Свойства переменного тока, использование амперметра для горячей проволоки, минусы и плюсы

| 1 октября, 2021 | Физика

Динамо-машина переменного тока генерирует переменный ток, интенсивность которого увеличивается от нуля до максимального значения, а затем снова падает до нуля в первом полупериоде, после чего направление тока меняется на противоположное, а его интенсивность изменяется от нуля до максимума и падает обратно до нуля через вторая половина цикла.

Переменный ток

Переменный ток графически представлен в виде синусоидальной волны, потому что сила электрического тока (I) и электродвижущая сила (V) меняют свои значения и направление на основе следующего соотношения:

I = I макс sin θ

V = V макс sin θ

Переменный ток — это ток, интенсивность которого периодически изменяется со временем от нуля до максимального значения, затем возвращается к нулю в течение первого полупериода, затем его направление меняется на противоположное, а его интенсивность изменяется от нуля до максимума и падает обратно до нуля в течение второго полупериода. и это изменение обычно повторяется каждый цикл.

Электрическому току требуется время, чтобы совершить одну вибрацию, называемую периодическим временем (T), он совершает ряд полных колебаний каждую секунду, называемую частотой (f).Периодическое время переменного тока (T) — это время, необходимое для переменный ток, чтобы сделать один полный цикл,T = 1 / f.

Частота переменного тока (f) — это количество полных циклов, совершаемых переменным током за одну секунду . Частота переменного тока меняется от страны к стране, в Египте частота составляет 50 Гц.

Когда частота переменного тока составляет 50 Гц, это означает, что количество полных циклов, сделанных переменным током за одну секунду = 50 циклов.

Свойства переменного тока

  1. Его напряжение можно повышать или понижать при необходимости с помощью электрических трансформаторов .
  2. Электроэнергия переменного тока может эффективно передаваться по линиям электропередачи на большие расстояния от электростанции к потребителю, сводя к минимуму потери мощности с помощью трансформаторов .
  3. Его можно (выпрямить) преобразовать в постоянный ток.
  4. Переменный ток может быть использован для некоторых процессов , таких , как молния , и отопление , но это не было бы подходящим выбор в других , таких как электролиз и гальваническая.
  5. Он имеет тепловой эффект, когда проходит через омическое сопротивление.

Амперметр для горячей проволоки

Амперметры с подвижной катушкой не подходят для измерения величины переменного тока, поскольку он непрерывно меняет свою силу и направление, а идея амперметра с подвижной катушкой основана на стабильности интенсивности и направления магнитного поля, создаваемого потоком. постоянного тока. Таким образом, интенсивность переменного тока измеряется в зависимости от его теплового воздействия с помощью амперметра с горячей проволокой.

Амперметр с горячей проволокой — это устройство, используемое для измерения силы переменного или постоянного тока на основе теплового расширения проволоки из сплава платины и иридия, которая нагревается из-за протекания через нее электрического тока .

Амперметр с горячей проволокой используется для измерения действующего значения переменного тока и силы постоянного тока, потому что его рабочая идея основана на тепловом эффекте электрического тока, который не зависит от направления тока.

Идея работы зависит от теплового эффекта электрического тока, когда электрический ток (переменный или постоянный) проходит в омическом сопротивлении, генерируется количество тепла, его значение зависит от эффективного значения силы электрического тока .

Структура амперметра горячей проволоки

  1. Тонкая проволока из сплава платины и иридия плотно натянута между двумя концами A и B.
  2. Шелковая нить постоянно соединяется с серединой тонкой проволоки AB и один раз наматывается на шкив (P), который может вращаться вокруг своей оси.
  3. Другой конец (S) резьбы прикреплен к пружине, закрепленной на другом конце.
  4. Стрелка, установленная на шкиве, движется по неравномерной шкале.
  5. Небольшое сопротивление подключено параллельно проводу AB в качестве шунта, используемого в качестве делителя тока.

Работа амперметра с горячей проволокой

Амперметр с горячей проволокой включен последовательно в цепь, которая требуется для измерения переменного тока, проходящего через него. Когда измеряемый ток проходит через прибор, провод AB расширяется, следовательно, натяжение провода уменьшается (ослабляется).

Шелковая проволока тянет за собой горячую проволоку, таким образом, шкив вращается, а указатель отклоняется по шкале . Показание снимается, когда указатель останавливается на определенном показании, когда скорость тепла, выделяемого в проволоке, равна скорости потери тепла.

Показание указатель указывает на эффективное значение переменного тока , когда ток отрезают от амперметра, проволочные остывает и контракты тянущие шелковую нить , возвращая указатель обратно в нулевое положение.

Недостатки термоамперметра

  1. Медленное отклонение стрелки при прохождении тока и медленное возвращение к нулю при отключении амперметра от цепи.
  2. Платиновая и иридиевая проволока подвержена влиянию изменений температуры окружающей среды, что может привести к нулевой ошибке измерения .

Для преодоления этого дефекта проволоку натягивают на пластину из металла, имеющего такой же коэффициент расширения, как у проволоки, но изолированного от него.

Метод калибровки: он калибруется путем сравнения с гальванометром с подвижной катушкой, когда они соединены последовательно в цепи постоянного тока.

Растянуты провода между винтами A, B выполнен из платины и иридия сплава значительно расширить при нагревании за счет потока электрического тока , горячим амперметр провод может измерять как токи постоянного и переменного тока , так как тепловой эффект электрического тока делает не зависят от текущего направления.

Шкала амперметра с горячей проволокой неоднородна, но ее деления увеличиваются по мере увеличения электрического тока, потому что количество тепла, генерируемого в проводе, прямо пропорционально квадрату силы электрического тока, проходящего через (I²). Это означает, что если ток равен вдвое вырабатываемое тепло увеличивается в четыре раза.

Амперметр с горячей проволокой зависит от теплового воздействия электрического тока , он используется для измерения постоянного тока и эффективного значения переменного тока , измерительная шкала неоднородна, на его показания влияет температура окружающей среды, стрелка перемещается медленно при подключении к электрическому току или отключении от него .

Перемещение катушки амперметра зависит от магнитного эффекта от электрического тока , Он используется для измерения только постоянного тока, измерение шкала является однородным, его чтение не зависит от температуры окружающей среды в атмосфере, движется указатель быстро , когда подключать или отключать от электрической текущий .

Переменный ток получается с помощью динамо-машины переменного тока , он может изменяться по интенсивности и направлению, его можно передавать на большие расстояния без больших потерь энергии за счет повышения его потенциала с помощью трансформаторов , он может быть преобразован в постоянный ток, он измеряется с помощью горячей проволоки амперметр, применяется в освещении и отоплении.

Постоянный ток получается динамо-машиной постоянного тока, электрическими элементами и автомобильным аккумулятором, он имеет постоянную интенсивность и направление, он не может передаваться на большие расстояния, так как теряет большое количество энергии в виде тепловой энергии, он не может быть преобразован в Переменный ток, он измеряется амперметром с горячей проволокой и амперметром с подвижной катушкой. Он используется в освещении, обогреве, электролизе и зарядке аккумуляторов.