Generarea tensiunii electrice alternative
Piele Valentina
26.05.2015
Clasa a x-a s
Profesor îndrumător:Apostol Ghiță
Definiție
• Curentul alternativ este un curent electric a cărui
direcție se schimbă periodic, spre deosebire de curentul
continuu, al cărui sens este unidirecțional. Forma de
undă uzuală a curentului alternativ este sinusoidală.
• Curentul alternativ apare ca urmare a generării unei
tensiuni electrice alternative în cadrul unui circuit
electric prin inducție electromagnetică. Forma
alternativă (sinusoidală) a tensiunii/curentului este
modul uzual de producere, transport și distribuție a
energiei electrice.
Generarea curentului alternativ
• Generarea tensiunii electromotoare prin inducţie
electromagnetică folosind variaţia suprafeţei prin care trec liniile
câmpului magnetic a intrat în practica industrială cu mult timp în
urmă . Cel mai simplu circuit care permite variaţia fluxului
magnetic în acest fel , îl constituie spira dreptunghiulară montată
între polii unui magnet . Această spiră este rotită cu o frecvenţă
miu
în jurul unui ax care este perpendicular pe liniile câmpului şi paralel
cu laturile mari ale spirei . Prin rotirea spirei , fluxul magnetic
depinde de timp : Φ = BS *cosα = Φ mcosω*t
unde Φm este fluxul maxim ,α este unghiul între normala la cadru şi
direcţia liniilor de câmp ,ω este viteza unghiulară , iarS =L∙l .
• Se observă că în timp ce fluxul este maxim atunci când
cadruleste perpendicular pe direcţia liniilor de câmp (α = 0)
tensiuneaindusă este 0 , în schimb atunci când spira este
paralelă cu liniil e de câmp (α = π/2) , tensiunea este maximă .
Din punctul de vedere al variaţiei fluxului , acest „defazaj”
între flux şi tensiunea indusă poate fi înţeles dacă ţinem seama
că în unitatea de timp, variaţiacea mai puternică a fluxului este
înregistrată în poziţia cu a = π/2 ,când la o rotaţie
infinitezimală fluxul sare brusc de la zero la ovaloare diferită
de zero , în timp ce pentru rotaţii efectuate în jurulpoziţiei α =
0 , fluxul variază puţin de la valoarea maximă . Prin aplicarea
regulii mâinii drepte găsim uşor sensul curenţilor induşi :ei
sunt diferiţi de zero in ramurile de lungimeL, dar sunt nuliîn
ramurile de lungimel , care sunt situate în planele paralele cu
liniile de câmp . Din acest motiv ramurile inactive trebuie să
aibă o lungime cât mai mică . Nu este permisă însă o reducere
ladimensiuni oricât de mici , deoarece apare un factor pe care
îl putem deduce uşor : forţa electrodinamică repulsivă între
ramurile în care circulă curentul indus , care în cazurile
practice are o intensitate enormă (este mai mare de 1000 A) .
• Curentul indus trebuie „scos” din circuitul spirei şi , de aceea
,vom imagina o variantă în care spira prezintă două terminaţii
spre două borne exterioare printr-un colector . După modul de
construcţie al colectorului , în circuitul exterior reprezentat de
rezistenţa R , vom înregistra un curent alternativ.
Mărimi caracteristice curentului
alternativ
• La orice mărime sinusoidală se disting:
amplitudinea, faza, faza iniţială, valorea
efectivă, pulsaţia, perioada şi frecvenţa.
• Frecvența-reprezintă numărul de oscilaţii
complete efectuate în unitatea de timp
.Frecvenţa este inversul perioadei: v= 1 ÷ T și
se măsoară în hertz.
Heinrich Rudolf Hertz
• Heinrich Rudolf Hertz, fizicianul german care
a demonstrat existența undelor
electromagnetice, s-a nascut în urmă cu 155 de
ani, în Hamburg. În timpul scurtei sale vieți,
Hertz a reusit să lase în urma sa mai mult decât
descoperiri științifice foarte valoroase.
Fizicianul omagiat miercuri de Google printr-
un doodle “mișcator” a marcat existența
studentilor, a prietenilor, dar si a familiei sale
Heinrich Rudolf Hertz a fost pasionat de fizică.
Cu toate acestea, cel al carui nume a rămas în
istorie drept omul de geniu care a demonstrat
experimental existența undelor
electromagnetice (care ii poarta numele) si ale
carui descoperiri au constituit temelia pentru
dezvoltarea telegrafiei fara fir si a radioului, a
fost si un prieten bun si un familist convins.
Amplitudinea curentului alternativ
Amplitudineaunei unde alternative este valoarea sa pe grafic în funcţie de
timp, şi poate însemna valoare de vârf, vârf la vârf, medie sau efectivă
• Valoarea de vârfa unei forme de unde alternative se măsoară de la
intersecţia acesteia cu axa orizontală (timp) până la nivelul maxim pozitiv
pe grafic, sau nivelul minim negativ
• Amplitudinea vârf la vârfreprezintă înălţimea totală a unei forme de undă
alternative măsurată pe grafic între valoarea sa maximă pozitivă şi
valoarea minimă negativă
• Amplitudinea mediereprezintă media aritmetică a valorilor tuturor
punctelor de pe grafic în decurs de o perioadă
• Valoarea efectivă(RMS) a unei forme de undă alternative este un mod de
exprimare a echivalenţei dintre efectele curentului continuu şi cel
alternativ. RMS vine din engleză, şi înseamnă Root Mean Square, adică
metoda de calcul a acestei valori
• Factorul de vârfa unei unde alternative este raportul dintre valoarea sa de
vârf şi cea efectivă
• Factorul de formăa unei unde alternative este raportul dintre valoarea sa
efectivă şi cea medie
Amplitudinea sau valoarea de vârf a
unui semnal
• În curent continuu, unde valoarea tensiunii şi a curentului sunt
constante în timp, exprimarea cantităţii acestora în orice moment
este destul de uşoară. Dar cum putem măsura valoarea unei tensiuni
sau a unui curent care variază tot timpul?
O metodă de exprimare a intensităţii, curentului alternativ, denumită şi
amplitudine, este măsurarea înălţimii formei de undă de pe grafic.
Aceasta este denumită valoarea de vârf a unei unde alternative
Bibliografie
• www.scribd.com
• www.wikipedia.com
• www.google.com
• Cartea de fizică
Șfârșit!!!

Generarea curentului electric alternativ

  • 1.
    Generarea tensiunii electricealternative Piele Valentina 26.05.2015 Clasa a x-a s Profesor îndrumător:Apostol Ghiță
  • 2.
    Definiție • Curentul alternativeste un curent electric a cărui direcție se schimbă periodic, spre deosebire de curentul continuu, al cărui sens este unidirecțional. Forma de undă uzuală a curentului alternativ este sinusoidală. • Curentul alternativ apare ca urmare a generării unei tensiuni electrice alternative în cadrul unui circuit electric prin inducție electromagnetică. Forma alternativă (sinusoidală) a tensiunii/curentului este modul uzual de producere, transport și distribuție a energiei electrice.
  • 3.
    Generarea curentului alternativ •Generarea tensiunii electromotoare prin inducţie electromagnetică folosind variaţia suprafeţei prin care trec liniile câmpului magnetic a intrat în practica industrială cu mult timp în urmă . Cel mai simplu circuit care permite variaţia fluxului magnetic în acest fel , îl constituie spira dreptunghiulară montată între polii unui magnet . Această spiră este rotită cu o frecvenţă miu în jurul unui ax care este perpendicular pe liniile câmpului şi paralel cu laturile mari ale spirei . Prin rotirea spirei , fluxul magnetic depinde de timp : Φ = BS *cosα = Φ mcosω*t unde Φm este fluxul maxim ,α este unghiul între normala la cadru şi direcţia liniilor de câmp ,ω este viteza unghiulară , iarS =L∙l .
  • 4.
    • Se observăcă în timp ce fluxul este maxim atunci când cadruleste perpendicular pe direcţia liniilor de câmp (α = 0) tensiuneaindusă este 0 , în schimb atunci când spira este paralelă cu liniil e de câmp (α = π/2) , tensiunea este maximă . Din punctul de vedere al variaţiei fluxului , acest „defazaj” între flux şi tensiunea indusă poate fi înţeles dacă ţinem seama că în unitatea de timp, variaţiacea mai puternică a fluxului este înregistrată în poziţia cu a = π/2 ,când la o rotaţie infinitezimală fluxul sare brusc de la zero la ovaloare diferită de zero , în timp ce pentru rotaţii efectuate în jurulpoziţiei α = 0 , fluxul variază puţin de la valoarea maximă . Prin aplicarea regulii mâinii drepte găsim uşor sensul curenţilor induşi :ei sunt diferiţi de zero in ramurile de lungimeL, dar sunt nuliîn ramurile de lungimel , care sunt situate în planele paralele cu liniile de câmp . Din acest motiv ramurile inactive trebuie să aibă o lungime cât mai mică . Nu este permisă însă o reducere ladimensiuni oricât de mici , deoarece apare un factor pe care îl putem deduce uşor : forţa electrodinamică repulsivă între ramurile în care circulă curentul indus , care în cazurile practice are o intensitate enormă (este mai mare de 1000 A) . • Curentul indus trebuie „scos” din circuitul spirei şi , de aceea ,vom imagina o variantă în care spira prezintă două terminaţii spre două borne exterioare printr-un colector . După modul de construcţie al colectorului , în circuitul exterior reprezentat de rezistenţa R , vom înregistra un curent alternativ.
  • 5.
    Mărimi caracteristice curentului alternativ •La orice mărime sinusoidală se disting: amplitudinea, faza, faza iniţială, valorea efectivă, pulsaţia, perioada şi frecvenţa. • Frecvența-reprezintă numărul de oscilaţii complete efectuate în unitatea de timp .Frecvenţa este inversul perioadei: v= 1 ÷ T și se măsoară în hertz.
  • 9.
    Heinrich Rudolf Hertz •Heinrich Rudolf Hertz, fizicianul german care a demonstrat existența undelor electromagnetice, s-a nascut în urmă cu 155 de ani, în Hamburg. În timpul scurtei sale vieți, Hertz a reusit să lase în urma sa mai mult decât descoperiri științifice foarte valoroase. Fizicianul omagiat miercuri de Google printr- un doodle “mișcator” a marcat existența studentilor, a prietenilor, dar si a familiei sale Heinrich Rudolf Hertz a fost pasionat de fizică. Cu toate acestea, cel al carui nume a rămas în istorie drept omul de geniu care a demonstrat experimental existența undelor electromagnetice (care ii poarta numele) si ale carui descoperiri au constituit temelia pentru dezvoltarea telegrafiei fara fir si a radioului, a fost si un prieten bun si un familist convins.
  • 10.
    Amplitudinea curentului alternativ Amplitudineauneiunde alternative este valoarea sa pe grafic în funcţie de timp, şi poate însemna valoare de vârf, vârf la vârf, medie sau efectivă • Valoarea de vârfa unei forme de unde alternative se măsoară de la intersecţia acesteia cu axa orizontală (timp) până la nivelul maxim pozitiv pe grafic, sau nivelul minim negativ • Amplitudinea vârf la vârfreprezintă înălţimea totală a unei forme de undă alternative măsurată pe grafic între valoarea sa maximă pozitivă şi valoarea minimă negativă • Amplitudinea mediereprezintă media aritmetică a valorilor tuturor punctelor de pe grafic în decurs de o perioadă • Valoarea efectivă(RMS) a unei forme de undă alternative este un mod de exprimare a echivalenţei dintre efectele curentului continuu şi cel alternativ. RMS vine din engleză, şi înseamnă Root Mean Square, adică metoda de calcul a acestei valori • Factorul de vârfa unei unde alternative este raportul dintre valoarea sa de vârf şi cea efectivă • Factorul de formăa unei unde alternative este raportul dintre valoarea sa efectivă şi cea medie
  • 11.
    Amplitudinea sau valoareade vârf a unui semnal • În curent continuu, unde valoarea tensiunii şi a curentului sunt constante în timp, exprimarea cantităţii acestora în orice moment este destul de uşoară. Dar cum putem măsura valoarea unei tensiuni sau a unui curent care variază tot timpul? O metodă de exprimare a intensităţii, curentului alternativ, denumită şi amplitudine, este măsurarea înălţimii formei de undă de pe grafic. Aceasta este denumită valoarea de vârf a unei unde alternative
  • 12.
  • 13.