Угловая частота — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Углова́я частота́ (синонимы: радиальная частота, циклическая частота, круговая частота, частота вращения) — скалярная физическая величина, мера частоты вращательного или колебательного движения. В случае вращательного движения угловая частота равна модулю вектора угловой скорости. В Международной системе единиц (СИ) и системе СГС угловая частота выражается в радианах в секунду, её размерность обратна размерности времени (радианы безразмерны).
Угловая частота является производной по времени от фазы колебания:
- ω=∂φ/∂t.{\displaystyle \omega =\partial \varphi /\partial t.}
Другое распространённое обозначение ω=φ˙.{\displaystyle \omega ={\dot {\varphi }}.}
Угловая частота связана с частотой ν соотношением[1]
- ω=2πν.{\displaystyle \omega ={2\pi \nu }.}
В случае использования в качестве единицы угловой частоты градусов в секунду связь с обычной частотой будет следующей:
- ω=360∘ν.{\displaystyle \omega ={360^{\circ }\nu }.}
В случае вращательного движения угловая частота численно равна углу, на который повернется вращающееся тело за единицу времени (то есть равна модулю вектора угловой скорости), в случае колебательного движения — приращению полной фазы колебания за единицу времени. Численно угловая (циклическая) частота равна числу циклов (колебаний, оборотов) за 2π единиц времени.
Введение циклической частоты (в её основной размерности — радианах в секунду) позволяет упростить многие формулы в теоретической физике и электронике. Так, резонансная циклическая частота колебательного LC-контура равна ωLC=1/LC,{\displaystyle \omega _{LC}=1/{\sqrt {LC}},} тогда как обычная резонансная частота νLC=1/(2πLC).{\displaystyle \nu _{LC}=1/(2\pi {\sqrt {LC}}).}
В то же время ряд других формул усложняется. Решающим соображением в пользу циклической частоты стало то, что переводные множители 2π и 1/(2π), появляющиеся во многих формулах при использовании радианов для измерения углов и фаз, исчезают при введении циклической частоты.
- ↑ Угловая частота (неопр.). Большой энциклопедический политехнический словарь. Дата обращения 27 октября 2016.
ru.wikipedia.org
Переменный (синусоидальный) ток и основные характеризующие его величины.
Переменный ток (англ. alternating current — AC) — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным.
В быту для электроснабжения переменяется переменный, синусоидальный ток.
Синусоидальный ток представляет собой ток, изменяющийся во времени по синусоидальному закону (Рисунок 1):
Рисунок 1Максимальное значение функции называют амплитудой. Её обозначают с помощью заглавной (большой) буквы и строчной буквы m — максимальное значение. К примеру:
- амплитуду тока обозначают lm;
- амплитуду напряжения Um.
Период Т— это время, за которое совершается одно полное колебание.
Частота f равна числу колебаний в 1 секунду (единица частоты f — герц (Гц) или с-1)
f = 1/T
Угловая частота ω (омега) (единица угловой частоты — рад/с или с-1)
ω = 2πf = 2π/T
Аргумент синуса, т. е. (ωt + Ψ), называют фазой. Фаза характеризует состояние колебания (числовое значение) в данный момент времени t.
Любая синусоидально изменяющаяся функция определяется тремя величинами: амплитудой, угловой частотой (ω) и начальной фазой Ψ (пси)
В странах СНГ и Западной Европе наибольшее распространение получили установки синусоидального тока частотой 50 Гц, принятой в энергетике за стандартную. В США стандартной является частота 60 Гц. Диапазон частот практически применяемых синусоидальных токов очень широк: от долей герца, например в геологоразведке, до миллиардов герц в радиотехнике.
Синусоидальные токи и ЭДС сравнительно низких частот (до нескольких килогерц) получают с помощью синхронных генераторов (их изучают в курсе электрических машин). Синусоидальные токи и ЭДС высоких частот получают с помощью ламповых или полупроводниковых генераторов (подробно рассматриваемых в курсе радиотехники и менее подробно — в курсе ТОЭ). Источник синусоидальной ЭДС и источник синусоидального тока обозначают на электрических схемах так же, как и источники постоянной ЭДС и тока, но обозначают их е и j (или e(t) и j(t)).
Обратите внимание! При обозначении величин на схемах или в расчетах важен регистр букв, то есть заглавные буквы (E,I,U…) или строчные (e, i ,u…). Так как строчными буквами принято обозначать мгновенное значение, а заглавными могут обозначаться действующее значение величины (подробнее о действующем значении в следующей статье).
electrikam.com
Переменный электрический ток
Переменный ток – или AC (Alternating Current). Обозначение ( ~ ).
Электрический ток называется переменным, если он в течение времени меняет свое направление и непрерывно изменяется по величине.
Переменный ток, который используется для подключения бытовых или производственных электрических приборов, изменяется по синусоидальному закону:
График переменного тока
i– мгновенное значение токаIm– амплитудное или наибольшее значение токаf– значение частоты переменного токаt– время
Широко используется переменный ток благодаря тому, что электроэнергия переменного тока технически просто и экономно может быть преобразована из энергии более низкого напряжения в энергию более высокого напряжения и наоборот. Это свойство переменного тока позволяет передавать электроэнергию по проводам на большие расстояния.
Период переменного тока
Промышленный переменный электрический ток получают при помощи электрических генераторов, принцип работы которых основан на законе электромагнитной индукции. Вращение генератора осуществляется механическим двигателем, использующим тепловую, гидравлическую или атомную энергию.
Переменный однофазный электрический ток имеет следующие основные характеристики:
f – частота переменного тока определяет количество циклов или периодов в единицу времени. За единицу измерения частоты переменного тока принят Герц ( Гц ):
1гц = 103кгц = 106мгц
Τ – период – время одного полного изменения переменной величины.
Если в 1 секунду происходит 1 период Τ, то частота f = 1 Гц ( Герц ).
1c = 103мс = 106мкс = 1012нс
В Российской Федерации период Τ переменного тока принят равным 0,02 секунды,следовательно по формуле
f = 1/Τ можно определить частоту переменного тока:
f = 1/0,02 = 50 Гц
ω – угловая скорость
Помимо частоты f при изучении цепей переменного тока вводится понятие угловой скорости ω. Угловая скорость ω связана с частотой f следующим соотношением:
ω=2πf
При частоте 50 Гц угловая скорость равна 314 рад/с (2 × 3,14 × 50 = 314).
Мгновенное значение (i,u,e,p) – значение величины в данный момент, мгновенное.
Максимальное или амплитудное значение (Im,Um,Em,Pm).
Эффективное значение тока – это величина переменного тока, равная такому току, который на сопротивлении R, создаёт тепловыделение равное данному переменному току, за тоже время t (I,U,E,P).
В системе декартовых прямоугольных координат совмещены тригонометрический круг и кривая, отражающая изменение величины тригонометрической функции sinβ от величины угла β между осью 0х и радиусом-вектором r. Радиус-вектор r вращается против часовой стрелки. Повернем радиус-вектор на угол β и от конца вектора r проведем пунктиром прямую, параллельную оси 0х. От окружности (точка а) по оси 0х отложим в масштабе отрезок. Из конца отрезка построим перпендикуляр до пересечения с пунктирной прямой. Получим точку с в пересечении перпендикуляра и пунктирной прямой.
Синусоида переменного тока
Аналогичное построение проведем, увеличивая угол β, пока радиус-вектор повернется на угол β = 360°, и получим точки аналогично точке с
Если две переменные величины одновременно проходят свои нулевые и максимальные значения, то они совпадают по фазе.
Если две переменные величины не одновременно проходят свои нулевые и максимальные значения, то они не совпадают по фазе.
В радиотехнике используются понятия:
1. Активное сопротивление ( Ra )
2. Индуктивное сопротивление ( XL – реактивное сопротивление )
3. Ёмкостное сопротивление ( XC – реактивное сопротивление )
Если по проводнику протекает ток, то вследствие явления самоиндукции, электроны распространяются не равномерно по сечению проводника, вследствие чего растёт сопротивление проводника.
Явление неравномерного распространения зарядов по сечению проводника называется – поверхностный эффект. Чем больше частота, тем больше сопротивление.
selectelement.ru
Что означает частота тока? Если можно ссылочку на внятное описание.
<a rel=»nofollow» href=»http://www.mukhin.ru/stroysovet/electro/003.html» target=»_blank»>http://www.mukhin.ru/stroysovet/electro/003.html</a> кароче сколько раз в секунду переменный ток с + на — меняется и наоборот
Частота тока измеряется в герцах!!!! герц равняется одному колебанию или одной амплитуде за одну секунду! А частота тока это количество колебаний за одну секунду!!!Различают постоянный (DC от англ. direct current — постоянный ток) и переменный (AC от англ. alternating current — переменный ток) ток. Постоянный ток — это ток, направление и величина которого слабо меняется во времени. Переменный ток меняет свои направление и/или величину. Среди переменных токов важную роль играет гармонический ток, для которого величина тока изменяется по синусоидальному закону. В этом случае потенциал каждого конца проводника изменяется по отношению к потенциалу другого конца проводника попеременно с положительного на отрицательный и наоборот, проходя при этом через все промежуточные потенциалы (включая и нулевой потенциал) . В результате возникает ток, непрерывно изменяющий направление: при движении в одном направлении он возрастает, достигая максимума, именуемого амплитудным значением, затем спадает, на какой-то момент становится равным нулю, потом вновь возрастает, но уже в другом направлении и также достигает максимального значения, спадает, чтобы затем вновь пройти через ноль, после чего цикл всех изменений возобновляется. Время, за которое происходит один такой цикл (время, включающее изменение тока в обе стороны) , называется периодом переменного тока. Количество периодов, совершаемое током в одну секунду, носит название частота. Частота измеряется в герцах, один герц соответствует одному периоду в секунду. Скорость направленного движения частиц в проводниках зависит от материала проводника, массы и заряда частиц, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов и составляет величину, намного меньшую скорости света. Несмотря на это, скорость распространения собственно электрического тока равна скорости света, то есть скорости распространения фронта электромагнитной волны. Переменный ток высокой частоты вытесняется на поверхность проводника, этот эффект называется скин-эффектом.
Измеряется в Герцах и означает количество полных фаз переменного синусоидального тока в секунду, то есть по синусоиде изменения значения напряжения ток проходит через максимальное его значение плавно к нулевому, и далее опять к максимальному, и т. д. В бытовой сети частота тока равна 50Гц и это значит, что 50 раз в секунду ток достигает значения 220В и 50 раз нулевого значения. Но есть ещё и импульсный ток, тогда частота равна количеству инпульсов в секунду. Допустим в процессоре с рабочей частотой 3 Ггц — количество, проходящих через него импульсов в секунду, состовляет 3 миллиарда.
touch.otvet.mail.ru
интенсивность колебания зарядов в электрической сети, способы измерения
Направленное движение заряжённых частиц под действием электрической движущей силы (ЭДС) называют электротоком, он бывает переменным и постоянным. В последнем случае перемещение нуклонов происходит во времени стабильно, а в первом — периодически обращает направление и величину. Один из основных параметров переменного тока — частота. Зависит характеристика от периодичности колебаний электронов, может измеряться несколькими способами и приборами.
Переменный электрический ток
В английском языке этому термину соответствует выражение alternating current — аббревиатура AC, в энерготехнике как буквенное обозначение используют знак тильда (~). Переменный ток изменяется в периоде по синусоиде. Источниками служат генераторы, вырабатывающие ЭДС посредством электромагнитной индукции. Характеризуется АС следующими параметрами:
- напряжение сети U в вольтах;
- сила тока I=Q/Δt, [A] — количество зарядов, прошедших через поперечник проводника в единицу времени;
- период Т — отрезок времени полного цикла изменений;
- частота f — количество колебаний в течение секунды: f =1/Т, [Гц] в отечественных сетях стандарт 50 герц;
- плотность тока j=I/S, [A/мм2] — векторная величина, где S площадь сечения проводника, направление j совпадает с курсом движения электронов;
- фаза — состояние АС, может быть одно- и многофазным;
- амплитуда I max — высота синусоиды, максимальная величина мгновенно достигаемого за период значения тока.
В энергетике преимущественно используются трёхфазные сети: 3 отдельных электроцепи с одинаковыми напряжением и частотой при сдвиге φ=120°. От стабильности колебательных движений нуклонов в системе зависит устойчивость и надёжность работы всей энергосети.
Период пульсаций и частота
Физическая сущность переменного тока заключается в перемещении электронов в проводнике сначала в одном направлении, затем в другую сторону. Полный цикл движений туда и обратно совершается за определённый период, определяемый по частоте колебаний: Т=1/ f.
Интенсивность циклов
Для условий электросетей России показатель f =50 Гц, а время одной пульсации составляет Т=1/50=0,02 секунды. Обратная связь двух параметров позволяет определить частоту ~ тока по длительности сигнала: f =1/0,02=50 Гц.
Один герц означает 1 колебание за секунду. Чем быстрее изменяется электродвижущая сила, тем скорее обращается радиус-вектор и сокращается период. Соответственно, при форсировании оборотов возрастает частота: величины Т и f обратно пропорциональны, чем больше одна, тем меньше вторая. Значения характеристики f изменяются в широких пределах, что предопределяет использование расширенной терминологии:
| Количество нулей после единицы | Приставка к размерности герц |
| 3 (тысяча) | Кило (кГц) |
| 6 (миллион) | Мега (мГц) |
| 9 (миллиард) | Гига (ГГц) |
В зависимости от величины частота переменного тока подразделяется на следующие подгруппы:
- промышленные: 16―25 Гц на железнодорожных сетях некоторых стран, 25 и 75 Гц в схемах блокировки рельсовых цепей, в автономных системах авиационной и военной энергетики — 400 Гц, на некоторых производственных и сельскохозяйственных установках 200―400 Гц;
- звуковые находятся в интервале 20―20000 Гц (20 кГц), в передающих антеннах — до 1,5 ГГц;
- технические: автоматика — используется диапазон от 1 кГц до 1 ГГц, металлургия и машиностроение: плавка, сварка и термообработка металлов;
- радиолокационные станции спутниковой связи, спецсистемы ГЛОНАСС, GPS — до 40 ГГц и выше.
Токи высокой частоты (ТВЧ) начинаются с уровня десятков кГц, когда значимо проявляются излучения электромагнитных волн и скин-эффект: заряд, перемещающийся в проводнике, распределяется не по сечению, а в поверхностном слое.
Для выработки ТВЧ используют энергомашинные генераторы и колебательные контуры. В последнем случае устройство представляет собой цепь с включением в состав ёмкости и индуктивности.
Опасность разночастотных зарядов
Эквивалентные по воздействию на организм человека напряжения переменного и постоянного тока, равны соответственно 42 В и 120 В. Неравенство опасности исчезает при достижении ЭДС 500 В, а при больших значениях опаснее становится константный. Проявления неблагоприятного действия последнего — термическое и электролитическое, а переменного — преимущественно выражается в сокращении сосудов, мышц, голосовых связок. При этом определяющее значение на опасность оказывает частота тока:
40―60 Гц — наибольшая угроза поражения, возможность фибрилляции сердца; дальнейшее повышение интенсивности колебаний зарядов приводит к снижению риска, но вероятность гибельности сохраняется в пределах всего диапазона промышленных частот — до 500 Гц;- свыше 10 кГц начинаются ТВЧ — они безопасны до уровня 1 мГц относительно внутренних поражений, что обусловлено скин-эффектом, но вызывают ожог и угроза от них не меньше, чем от постоянных или переменных предшествующей группы;
- токи высокой частоты сопровождаются электромагнитными излучениями — с этой стороны существует возможность негативного воздействия на живые организмы.
40―60 Гц — наибольшая угроза поражения, возможность фибрилляции сердца; дальнейшее повышение интенсивности колебаний зарядов приводит к снижению риска, но вероятность гибельности сохраняется в пределах всего диапазона промышленных частот — до 500 Гц;На относительной безопасности ТВЧ основано их применение в медицине для физиотерапевтических процедур. Тяжесть поражения электротоком зависит не только от физических параметров заряда, но и от состояния организма человека.
Измерительные приборы
Для определения интенсивности колебаний используют осциллограф, на котором можно увидеть частоту и форму сигнала. Существуют также специальные приборы — частотомеры. В них применяют следующие способы определения параметра:
- перезаряд конденсатора — среднее значение силы тока пропорционально соотносится с его интенсивностью и измеряется магнитоэлектрическим амперметром со шкалой в герцах;
- дискретный счёт — фиксирование импульсов нужной частоты за определённый период, получают данные достаточной точности: погрешность в пределах 2%, этого хороший показатель для бытового применения прибора;
- резонансный метод основан на одноимённом электрическом явлении, возникающем в цепи с настраиваемыми элементами; частота — больше 50 Гц, определяется по шкале регулировочного механизма.
перезаряд конденсатора — среднее значение силы тока пропорционально соотносится с его интенсивностью и измеряется магнитоэлектрическим амперметром со шкалой в герцах;Ещё один известный способ применяется в осциллографах, основан на смешивании и сравнении эталонного параметра с измеряемой частотой. Вследствие наложения возникают биения, а при выравнивании на экране устанавливается определённая фигура. Рассчитывают искомую характеристику по зафиксированному графику посредством математических формул.
220v.guru
Частота переменного тока — Знаешь как
Период и частота переменного тока
Большим преимуществом переменного тока, обеспечивающим ему повсеместное применение, является возможность просто и почти без потерь трансформировать его, т. е. возможность получать ток различного напряжения — высокого для дальних электропередач и низкого для питания потребителей.
В технике переменным током называют периодический ток, все значения которого повторяются через одинаковые промежутки времени, называемые периодом (Т), при этом в течение одного полупериода ток имеет одно направление, а в течение следующего — другое, противоположное направление.
График переменного синусоидального тока представлен на рис. 5-1; на графике по оси абсцисс отложено, время, а по оси ординат — значения тока i. Ординаты, расположенные над осью абсцисс, обозначают положительное значение тока, а расположенные под осью абсцисс — отрицательное значение его.
Рис. 5-1 График переменного тока.
Значение переменной величины в какой-нибудь момент времени называется мгновенным значением ее и согласно стандарту обозначается малой буквой, например, мгновенное значение тока — i, мгновенное значение напряжения — и.
Мгновенным значением тока называется отношение элементарного количества электричества dq, проходящего через сечение проводника в течение малого времени dt, к продолжительности этого времени, т. е.
i = dq : dt
Наибольшее значение величины, имеющее место в течение периода, называется максимальным или амплитудным значением ее и согласно стандарту обозначается прописной буквой с индексом «м», например, Iм — амплитудное значение тока (рис. 5-1). Совокупность изменений тока (напряжения), происходящих в течение периода, называется циклом переменного тока (напряжения).
Величина, обратная периоду, т. е. число периодов в секунду, называется частотой переменного тока, таким образом частота
f = 1 : Т
В системе СИ единицей частоты служит герц (гц), численно равный одному периоду в секунду.
В СНГ частота переменного тока стандартная промышленная частота 50 гц. Телефонная связь работает при частоте 300—3 500 гц (звуковые частоты). В радиотехнике применяется частота 105—1010 гц.
Статья на тему Частота переменного тока
znaesh-kak.com
Ток высокой частоты Википедия
Синусоидальный Три примера переменных токов: Синусоидальный ток Пульсирующий ток, снимаемый с двух полуколец генератора постоянного тока Выпрямленный и сглаженный ток, снимаемый с якоря генератора постоянного тока с большим количеством контуров и коллекторных пластинПереме́нный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным[1].
Хотя переменный ток часто переводят на английский как alternating current, эти термины не эквивалентны. Термин alternating current (AC) в узком смысле означает синусоидальный ток, в широком смысле — периодический знакопеременный ток (то есть периодический двунаправленный ток). Условное обозначение на электроприборах: ∼{\displaystyle \thicksim } или ≈{\displaystyle \thickapprox } (знак синусоиды), или латинскими буквами AC{\displaystyle AC}.
Содержание
- 1 Общее понятие о переменном токе
- 2 Периодический переменный ток
- 2.1 Стандарты частоты
- 3 Переменный синусоидальный ток
- 4 Многофазный переменный ток
- 4.1 Трёхфазный ток
- 4.2 Двухфазный ток
- 5 Действующее значение переменного синусоидального тока
- 6 Генерирование переменного тока
ru-wiki.ru
