Наиболее широкое применение в электротехнике и радиотехнике получили переменные напряжения и токи, являющиеся периодическими функциями времени. Электрические цепи, в которых э. д. с., напряжения и токи изменяются во времени по синусоидальному закону, называются цепями переменного синусоидального тока. Значение переменного тока в любой заданный момент времени называют мгновенным током i. Направление переменного тока, для которого его мгновенные значения i положительны, считается положительным.
Процессы, наблюдаемые в линейных цепях с синусоидально изменяющимися токами и напряжениями, являются простейшими — к ним можно свести процессы, наблюдаемые в цепях с несинусоидально изменяющимися напряжениями и токами. Поэтому анализ более сложных процессов, связанных с прохождением несинусоидальных и непериодических токов, обычно проводят с помощью приемов, разработанных в теории цепей синусоидального тока.
Основным преимуществом синусоидальных токов является то, что они позволяют наиболее экономично осуществлять производство, передачу, распределение и использование электрической энергии. Целесообразность их использования обусловлена тем, что коэффициент полезного действия генераторов, электрических двигателей, трансфорторов и линий электропередач в этом случае оказывается наивысшим. Следует также указать на то, что в процессе эксплуатации электрических цепей при иных формах тока из-за возникновения э. д. с. самоиндукции на отдельных участках цепи могут создаваться значительные перенапряжения. Кроме того, расчет цепей с синусоидальными э д с., напряжениями и токами значительно проще, чем расчет цепей с несинусоидальными величинами.
В энергетике, как правило, применяют синусоидальные токи, которые обычно называют переменными. В связи, электронике, телемеханике используют несинусоидальные токи, например импульсные. Итак, переменные э д. с., напряжения и токи могут быть весьма разнообразны, однако среди них наиболее часто применяют периодические.
Периодическими называются такие э. д. с., напряжения и токи, мгновенные значения которых повторяются в одинаковой последовательности через равные промежутки времени (рис. 3.1).

Рис.3.1
На рис.3.1 приведен график мгновенных значений ЭДС построенных как проекция на ось ординат вращающегося со скоростью омега вектора Em. Необходимо отметить, что за положительное направление вращения радиуса-вектора принято считать направление вращения против часовой стрелки.
Наименьший промежуток времени, в течение которого мгновенные значения ЭДС е принимают все возможные значения, как положительные, так и отрицательные, называется периодом Т. Число периодов переменного тока в 1 с называется частотой: f= 1/Т. Единицей частоты служит герц (Гц), равный одному периоду в секунду: 1 Гц = 1 с- 1.
При вращении вектора со скорость омега (рис.3.1) угол поворота альфа определяется как
за период вектор повернется на угол откуда получим .
Величину омега пропорциональную частоте f и равную угловой скорости вращения радиуса-вектора, называют угловой частотой. Угловую частоту выражают в радианах в секунду (рад/с) или в 1/с.
|