交流電路的計算

交流電路的計算任何幅度變化的電流都是可變的。但實際上,交流電被理解為隨時間變化規律為正弦函數的電流。

正弦電流的數學表達式可以寫成:

式中,I——瞬時電流值,表示某一時刻的電流大小,I am——電流的峰值(最大)值,括號中的表達式為決定t時刻電流值的相位,f ——交流電的頻率為正弦值T變化週期的倒數,ω——角頻率,ω=2πf=2π/T,α——初始相位,表示t=0時刻的相位值.

對於正弦交流電壓,可以寫出類似的表達式:

電流和電壓的瞬時值被同意用小寫拉丁字母 i、u 和最大值(振幅)值表示 - 用大寫拉丁字母 I、U 和索引 m。

為了測量交流電的大小,他們最常使用有效(有效)值,該值在數值上等於這種直流電,在交流期間向負載釋放的熱量與 交流電.

交流有效值:

不帶下標的大寫拉丁字母I、U用於表示電流和電壓的有效值。

在正弦電流電路中,幅值和有效值之間有一個關係:

在交流電路中,電源電壓隨時間的變化會導致電流以及與電路相關的磁場和電場發生變化。這些變化的結果是外觀 自感和互感的電動勢 在帶有電感器的電路和帶有電容器的電路中,會出現充電和放電電流,這會在此類電路中的電壓和電流之間產生相移。

通過引入反應物來考慮所提到的物理過程,與活性反應物不同,在反應物中,沒有電能轉化為其他類型的能量。電抗元件中電流的存在可以通過這種元件與網絡之間的周期性能量交換來解釋。所有這些都使交流電路的計算變得複雜,因為不僅需要確定電流的大小,還需要確定其相對於電壓的位移角度。

一切 基本法 直流電路對交流電路也有效,但僅適用於瞬時值或矢量(複數)形式的值。根據這些定律,可以製定方程式來計算電路。

通常,計算交流電路的目的是確定各個部分的電流、電壓、相角和功率……在製定計算此類電路的方程式時,有條件地選擇 EMF、電壓和電流的正方向。穩態瞬時值和正弦輸入電壓的方程式將包含時間的正弦函數。

三角方程的解析計算不方便、費時,因此在電氣工程中應用不廣。通過利用正弦函數通常可以表示為向量並且向量又可以寫成複數形式這一事實,可以簡化交流電路的分析。

複數 調用以下形式的表達式:

其中 a 是複數的實數部分,y — 虛數單位,b — 虛數部分,A — 模數,α- 參數,e — 自然對數的底數。

第一個表達式是複數的代數符號,第二個是指數,第三個是三角函數。相反,在名稱的複雜形式中,表示電氣參數的字母帶有下劃線。

基於使用複數的電路計算方法稱為符號法... 在符號計算法中,電路的所有實際參數都用複數符號代替。將電路的實際參數替換為複數符號後,交流電路的計算按照直流電路的計算方法進行。不同之處在於,所有數學運算都必須用複數來執行。

作為計算電路的結果,以復數形式獲得所需的電流和電壓。電流或電壓的實有效值等於對應複數的模數,複數的自變量表示復平面上的矢量相對於實軸正方向的旋轉角度。正參數逆時針旋轉矢量,負參數順時針旋轉。

交流電路的計算通常按組成結束 有功和無功功率平衡,它允許您檢查計算的正確性。

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