Электричество шаг за шагом

Спектр какого-либо сложного тока обычно представляют на особом графике, где по горизонтальной оси откладывается частота/, а по вертикальной — амплитуда той или иной составляющей. График спектра периодически повторяющегося сложного тока напоминает частокол, где каждая вертикальная прямая отображает одну из синусоидальных составляющих (Р-68).

Кстати, Фурье установил, что если сложный процесс периодически повторяется, то его спектр состоит из синусоидальных составляющих с кратными частотами. Музыканты называют их «обертоны», радисты используют название «гармоника», имея в виду известное название синусоиды «гармоническая зависимость». Если, например, частота сложного тока f = 50 Гц, то в его спектр, скорее всего, войдут составляющие (гармоники) с частотами f = 50 Гц, 2f = 100 Гц, 3f = 150 Гц, 4f = 200 Гц и так далее. Амплитуды гармоник могут быть самые разные, это зависит от сложного тока, но, как правило, с увеличением частоты гармоник их амплитуда убывает.

При хаотически меняющемся сложном токе и тем более при одиночных его всплесках появляется значительно больше гармоник, часто даже говорят о сплошном спектре. Это значит, что какую частоту ни пробуешь извлечь из спектра — она там есть. И ещё одна интересная подробность: если график сложного тока асимметричен относительно горизонтальной оси, если ток во время одного полупериода работает больше, чем во время второго, то в спектре этого тока появляется постоянная составляющая — определённой силы постоянный ток Io. Этот ток Io единственная несинусоидальная составляющая в спектре.

Т-146. Посторонние переменные токи могут создавать помехи и искажать информацию, которую переносят электрические сигналы. Забегая вперёд, сообщим то, что кое-кому уже известно. Переменный ток, с которым мы встречаемся чаще всего, то есть тот, что с электростанции по электрическим сетям приходит в наши дома, в заводские цеха и школьные классы, — это синусоидальный ток. По крайней мере, таким он был создан мощными генераторами на электростанции. Но иногда по пути синусоидальный характер этого тока искажается, и, следовательно, в его спектре появляются какие-то дополнительные составляющие.

Более того, в определённых случаях сетевой ток искажают преднамеренно, специально. Чаще всего это делают, когда из переменного напряжения нужно получить постоянное, например, для питания поездов метро или подмены батарейки в переносном приёмнике. Для этого в цепь переменного тока вводят электрический вентиль — элемент, который пропускает ток только в одну сторону.

В электрических сетях один из главных источников нежелательных посторонних токов — скользящие и некоторые иные контакты, особенно контакты, между которыми проскакивает искра. Кстати, искра не только результат какой-либо неисправности, в некоторых устройствах это ещё и нормальный, работающий процесс, как, например, в свече автомобильного или иного бензинового двигателя. С электрической искры начиналась вся радиотехника — искра, а затем и электрическая дуга долгое время были источниками высокочастотных токов, именно они, попав в передающую антенну, излучают радиоволны. А появляются в искре эти высокочастотные токи потому, что сам искровой ток беспорядочно меняется и в его спектре много гармоник самых разных частот.