Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Переменный электрический ток

Магнитные свойства сверхпроводников

Сопротивление многих металлов (и их сплавов) при очень низких температурах, называемых критическими, характерных для каждого вещества, скачкообразно уменьшаются до 0, т.е. металл становится абсолютным проводником. Впервые это явление, названное сверхпроводимостью, обнаружено в 1911 году Г.Камрлинг-Оннесом для ртути.

Различные опыты приводят к выводу, что при переходе металла в сверхпроводящее состояние не изменяется структура его кристаллической решетки, не изменяются его механические и оптические свойства, однако при таком переходе качественно меняются его магнитные и тепловые свойства. Так, в отсутствии магнитного поля переход в сверхпроводящее состояние сопровождается скачкообразным изменением теплоемкости, а при переходе в сверхпроводящее состояние во внешнем магнитном поле скачком изменяются и теплопроводность, и теплоемкость. Достаточно сильное магнитное поле (а следовательно, и сильный электрический ток, протекающий по сверхпроводнику) разрушает сверхпроводящее состояние.

Как показала немецкий физик Мейсснер, в сверхпроводящем состоянии магнитное поле в толще сверхпроводника отсутствует. Это означает, что при охлаждении сверхпроводника ниже критической температуры магнитное поле из него вытесняется. (эффект Мейсснера).


 

Ток, который меняется со временем по величине и по направлению, называется переменным.

Примеры:

 

Синусоидальные токи получили распространение, так как они выгодны при передаче и трансформации. Они меньше всего меняют свою форму. Способ получения основан на законе Фарадея. Рамка (см. рис) вращается с постоянной угловой скоростью , т. е. , . Поток магнитной индукции будет меняться по закону: . В рамке возникает , где или амплитуда, - фаза.

Если посредством скользящих контактов подсоединим замкнутую цепь, то:

.

На этом принципе основано действие генератора, синхронного двигателя.

Действующее значение переменного синусоидального тока – это такое значение постоянного тока, при прохождении которого в одном и том же резисторе за время одного периода выделяется столько же теплоты, как и при синусоидальном токе.

, - действующее или эффективное значение тока. Действующее значение является среднеквадратичным значением.

.

Среднее значение – значение постоянного тока, при котором за пол периода переносится такой же заряд, как и при синусоидальном токе.

,

.

Коэффициент формы периодической кривой – это отношение к действующего значения тока к значению среднего тока.

.

Для синусоидального тока .

Способы представления синусоидальных токов.

,

,

- в электротехнике. Здесь - начальная фаза, характеризует момент времени, прошедший от начала колебаний.

Пусть , , т. е. от отличается по фазе на .

 

- ток и напряжение совпадают по фазе.

 

 

 

ток и напряжение в противофазе –

 

 

 

- сдвиг фаз между током и напряжением (отстаёт от ).

 

 

Отстаёт по фазе та из двух величин, которая при переходе от отрицательного значения к положительному позже (правее) пересекает ось абсцисс.

Положение точки на плоскости можно охарактеризовать вектором и углом, т. е. можно представить векторно. Взаимное расположение точек не меняется и взаимная ориентация векторов не меняется сдвиг по фазе остаётся неизменным. Отсюда вытекает метод векторных диаграмм:

Задаётся один из векторов, например ток. В зависимости от схемы может получиться опережение или отставание. Принято опережение считать против часовой стрелки (см. рис.).

Если есть несколько токов или напряжений, то напряжения и токи складываются отдельно по правилу сложения векторов. Это метод анализа.

Комплексный метод.

,

где - действительная и - мнимая части, .

,

,

где - аргумент комплексного числа, - его модуль.

Используя формулу Эйлера:

.

Здесь - поворотный множитель.

, , .

Поворот вектора OA на угол эквивалентен умножению его на . Поворот на угол заменяется умножением. При дифференцировании синусоидальной функции, изображение в комплексном виде превращается в умножение.

Комплексное число, изображающее производную синусоидальной функции, равно комплексному числу, изображающему саму функцию, умноженную на .

к.ч.,

к.ч..

Интегрирование сводится к делению на .

,

.

Рассмотрим отдельно каждый из элементов R, L, C.

       
   
 
 

1) Активное сопротивление не оказывает влияния на входные характеристики входного сигнала (рисунок справа).

.

т. е. сдвиг фаз между током и напряжением равен нулю.

2).

.

Согласно закону Кирхгофа :

.

Разделяя переменные, получим:

,

.

 
 

Векторная диаграмма для этого случая:

Здесь ток отстаёт от напряжения по фазе на из-за явления самоиндукции.

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:484

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.