Переменное напряжение и его значения

Все мы знаем, что дома в розетках у нас напряжение 220В. Но не каждый знает, какое именно это напряжение. Давайте же разберемся с этой ситуацией.

            Для упрощения рассматриваемого примера будем считать, что вид напряжения – синусоида, то есть переменное напряжение (с определенной периодичностью меняет значение с положительного на отрицательное).

Переменное напряжение

Рисунок 1 – Вид переменного напряжения

На рисунке 1 изображен вид идеального синусоидального напряжения одного периода Т. Есть несколько значений напряжения, о которых обычно говорят и используют, рассмотрим:

    Амплитудное значение напряжения  (Um) – это максимальное, мгновенное значение напряжения, то есть амплитуда синусоиды.

 

           Теперь правильнее будет говорить о токе.

    Действующее значение переменного тока - это величина постоянного тока, который может выполнить ту же самую работу (нагрев).

        Действующее значение напряжения (U) обозначают латинской буквой без индекса, в литературе может еще использоваться термин – эффективное значение напряжения.

            Для периодически изменяющегося сигнала за период Т, величина действующего напряжения находится:

Действующее значение напряжения

 

            Приведем формулу к простому виду, приняв за изменяющийся сигнал синусоиду. Между рассмотренными выше двумя параметрами существует зависимость, которая выражается формулой:

Амплитудное значение напряжения

То есть амплитудное значение в 1,414 раза больше действующего.

            Вернемся к домашним розеткам с напряжением 220В. Это действующее значение напряжения, которое можно измерить тестером. Определим его амплитудное значение напряжения:

Расчет амплитудного

Среднее значение синусоидального тока, напряжения будет равно нулю. Поэтому если говорят о среднем значении переменного тока, то подразумевают рассматривание его в пол периода.

 

Комментарии  

 
# Константин 05.09.2013 22:50
Если напряжение в сети 220 вольт переменное,и меняет постоянно свое направление,(о чем и свидетельствует осцилограмма)то гда почему в сети присутствует НОЛЬ,и ФАЗА.Тот же самый +,и - при постоянном напряжении,толь ко носит название другое.Засунув индикаторную отвертку в розетку,можно обнаружить +,и -,не меняющийся.Кто ответит ???????
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Engineer 06.09.2013 08:56
Рисунок один показывает идеальный вид напряжения в сети. Оно описывается мгновенными значениями. Um - это амплитуда (максимальное мгновенное значение). Но работу в электрических приборах выполняет действующее (эффективное) значение, величина которого находится по формуле, приведенной в статье. Я только что вывел примерную функцию, которая описывает вид напряжения, вот график:


Теперь подставим полученное в формулу расчета действующего значения:



Из формулы видно, что по функции находится интеграл, то есть площадь, и здесь не важно, какой знак (+ или -) у напряжения.
В сети есть "Фаза" и "Ноль", первое имеет положительный потенциал относительно земли, то есть имеет место напряжение в 220В, а ноль - просто "провод", пока Вы не вставите в розетку прибор, по нему не будет протекать ток. Вставили прибор в розетку: ток течет от фазы через прибор к нолю.
Проверяете индикатором, "постоянно светит" потому что работу выполняет действующее значение. Установите диод перед индикатором, будет работать только пол волны и заметите мерцание.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Павел 20.11.2013 14:26
Напряжение это разность потенциалов. НОЛЬ это провод "пустой", ничего там нет. В фазовом проводе токи протекают с частотой 50 герц ОТНОСИТЕЛЬНО нулевого провода. Относительно дерева на улице токи будут отсутствовать или протекать с другими параметрами. Все относительно!
Засовывая индикаторную отвертку вы измеряете наличие тока в фазовом проводе ОТНОСИТЕЛЬНО своего тела! В нулевом проводе токов нет( все относительно).. .
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Олег 23.08.2016 04:00
В нулевом проводе есть ток. Токи фазового и нулевого проводов равны по значению но противоположны по направлению. Нулевой он потому что его потенциал относительно земли равен нулю. Нулевой провод всегда заземляется.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Вячеслав 14.11.2017 02:08
Павел, в Нулевом проводе есть все, что и в фазном. Просто напряжение измеряется не относительно земли, а относидельно фазного провода.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# valavd 30.06.2014 21:02
Засунув индикаторную отвертку в розетку, НЕЛЬЗЯ обнаружить +,и - !
При переменном напряжении + и - всё время меняются местами, это повторяется с частотой 50 Гц и никак не связано с "НОЛЬ и ФАЗА". На электропроводе, обозначаемом как "НОЛЬ" напряжение относительно т.н. "общего провода", в т.ч. и заземления должно быть (в исправной эл.сети!!) практически равно 0 Вольт. На "ФАЗЕ" соответственно фазному напряжению, в розетке это 220 В.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Леонид 23.05.2016 00:24
Ноль и фаза - это не + и -. Ноль это заземлённый контакт. Когда подключаешь отвёртку она срабатывает только на фазе (не заземлённом контакте). Если коснутся нуля то ничего не будет, а ели к фазе - дёрнет), потому отвёртка и работает
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Ой 31.05.2016 12:55
Вспомните что такое напряжение. Это разность потенциалов между двумя точками. Ноль это название условное, на самом деле это вторая точка цепи, в которой на фазе плюс и минус чередуются попеременно со скоростью 3000 раз в минуту или 50 раз в секунду, что соответствует частоте 50 герц. То, что у вас отображается на индикаторной отвертке смотрите в руководстве по эксплуатации данной отвертки.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# инженер-любитель 16.02.2017 14:30
Фазу вы смотрите относительно ноля, т.е. ток проходит через вас и лампочку индикатора и он светится ( стоите на земле, на ноле).. Предположим, что вы встали на фазу (не касаясь земли) и дотронулись индикатором до ноля - индикатор будет светиться. Другими словами: почему птиц не убивает на низковольтных проводах? Да потому что обеими ногами сидят на одном проводе!
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Guest 31.10.2017 23:05
Цитирую Константин:
Если напряжение в сети 220 вольт переменное,и меняет постоянно свое направление,(о чем и свидетельствует осцилограмма)тогда почему в сети присутствует НОЛЬ,и ФАЗА.Тот же самый +,и - при постоянном напряжении,только носит название другое.Засунув индикаторную отвертку в розетку,можно обнаружить +,и -,не меняющийся.Кто ответит ???????

Ноль остается нулем в любой момент времени, а фаза изменяет свое значение от нуля до + амплитудного значения, возвращается к нулю, изменяет свой знак на минус, изменяется до - амплитудного значения и завершает период в нулевом значении.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Вячеслав 14.11.2017 02:05
Константин, Не следует путать, переменное и постоянное напряжения. Переменное - как мы видим из синусоиды - Меняет свои полюса. Первый полупериод - напрядение с нуля поднимается до амплитудного значения и вновь падает до нулевого значения. Далее. полюса меняются на противоположные и все идет как и в первом полупериоде, но уже в обратном направлении. Если более популярно. если там где была земля можно было определить как минус. то во втором полупериоде, на ЗЕМЛЕ будет уже плюс. Так что фаза и нуль это просто условности. Нулевым проводом считается тот, что заземлен. А что на нем - минус или плюс - сначения не имеет.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Вячеслав 14.11.2017 02:13
Цитирую инженер-любитель:
Фазу вы смотрите относительно ноля, т.е. ток проходит через вас и лампочку индикатора и он светится ( стоите на земле, на ноле).. Предположим, что вы встали на фазу (не касаясь земли) и дотронулись индикатором до ноля - индикатор будет светиться. Другими словами: почему птиц не убивает на низковольтных проводах? Да потому что обеими ногами сидят на одном проводе!

Цитирую инженер-любитель:
Фазу вы смотрите относительно ноля, т.е. ток проходит через вас и лампочку индикатора и он светится ( стоите на земле, на ноле).. Предположим, что вы встали на фазу (не касаясь земли) и дотронулись индикатором до ноля - индикатор будет светиться. Другими словами: почему птиц не убивает на низковольтных проводах? Да потому что обеими ногами сидят на одном проводе!

Цитирую Вячеслав:
Константин, Не следует путать, переменное и постоянное напряжения. Переменное - как мы видим из синусоиды - Меняет свои полюса. Первый полупериод - напрядение с нуля поднимается до амплитудного значения и вновь падает до нулевого значения. Далее. полюса меняются на противоположные и все идет как и в первом полупериоде, но уже в обратном направлении. Если более популярно. если там где была земля можно было определить как минус. то во втором полупериоде, на ЗЕМЛЕ будет уже плюс. Так что фаза и нуль это просто условности. Нулевым проводом считается тот, что заземлен. А что на нем - минус или плюс - сначения не имеет.

Для сильно тупых - пример: Суньте один палец в задницу а второй в рот и почаще меняйте! Вот Вам и переменный ток. А какую руку Вы к при этом к батарее привяжете - вкус и запах от любого одинаков будет.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Вячеслав 26.04.2014 11:56
Ребята,чтобы ответить на первый вопрос,просто нарисуйте вторичную обмотку понижающего трансформатора и все сразу вам будет ясно.Ноль это не просто там какой то там провод а это общая точка соединения обмоток трансформатора!
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Даня 17.06.2014 18:15
Уважаемые! Я вообще математик, сюда так заглянул в виду необходимости и с пояснением разобрался, но смею заметить вот что: На графике следовало бы Указывать обозначения Т/2 и Т, т.к. период колебаний подставляется уже исходя из решаемой задачи. Для розетки, где частота 50Гц, к примеру, период 0,02с, но никак не ПИс и не 2ПИс. А синус имеет в общем случае период 2ПИ, а не ПИ, как у вас изображено.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Guest 02.09.2015 10:47
Цитирую Даня:
Уважаемые! Я вообще математик, сюда так заглянул в виду необходимости и с пояснением разобрался, но смею заметить вот что: На графике следовало бы Указывать обозначения Т/2 и Т, т.к. период колебаний подставляется уже исходя из решаемой задачи. Для розетки, где частота 50Гц, к примеру, период 0,02с, но никак не ПИс и не 2ПИс. А синус имеет в общем случае период 2ПИ, а не ПИ, как у вас изображено.

Sleposhara. Posmotri shto napisano, a potom kukarekaj
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Вячеслав 14.11.2017 02:20
Цитирую Даня:
Уважаемые! Я вообще математик, сюда так заглянул в виду необходимости и с пояснением разобрался, но смею заметить вот что: На графике следовало бы Указывать обозначения Т/2 и Т, т.к. период колебаний подставляется уже исходя из решаемой задачи. Для розетки, где частота 50Гц, к примеру, период 0,02с, но никак не ПИс и не 2ПИс. А синус имеет в общем случае период 2ПИ, а не ПИ, как у вас изображено.

Цитирую Даня:
Уважаемые! Я вообще математик, сюда так заглянул в виду необходимости и с пояснением разобрался, но смею заметить вот что: На графике следовало бы Указывать обозначения Т/2 и Т, т.к. период колебаний подставляется уже исходя из решаемой задачи. Для розетки, где частота 50Гц, к примеру, период 0,02с, но никак не ПИс и не 2ПИс. А синус имеет в общем случае период 2ПИ, а не ПИ, как у вас изображено.

Что то у Вас не укладывается. Помнится что бы определить напряжение в любой период, пользовались формулой: Umax sin омега T А чему же тогда равна угловая частота? вроде бы всегда было 2пи F/ Bkb z d xtv nj jib,f.cm&
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Шокирован 13.05.2015 10:14
Две трети комментаторов - бегом в школу!
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Андрей 16.04.2016 16:15
Решите пожалуйста задачу очень срочно оочень нужно! Определить сосинус фи цепей переменного тока, состоящее из катушки конденсатора если L=1/w(омега) с,где с- емкость
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Алексей 10.11.2016 09:54
То есть если я сделаю однополупериодн ый (а хоть и двух полупериодный)
выпрямитель с идеальными диодами и сглаживающим конденсатором, то
Напяжение холостого хода на нем будет 310 вольт?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Viveda 01.12.2016 22:41
Цитирую Алексей:
То есть если я сделаю однополупериодный (а хоть и двух полупериодный)
выпрямитель с идеальными диодами и сглаживающим конденсатором, то
Напяжение холостого хода на нем будет 310 вольт?


Даже если и не идеальные диоды, а самые обычные. Возьмите тестер и померьте напряжение после диодного моста - там будет 310-330 V (сейчас в сети в основном 230 V).
Зы. Сюда вообще случайно попал, в proteus'e на генераторе напруги заниженные были, оказалось невнимательно смотрел - там амплитудное напряжение задается, а не действующее (т.е на 1,414 умножать надо), а вот формулу уже подзабыл.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Guest 16.06.2017 16:58
в proteus'e на генераторе напруги заниженные были, оказалось невнимательно смотрел - там амплитудное напряжение задается, а не действующее (т.е на 1,414 умножать надо), а вот формулу уже подзабыл.
в proteus'e выберите RAdioBox RMS - это и есть дейтвующее значение, в вашем случае 220В и на корень из 2 умножать не надо.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Вячеслав 14.11.2017 02:25
Да, именно так. Но в случае однополупериодн ого выпрямителя, Вам придется ставить конденсаторы болшей емкости. Оначе будут искажения при питании аппаратуры. В частности - прослушиваться переменный фон. Ну а если питать цифровую аппаратуру - возможны и сбои в работе.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# hulk big 04.07.2017 20:13
....зачем люди комментируют то что прогуляли в школе?...
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# hulk big 04.07.2017 20:22
Цитирую Даня:
Уважаемые! Я вообще математик, сюда так заглянул в виду необходимости и с пояснением разобрался, но смею заметить вот что: На графике следовало бы Указывать обозначения Т/2 и Т, т.к. период колебаний подставляется уже исходя из решаемой задачи. Для розетки, где частота 50Гц, к примеру, период 0,02с, но никак не ПИс и не 2ПИс. А синус имеет в общем случае период 2ПИ, а не ПИ, как у вас изображено.

,,,математик .... это график ОДНОГО "колебания" в секунду - это простым языком...т.е.ча стота не 50 Гц а ОДИН Герц в секунду...поэто му с ПИ и 2ПИ уже всё понятно я надеюсь...матем атику...??))).. .а ошибочку на графике правильно указал период равен 2ПИ ВСЕГДА а не только у синуса...матема тик...))))
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Яху 19.11.2017 17:09
На первом рисунке период Т равен Пи.
Возьмите хоть калькуляторов что ли.
Чему будет равно sin(Пи/2)? Судя по рисунку нулю.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 

Добавить комментарий

Общайтесь культурно

Ваше имя: