Однофазный переменный ток

Переменный ток

В отличие от постоянного тока любой изменяющийся ток можно назвать переменным. Однако на практике переменным током принято называть ток, изменяющийся с течением времени по синусоидальному закону.

Основная часть электрической энергии, потребляемой в народном хозяйстве, вырабатывается, передается и используется в виде энергии переменного тока. Это объясняется двумя причинами.

• 1. Величина переменного тока и величина напряжения, действующего в цепи переменного тока, могут быть легко изменены при помощи экономичного простого и надежного устройства, называемого трансформатором.
• 2. Генераторы и двигатели переменного тока значительно проще и надежней в эксплуатации, чем генераторы и двигатели постоянного тока.

Эти достоинства переменного тока позволяют строить экономичные и надежные линии передачи энергии тепловых и гидроэлектростанций на дальние расстояния. Энергия на электростанциях вырабатывается генераторами, рассчитанными на напряжение 10−20 кВ. Дальнейшее повышение расчетного напряжения генераторов связано с резким увеличением толщины и веса изоляционных деталей, уменьшением надежности машины и возрастанием опасности для обслуживающего персонала. Передавать же энергию при таком сравнительно низком напряжении на дальние расстояния нецелесообразно, так как это связано с большими тепловыми потерями в линии. Чтобы при заданной мощности линии электропередачи снизить тепловые потери, пропорциональные квадрату тока, необходимо уменьшить величину тока и соответственно увеличить напряжение в линии. Эта задача решается при помощи повышающих трансформаторов.

Потребление электрической энергии при высоких и сверхвысоких напряжениях связано с неприемлемым усложнением приемников электрической энергии и опасностью для обслуживающего персонала. Поэтому на приемном конце линии напряжение должно быть понижено до приемлемой с точки зрения техники безопасности величины. Эта задача решается при помощи понижающих трансформаторов.

Структурная схема мощной наземной электрической линии изображена на рис. 3.1. В такой цепи обеспечивается уменьшение потерь на тепло примерно в миллион раз по сравнению с цепью, в которой электроэнергия вырабатывалась бы и передавалась при напряжении потребителя (127−220 В).

Рис. 3.1.

Карточка № 3.1 (192) Переменный ток

3.2. Основные характеристики переменного тока₉₇.

Продолжение карт. № 3.1