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.
Подведём итог, он очень важен и прост. Если на конденсатор подано синусоидальное напряжение Uс, то скорость его изменения тоже синусоида, и поэтому в цепи течёт синусоидальный ток Iс. Но скорость и само напряжение сдвинуты по фазе на 90 градусов, и поэтому такой же фазовый сдвиг существует между напряжением на конденсаторе и током в его цепи. Конкретно, меняясь так же, как скорость изменения Uc, ток опережает напряжение на 90 градусов — на четверть периода. Или, что то же самое, напряжение отстаёт от тока на 90 градусов. Это не нужно понимать так, будто ток появляется раньше, чем мы прикладываем к конденсатору напряжение, подобное невозможно. Просто амплитуда тока наступает на четверть периода раньше, чем амплитуда напряжения.
Т-133. Ёмкостное сопротивление Хс, как и R, измеряется в омах и говорит о том, какой будет ток при данном напряжении, однако мощности Хс не потребляет. Возьмём из предыдущего раздела твёрдо установленную истину: если к конденсатору подвести переменное напряжение, то в цепи этого конденсатора пойдёт переменный ток. Причём сила тока может быть различной, она, в частности, зависит от ёмкости С конденсатора — чем больше С, тем больше ток (при одном и том же напряжении!), поскольку больше зарядов движется в цепи при заряде и разряде конденсатора.
ВК-159. В мощном электрогенераторе основные обмотки (в них создаётся выходная мощность) размещены в статоре, а в роторе находится электромагнит — в таком варианте через скользящие контакты легче передавать необходимую мощность. В статоре трёхфазного генератора три обмотки, сдвинутые на угол 120 градусов. Электромагнит, вращаясь, поочерёдно проходит мимо каждой из них и поочерёдно наводит в них три переменные э.д.с., сдвинутые по фазе (по времени) на 120 градусов, то есть на 1/3 периода.
Р-59. ВО МНОГИХ СЛУЧАЯХ ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК РАБОТАЕТ ТАК ЖЕ ХОРОШО, КАК И ПОСТОЯННЫЙ. Если подключить лампочку к источнику постоянного тока, а рядом такую же лампочку подключить к источнику переменного тока с указанным на лампочке напряжением, то обе лампочки будут светиться одинаково ярко. Это говорит о том, что в каких-то случаях переменный ток работает так же хорошо, как и постоянный. И действительно, количество выделяемого тепла не зависит от направления тока. Электроны, бегущие туда-обратно и создающие переменный ток, будут сталкиваться с неподвижными атомами точно так же, как электроны постоянного тока, движущиеся в одну сторону. Дело в другом — только что мы незаметно проскочили мимо серьёзной проблемы, связанной с напряжением в цепи переменного тока. О каком напряжении может идти речь, если оно переменное? Взять какое-либо мгновенное напряжение нельзя — через мгновение оно изменится. Взять амплитуду тоже нечестно — она появляется всего два раза за весь период. Для оценки работоспособности переменного тока вводится величина его эффективного напряжения, сокращенно Uэф. Это такое постоянное напряжение, которое работает так же хорошо, как и переменное напряжение, о котором идёт речь. Для синусоидального переменного тока Uэф составляет примерно 70 % от амплитуды переменного напряжения (тока, э.д.с.). На всех электроприборах, в любых проспектах, инструкциях и другой документации для них указано именно эффективное напряжение, при котором эти приборы нормально работают.
Тот факт, что конденсатор влияет на величину переменного тока в цепи, уже чем-то напоминает известный нам закон Ома, где ток зависит от сопротивления цепи R. Поэтому конденсатор, который, как известно, постоянного тока не пропускает, в цепи переменного тока считается особым ёмкостным сопротивлением, которое обозначают Хс. Зависит ёмкостное сопротивление Хс от ёмкости конденсатора С и от частоты/переменного тока (э.д.с., напряжения), и всё это объясняется очень просто. Ёмкостное сопротивление Хс зависит от ёмкости С потому, что с её увеличением конденсатор при одном и том же напряжении может принять на свои обкладки больше зарядов, и поэтому больше будут зарядный и разрядный токи. А раз ток растёт, то, значит, согласно закону Ома сопротивление, в данном случае ёмкостное сопротивление Хс, стало меньше. Отсюда вывод: ёмкостное сопротивление Хс обратно пропорционально ёмкости С — чем больше С, тем меньше Хс.