Что такое синус в электричестве?







+2 +/-

На электрических форумах часто упоминают про какою то синусоиду. Кто может объяснить что это за такой синус и попроще.

Профиль пользователя Moderated Спросил: Moderated  (рейтинг 27700) Категория: наука и техника

Ответов: 3

2 +/-
Лучший ответ

Изначально электрический ток получали с помощью гальванических элементов и это был постоянный ток, то есть он протекал от плюсового источника тока к минвсовому при постоянной величине, ну немного уменьшаясь из-за разряда батареи. Потом появились электрические генераторы, в которых вращающееся магнитное поле генерировало ток и этот ток был переменный, так как магнит по кругу двигался около катушки или катушка двигалась, а магнит был неподвижный, не важно, главное в том, что при движении рамки в магнитном поле ток увеличивается от нуля до максимума, затем от максимума до нуля, затем меняет направление и снова уменьшается, а затем снова возрастает от отрицательного минмума до нуля и все это за один оборот ротора.

Закон изменения тока в электрической машине как раз и описывается функцией синуса. Для выпрямления тока использовали коллекторы, которые переключали отдельные катушки при повороте так, чтобы направление тока всегда было в одну сторону, а за счет увеличения числа катушек уменьшалась пульсация.

Когда же был изобретен трансформатор, то от постоянного тока для передачи на большие расстояния отказались, так как переменный ток лего трансформируется с малого напряжения на большое, затем передается с минимальными потерями по ЛЭП и снова трансформируется на месте потребления до нужных малых напряжений. Везде сейчас используется переменный ток, во всех домах, для освещения улиц, в станках на заводах и фабриках. В России сейчас в быту применяется однофазная сеть с напряжением 220 Вольт и частотой 50 Герц. Это означает, что в розетке по одному проводу подведено напряжение, а второй провод является нулем. Но для объяснения, для чего нужен ноль еще нужно рассказать устройство трехфазной сети, но это уже к теме не относится. Для нас важно, что если к фазному и нулевому проводам подключить прибор, напримпр, лампу, то через него начнет протекать электрический ток, изменяемый по синусоиде. За одну секунду будет 50 положительных полупериодов, и столько отрицательных, а 100 раз вообще ток не будет течь, будет нулевое напряжение. Но мы это мерцание не увидим, так как нить накаливания в лампе не успевает остыть. А вот люминесцентные лампы дествительно потухают 100 раз в секунду и снова разгораются, что не совсем полезно для зрения.

Ответил на вопрос: Stoichiometric   
3 +/-

Ну если совсем от адама начинать, то синус - то такая функция. Как и всякая функция, это зависимость одной величины от другой. Не только "игрек от икса", но и напряжение от времени. Если напряжение от времени зависит по синусоидальному закону, то математически это выражается как u(t) = Uo*sin ?t, Uo - амплитуда, t - время (независимая переменная, лии, что то же самое, - аргумент функции), ? - угловая частота. Графически это выглядит так:

Так выглядит напряжение в сети (220 вольт). По оси абсцисс отложено время в миллисекундах, так что "50 герц" - это как раз период в 20 миллисекунд. Угловая частота (?) в 2пи раз больше "обычной" частоты. В теоретических удобнее пользоваться именно угловой частотой, но объяснение того, почему именно угловой, уведёт слишком далеко в область дифференциальных уравнений. Учтите, что 220 вольт - это не аплитуда, а "действующее значение", которое определяется тепловым действием напряжения и для синусоидального сигнала в корень из 2 раз меньше амплитуды.

Почему именно синус имеет столь важное значение в электротехнике: потому что именно для синусоидального сигнала наиболее хорошо разработана теория цепей, и именно для такого сигнала проще всего рассчитать реакцию цепи, даже сложной, на этот сигнал. Именно для синуса понятия "реактивное сопротивление" таких распространённых компонентов, как конденсатор или катущка индуктивности, имеют вполне определённые значения. Именно синусоидальные колебания являются свободными (собственными) для цепи, состоящей из конденсатора и катушки (колебательный контур). И даже для менее тривиальных цепей - например, генератор на линии задержки, - собственные колебания тоже будут синусоидальными.

Ответил на вопрос: Bulbous   
3 +/-

Это форма переменного тока. Не синус, а именно синусоида. Синусом её жаргонно зовут, для краткости.

Синусоиду видели? Помните из геометрии? Плавная такая "змейка", ныряющая в отрицательные величины, возращающаяся к нулю, подымающаяся до максимума амплитуды в положительном диапазоне и снова вниз через нуль.

Так и ведёт себя переменный ток, что у нас в розетках. Потому и переменный - меняет знак. Плюс и минус в розетке меняются местами 50 раз в секунду.

Ответил на вопрос: Pallette  

Похожие вопросы

Спросил
2 Отв.
Электричка, метро, трамвай — принцип работы одинаковый или отличается?
Ответ: Принцип работы у всех этих транспортных средств абсолютно одинаков. Они колесами отталкиваются от рельс. У всех них колеса приводятся в действие электродвигателем питающимся подводящимся снаружи элек ... Читать далее...
Автор вопроса: Parader, в категории | | | | |
Спросил Parader
2 Отв.
Почему в щитке общего пользования выбивает рубильник на розетках?
Ответ: Общий рубильник отключает всех потребителей в данном случае на розетках. Причин может быть несколько: Превышена нагрузка по каким - то розеткам или их неисправность, перебит или обгорел кабель идущи ... Читать далее...
Автор вопроса: Trade, в категории | | |
Спросил Trade
1 Отв.
Количество пресной воды зависит от добычи полезных ископаемых?
Ответ: Конечно зависит, особенно в районах их интенсивной добычи карьерным или шахтным способом. В этом случае "верховодка" из колодцев и скважин может пропасть совсем, а отдача источников грунтовых вод сущ ... Читать далее...
Автор вопроса: Laprade, в категории | | | | |
Спросил Laprade
2 Отв.
Передвижение катионов, есть передвижение дырок?
Ответ: Вы смешиваете разные понятия, катионы и дырки. Это понятия из совершенно разных областей. Дырки - это мнемоническое понятие, используемое в физике полупроводников. ... Читать далее...
Автор вопроса: Kahuna, в категории | | | | |
Спросил Kahuna
3 Отв.
Через какое время мокрую вилку можно воткнуть в розетку(см)?
Ответ: Если вилка цельная, литая, то можно втыкать сразу предварительно протерев. Если разборная, то следует разобрать, продуть по максимуму выгнав воду, собрать ... Читать далее...
Автор вопроса: Amends, в категории |
Спросил Amends
2 Отв.
Какие есть документальные фильмы об изобретении электричества?
Ответ: Свободная энергия Теслы, сам посмотрел недавно, и познавательно и не заскучаешь когда будешь смотреть фильм. ... Читать далее...
Автор вопроса: Unai, в категории | | |
Спросил Unai
2 Отв.
Почему не все вещества проводят электрический ток?
Ответ: Потому что проводят ток носители тока. Чаще всего это свободные электроны (хотя существуют и ионные проводники - например, растворы). Ну штука в том, ... Читать далее...
Автор вопроса: JOANE, в категории | | | |
Спросил JOANE
1 Отв.
Приборы для экономии элекстроэнергии… Работают ли?
Ответ: Нет такого прибора, есть только стабилизаторы напряжения, они помогают держать одно напряжение в сети, потому что напряжение в розетках колеблется от 180 ... Читать далее...
Автор вопроса: Hame, в категории