Линейные электрические цепи переменного тока

Однофазные цепи

До конца XIX в. использовались только источники постоянного тока — химические элементы и генераторы. Это ограничивало возможности передачи электрической энергии на большие расстояния. Проблема передачи электрической энергии на большие расстояния была решена только при использовании переменного тока и трансформаторов.

Переменный ток имеет ряд преимуществ по сравнению с постоянным:

• * генератор переменного тока значительно проще и дешевле генератора постоянного тока;
• * переменный ток можно трансформировать;
• * переменный ток легко преобразуется в постоянный;
• * двигатели переменного тока значительно проще и дешевле, чем двигатели постоянного.

Переменным током в технике называют такой ток, который периодически изменяет и величину, и направление, причем среднее значение силы такого тока за период Т равно нулю. Периодическим переменный ток называется потому, что через промежутки времени, кратные Т, характеризующие его физические величины принимают одинаковые значения. Русское название «переменный» не вполне точно отражает это обстоятельство (более точен английский термин «alternating» — чередующийся). При изучении электричества и электротехники вам встретятся различные токи, которые изменяются (не периодически) по величине, а не по направлению — они переменными в указанном смысле не являются. Например, токи замыкания и размыкания цепей постоянного тока, содержащих индуктивности и (или) емкости, нельзя считать переменными.

В электротехнике наибольшее распространение получил синусоидальный переменный ток, величина которого изменяется по закону синуса (или косинуса), обладающий рядом достоинств по сравнению с другими периодическими токами.

Переменный ток промышленной частоты получают на электростанциях с помощью генераторов переменного тока (трехфазных синхронных генераторов). Сейчас мы рассмотрим физические основы их действия, т. е. идею получения переменного тока.