ПРОИЗВОДСТВО ГИПСА

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК

Частота и период тока. Наибольшее распространение полу­чил, однако, не 'постоянный, а переменный ток, т. е. такой ток, который с течением времени периодически изменяет свою вели­чину и направление.

Получение переменного тока можно проследить на примере элементарного генератора, пред­ставляющего собой замкнутый виток (рамку), равномерно вра­щающийся в поле электромагни­та (катушки стоком). На рис. 50 показан виток АХ (вид спереди), который приводится во вращение механическим путем. Переме­щаясь из положения а в положе­ние б, рамка пересекает лишь не­большое количество линий маг­нитного поля (на рис. 50 указаны стрелками, направленными слева направо). Напряжение, возника­ющее в рамке, оказывается при этом незначительным. При даль­нейшем вращении рамка будет пересекать все больше и больше линий поля. При этом ее напря­жение возрастает, достигая наи­большего значения в положении в. При дальнейшем вращении рамки ее напряжение уменьшает­ся до нуля (точка д), а затЯГме - няет свое направление. При этом величина напряжения в положе­ниях е, ж, з, и совпадает соответ­ственно с положениями а, б, в, г. Полученная кривая называется синусоидой.

Время одного оборота рамки (от а до и) называется перио­дом переменного тока. Число периодов в секунду есть частота переменного тока.

Понятие о косинусе фи. Мощ­ность переменного тока. Если по рамке АХ (см. рис. 50) пропус­тить переменный ток, то в ней возникает так называемое напря­жение самоиндукции, также из­меняющееся по синусоиде. Одна­ко наибольшая 'величина (ампли­туда) тока в рамке не совпадает

с амплитудои напряжения самоиндукции, или, как говорят, они сдвинуты по фазе. Из-за наличия сдвига фаз источник будет от­давать не всю мощность, указанную на его паспорте (полную мощность S), а несколько меньшую

Р— U-I-cos 9,

называемую активной мощностью.

В этой формуле COS ф (косинус фи) —коэффициент мощно­сти, который как раз и характеризует сдвиг фаз в цепи. Этот коэффициент обычно бывает меньше единицы.

Таким образом, чем выше коэффициент мощности, тем полнее приемник использует мощность источника. Поэтому обычно стара­ются поддерживать его достаточно высоким. Необходимо иметь в виду, что при работе дви­гателя вхолостую его cos ф резко падает, по­этому двигатели следует загружать на пол­ную мощность.

Активную и полную мощность можно пред­ставить, как катет и гипотенузу прямоуголь­ного треугольника, угол между которыми ра­вен ф. Другой катет этого треугольника пред­ставляет собой так называемую, реактивную мощность (рис. 51).

Трехфазный ток. Линейные и фазные на­пряжения и токи. Рассмотренный выше пере­менный ток называется однофазным. На прак­тике большее распространение получил трехфазный ток. Источ­ник трехфазного тока можно представить, как систему трех одно­фазных генераторов одинаковой частоты (рис. 52, а).

Напряжения генераторов, равные по величине, достигают своих максимальных и нулевых значений не одновременно, а со сдвигом в Уз периода. Не 'нарушая режима работы этой систе­мы, можно по одному зажиму каждого генератора объединить в одну точку, образовав соединение в звезду (рис. 52, б).

Полученная таким образом цепь состоит из четырех прово­дов. Провода А, В, С называются фазными, провод N— нулевым или нейтральным. Напряжение между каждым из фазных про­водов и нулевым проводом, равное напряжению каждого гене­ратора, называется фазным напряжением. Но в данной цепи имеется напряжение и между каждой парой фазных проводов: А — В, В — С, С — А. Это так называемое линейное напряже­ние. Подсчитано, что линейное напряжение больше фазного в

1,732( 1/3) раза. В то же время ток в каждой фазе (фазный ток) оказывается равным току в линии (линейному току).

Кроме соединения в звезду применяется соединение в треугольник, когда «конец» одного генератора соединяет­ся с «началом» другого (рис. 52, е). В этом случае, как видно из рисунка, фазное напряжение источника есть не что иное, как его линейное напряжение, а фазный ток меньше линейного в l/З” раз.

На практике, однако, в качестве источника трехфазного тока применяются не три генератора, а один трехфазный генератор, обмотки которого соединяют либо в звезду, либо в треуголь­ник.

Мощность трехфазной системы определяется как сумма мощ­ностей трех фаз:

Р= 3£/ф • /ф • cos 9,

где Uф — фазное напряжение;

/ ф— фазный ток.

Однако лучше выражать мощность трехфазной цепи не че­рез фазные, а через линейные напряжения и токи. Для обеих схем соединения (в звезду и в треугольник) мощность равна:

Р==У 3-L/-/-cos <р,

где U — линейное напряжение;

/ — линейный ток.