Що таке синус струм
Відео: Змінний струм. Звідки береться синусоїда?
Про те, що в провідниках побутової проводки протікає змінний синусоїдальний струм, чули всі. Але для людини, малознайомого з електротехнікою, терміни «синусоїдальний» і, тим більше, «змінний», ані про що не говорять. У даній роботі ми постараємося дати загальне уявлення про це, доступне для розуміння кожному.
Відео: Ланцюги перемінного струму. Комплексні значенняопорів, струмів і напруг в ланцюзі. завдання 1
Перш за все, потрібно визначитися з тим, що таке електричний струм. Згідно з існуючим поясненням, ток - це спрямований рух елементарних частинок, що володіє зарядом позитивного або негативного знака. Зазвичай під частинками розуміють електрони, але це не зовсім так. Атом, що втратив електрон, за рахунок присутніх у ядрі протонів набуває позитивний заряд, стаючи іоном. ЕРС діє не тільки на електрон, але і на нього. Досить згадати, що в розрахунках за позитивний напрямок руху тока прийнято від плюса до мінуса, хоча насправді, негативно заряджені частки переміщаються в протилежному напрямку.
Звідки беруться ці частинки? Уявімо структуру провідника: кристалічна решітка з атомами в вузлах. Кожен атом умовно можна описати як мініатюрну сонячну систему. У центрі масивне ядро, що складається з протонів і нейтронів, а навколо його по орбітах обертаються електрони.
Відео: Підготовка до тестів: змінний струм
заряд протона позитивний, а електрона від`ємний, тому вони взаємно притягуються. Чим ближче до ядра, тим сильніший це взаємодія. Щоб виник струм, необхідно вивільнити з атомів частина електронів і змусити їх рухатися в потрібному напрямку. В генераторах це завдання з успіхом виконується обертовим магнітним полем. Воно повідомляє відсутню енергію електронів на зовнішніх орбітах, вивільняючи їх. Звичайно, безпосереднього руху немає. Йдеться про обмін цими частками між найближчими атомами.
Звідки ж береться назву «синусоїдальний струм»? Причина в способі отримання. Уявімо два різнойменних полюси магніту, а між ними лінії напруженості поля. Помістимо рамку з провідника в це поле. Її кінці підключені до навантаження, формуючи контур (ланцюг). Обертаємо рамку. У момент, коли вона розташована паралельно поверхонь магніту, струм відсутнє, так як немає перетину з лініями напруженості (обидві сторони рамки знаходяться на одному рівні). Ось вона трохи повернулася, лінії магнітного поля перетинають провідник, вивільняють електрони і виникає струм.
В цей же час інша сторона рамки також перетинає поле, але з протилежного боку. Максимальне значення струму - при вертикальному розміщенні. Синусоїдальний ток - це графічне представлення даного процесу. Без нього складно зрозуміти принцип роботи електроприладів. Графік, що відображає синусоїдальний струм, являє собою декартові координати на площині. За вертикальної осі відкладається струм, а по горизонтальній - час. Так як при обертанні рамки реєстровані значення періодично повторюються, то формується синусоїдальний струм, що змінюється за напрямком і величиною. Синусоїда немов нанизана на ось часу, так як частина хвиль розташована вище осі (знак позитивний), а частина нижче (негативний). Найвищі точки хвиль відповідають положенню рамки паралельно лініям напруженості поля, а перетин осі часу (струм дорівнює нулю) - перпендикулярному.
електричні кола синусоїдального струму набули найбільшого поширення, так як даний вид електроенергії дуже просто перетворюється за допомогою трансформаторів і інших елементів електричної ланцюга, дозволяючи здійснювати передачу на великі відстані, а також необхідну модулювання. Крім того, сам принцип генерації передбачає створення саме синусоидального струму.
