交流电路的计算

交流电路的计算任何幅度变化的电流都是可变的。但实际上,交流电被理解为随时间变化规律为正弦函数的电流。

正弦电流的数学表达式可以写成:

式中,I——瞬时电流值,表示某一时刻的电流大小,I am——电流的峰值(最大)值,括号中的表达式为决定t时刻电流值的相位,f ——交流电的频率为正弦值T变化周期的倒数,ω——角频率,ω=2πf=2π/T,α——初始相位,表示t=0时刻的相位值.

对于正弦交流电压,可以写出类似的表达式:

电流和电压的瞬时值被同意用小写拉丁字母 i、u 和最大值(振幅)值表示 - 用大写拉丁字母 I、U 和索引 m。

为了测量交流电的大小,他们最常使用有效(有效)值,该值在数值上等于这种直流电,在交流期间向负载释放的热量与 交流电.

交流有效值:

不带下标的大写拉丁字母I、U用于表示电流和电压的有效值。

在正弦电流电路中,幅值与有效值之间存在着一种关系:

在交流电路中,电源电压随时间的变化会导致电流以及与电路相关的磁场和电场发生变化。这些变化的结果是外观 自感和互感的电动势 在带有电感器的电路和带有电容器的电路中,会出现充电和放电电流,这会在此类电路中的电压和电流之间产生相移。

通过引入反应物来考虑所提到的物理过程,与活性反应物不同,在反应物中,没有电能转化为其他类型的能量。电抗元件中电流的存在可以通过这种元件和网络之间的周期性能量交换来解释。所有这些都使交流电路的计算变得复杂,因为不仅需要确定电流的大小,还需要确定其相对于电压的位移角度。

一切 基本法 直流电路对交流电路也有效,但仅适用于瞬时值或矢量(复数)形式的值。根据这些定律,可以制定方程式来计算电路。

通常,计算交流电路的目的是确定各个部分的电流、电压、相角和功率……在制定计算此类电路的方程式时,有条件地选择 EMF、电压和电流的正方向。稳态瞬时值和正弦输入电压的方程式将包含时间的正弦函数。

三角方程的解析计算不方便、费时,因此在电气工程中应用不广。通过利用正弦函数通常可以表示为向量并且向量又可以写成复数形式这一事实,可以简化交流电路的分析。

复数 调用以下形式的表达式:

其中 a 是复数的实数部分,y — 虚数单位,b — 虚数部分,A — 模数,α- 参数,e — 自然对数的底数。

第一个表达式是复数的代数符号,第二个是指数,第三个是三角函数。相反,在名称的复杂形式中,表示电气参数的字母带有下划线。

基于使用复数的电路计算方法称为符号法... 在符号计算法中,电路的所有实际参数都用复数符号代替。将电路的实际参数替换为复数符号后,交流电路的计算按照直流电路的计算方法进行。不同之处在于,所有数学运算都必须用复数来执行。

作为计算电路的结果,以复数形式获得所需的电流和电压。电流或电压的实有效值等于对应复数的模数,复数的自变量表示复平面上的矢量相对于实轴正方向的旋转角度。正参数逆时针旋转向量,负参数顺时针旋转。

交流电路的计算通常按组成结束 有功和无功功率平衡,它允许您检查计算的正确性。

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