ток (э.д.с., напряжение) во время положительного и отрицательного полупериода называют положительной и отрицательной амплитудой тока. Это уже вполне приемлемая характеристика, по крайней мере, не меняющаяся каждое мгновение, жаль только, рассказывает она о довольно редких событиях: амплитудный ток появляется на неуловимо короткое мгновение всего два раза за период. А всё остальное время переменный ток (э.д.с., напряжение) меньше амплитуды, так что на неё никак нельзя рассчитывать, думая, например, о работоспособности генератора.
ВК-150. На большом заводе тысячи двигателей и трансформаторов, каждый со своими катушками. При этом потери в Rвнт из-за индуктивной составляющей общего тока (ВК-149) могут быть значительными. Коэффициент мощности (косинус фи) cos φ помогает как-то оценить эти потери и снизить их. Если, например, cos φ = 0,7, то, значит, общие потери довольно велики. А если cos φ увеличился до 0,9, то, значит, оборудование используется лучше, и при этом общие потери намного меньше.