Основні визначення змінного струму

Упродовж багатьох десятиліть в електротехнічної практиці застосовувався тільки незмінний струм. Від нього відмовилися тільки тоді, коли назріла потреба в передачі енергії на далекі відстані-з місць, де є дешеві природні запаси (падаюча вода, низькосортне вугілля, торф), в ті численні пункти, де знаходяться споживачі енергії.

Але така далека передача енергії може бути здійснена тільки за допомогою електронного струму високої напруги. Чим вище напруга, тим менша потрібна сила струму при тій же потужності.

Дуже приблизно можна вважати економічно доцільним напругу 1000 в = 1 кв на кілометр довжини смуги передачі, наприклад для передачі електроенергії за 200 км краще напруга 220 кв. Але дуже проблемно виробити електричну енергію на електростанції при тому дуже високому напрузі, яке потрібне для передачі її за сотні кілометрів. Дуже складним було б і пристрій приймачів для споживання електроенергії (наприклад, електродвигунів) при таких великих напружених.

Отже, обов`язковою умовою передачі електроенергії на далекі відстані і розподілу її є можливість трансформування, тобто. Е. Перетворення з малими втратами, електричного струму великої сили і низької напруги в електричний струм малої сили і високої напруги або оборотного перетворення. Але таке перетворення можна здійснити тільки засобом електричного апарату змінного струму - трансформатора. Через величезних переваг трансформування, сучасна електроенергетика побудована на застосуванні змінного струму.

В принципі змінним струмом можна було б назвати всякий електричний струм, що змінюється в часі, але в техніці змінним струмом прийнято називати, ток, часом змінюється за величиною і напрямком, при цьому середнє значення цього струму за період дорівнює нулю. Періодичність змінного струму виражається в тому, що через певний проміжок часу, іменований періодом Т, конфігурації змінного струму повторюються (рис. 1).

Мал. 1 Крива періодичних змін змінного струму (стрілка на схемі показує умовне позитивний напрямок струму)

Повне коло конфігурацій змінного струму іменується циклом. Отже, період є тривалість 1-го циклу змінного струму. Число періодів (або циклів) за секунду називається частотою f. Отже, частота - величина, зворотна періоду f = 1 / T. Частота вимірюється в герцах (гц), герц = 1 / сек.

Частота змінного струму дорівнює одному Герцу, якщо його період дорівнює одній секунді.

У нашій країні (Росія) для електроенергетичних установок (а саме, для всіх електростанцій) прийнята стандартна частота 50 гц. Просто вказати причини такої вибору: з зниженням частоти навіть до 40 гц електронні лампи розжарювання помітно для ока мігают- зі збільшенням частоти пропорційно зростає е д. З. самоіндукції, значно заважає передачі електроенергії по проводах.

Ці судження не відносяться до передачі електроенергії і відносно малих кількостях без проводів за допомогою електричних хвиль, тому в радіотехніці використовуються високі частоти від 100 кГц = 100 х 1000 гц (довгі хвилі) до 30000 мгц (сантиметрові короткі хвилі).

Крім того, для особливих технічних цілей вживаються змінні струми самих різних частот: наприклад для електронних печей змінні струми частотою від 500 гц до 50 Мгц.