Страница:Радиолюбитель 1927 г. №07.djvu/37

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


f

Д №7 РАДИОЛЮБИТЕЛЬ

271 A.

Электротехника радиолюбителю

V*. Переменные токи

ИЗУЧИВ основные законы иостояниого тока, мы можем перейти к переменным токам. Последние играют в радиотехнике важнейшую роль. Когда мы разбираем действия какой либо схемы, то мы всегда толкуем либо о токах высокой, либо низкой частоты. И те и другие представляют ничю иное, как переменные токи. Поотому, знание основных законов керемепных токовявллетсп настоятельно необходимым даже для радиолюбительской практики. В так, наз. технике спдьпых токов переменный ток также играет важнейшую роль—подавляющее большинство стапций вырабатывают переменный ток, линии электропередачи, бурный рост которых мы наблюдаем и у нас (Шатура, Кашира, Волховстрой, Днепрострой и т! д.) обязаны исключительно успехам техшисн перемен пых токов.

Электродвижущая сила переменного тока

В отличие от источника, поставляющего постоянный ток, электродвижущая сила переменного тока меняет всо время спою величину и знак. Изменение э. д. с. проще всего изобразить графически, как показано на рис. 1-а. Из этого рисунка мы видим, что изменения, происходящие в э. д. с., не произвольные, а строго закопомерные и периодически повторяющиеся. Так, например, момент 1 э. д. с. равна нулю; дальше э. д. с. нарастает и, например, в мом. 2 э. д. c.=-f 10в. Так ова доходит до наибольшей величины £ = 4-20 в (мом. 3), далее начинает уменьшаться и доходит до 0, (мом. 4), затем меняет свой знак, г.-е. там, где был плюс, ста-

Рис. 1.

новится минус. Соответственно отрицательный полюс источника становится положительным. Э. д. с. нового зиака также нарастает. доходит ло наибольшей величины (мом. 5: э. д. с. = — 20 в) затем уменьшается до 0. Далее она опять меняет свой знак (становится положительной), нарастает до наибольшей величииы, снова уменьшается, доходят до 0 и т. д. Закономерность изменений, происходящих в источнике, усугубляется еще тем, что:

1) наибольшая величина о. д. с. всегда одинакова и но зависит от ее знака. Так, в примере, показанном на рис. 1, она по величине веегда равна 20 вольтам, (-(-20 в или —20 и). Наибольшее значение з. д. с. и а- зывается ее амплитудой.

2) II р о м е ж у т к и времени, в тече- 11 И" которых э. д. с. достигает

„Р. Л.“ Э* 2, 8, 4 и 6

своей прежней величины (того же з и а к а), всегда одинаков ы. Этот промежуток времени называется периодом (Т).

Такими же закономерностями обладают различного вида колебания (маятников, ка- челей и т. п.). Во всех них различают амплитуду и период колебания. Число периодов в секунду составляет частоту и обозначается буквой {. Очевидно, зван период, мы легко можем определить частоту колебаний

I

Так, например, период, равный одной сотой секунды, составляет частоту -q-qj» т.-е. 100 колебаний в секунду.

Колебания- тока

Теперь представим себе, что наша переменная э. д. с., имеющая амплитуду 20 в и колеблющаяся с частотой в 50 периодов,замкнута на сопротивление в 2 ома. В любой .момент времени сила тока согласно закона Ома равна мгновенному значению э. д. с., поделенному на величину сопротивления, е л

т.-е. 1 = —• Очевидно,

ток в цепи будет колебаться по такому же закому, что и э. д. с.: полпериода электроны будут двигаться в одном направлении, а полпериода—в другом; ток будет меняться по величине от 0 до 20

амплитуды, равной = 10амперам;положн-

телыше амплитуды тока будут чередоваться с отрицательными; частота колебаний будет такая же, как у э. д. с., т.-е. 50 периодов (рис. 1-6).

, Условимся мгновенные значения при колебаниях обозначать маленькими буквами (е, i), амплитуды — заглавными буквами со значком Ш(Ет, Im).

Если э. д. с. замкнута на несколько сопротивлений, соединенных последовательно или параллельно, то напряжение на них и токи бу ут опять-таки меняться с частотой, вместо с э. д. с. Их амплитуды можно вычислить, пользуясь приведенными ранее законами Ома и Кирхгофа. Так, напр., в цепи, показанной па рис. 2, амплитуда тока равна

т 120

1га “ гг+га 40-Г-200- °',:>А В сопротивлениях торяются напряжения: Emi - 1 in • Г| = 0,5 40 = 20 в ;

Е ша = 0,5 X 200 = 100 в.

Переменные токи, применяемые в электротехнике и радиотехнике

Также,как у э. д. с.амплитуда колебапнй тока характеризует их силу, а частота—скорость их изменения. В электротехнике приходится иметь дело исключительно с токами низкой частоты—25 периодов (только в силовых установках), 50 периодов и выше (и силовых и осветительных установках). В радиотехнике мы сталкиваемся с «токами самых разнообразных частот вплоть до очень высоких (несколько мнллиоиов в секунду). Амплитуды токон в электротехнике, вообще говоря, большие, чем в радиотехнике, но н и последней они часто достигают порядка нескольких сотен ампер (наир, в аитеиио передающей станции). Так что огульное отие-

6~/20в

Рис. 2.

ссние радиотехники к слабым токам не совсем правильно, точнее было бы имеиоват(- ее техникой высоких (или разнообразных) частот в отличие от электротехники, как техники исключительно низких частот. Что касается э. д. с., то и в электротехнике и в радиотехнике амплитуды могут достигать очень высоких значений (.порядка сотен тысяч вольт). В электротехнике источниками (генераторами) поремеппого тока являются машины „альтернаторы", в радиотехнике для этой цели применяются электронные лампы, специальные машины, ипогда вольтова дугщ а раньше искровые устройства. Условимся обозначать источник переменного тока низкой частоты о^ной волнистой чертой (со — рис. 2); высокой частоты—двумя волнистыми чертами) —от 10 тыс. периодов).

Напомним теперь, как связана частота с длиной волпы: частота равна скорости света в метрах в секунду (300.000.000), разделенной на длину волпы в метрах.

300.000.000 ЗЛО»

Обычно радиочастоту указывают в килоциклах, т.-е. в тысячах колебаний в секунду. Стало быть, станция Комиитерпа излучает волны с частотой

300.000.000

{ = _ 2i)6.855= приблиз. 207 кц.

Эффективное значение

Таким образом, правильные шли, как говорят, гармонические, синусоидальные колебания вполве характеризуются их частотой и амплитудой. На практике в электротехппке сильных токов („низкой частоты11) вместо амплитуды пользуются понятием эффективного значения тока или напряжения. Оно равно амплитудному значению, иоделеиному на 1,41 (|/Т).Так что 120 вольт городского переменного тока в Москве соответствуют эффективному значению, амплитуда напряжения будет в 1,41 раза больше

120X1,41 = 169,2 в.

37словимся обозначать эффективное значепие большой прописной буквой с индексом эфф. (Е зфф, I лфф) или без него. Для того, чтобы представить себе, для чего понадобилось понятие об эффективном значении, вам пужно рассмотреть вопрос о мощности переменного- тока.

Мощность переменного тока и эффективное значение

В прошлый раз было указаио, что мощность, потребляемая какнм-инбудь сопротивлением. равйа произведению его величииы (R) па квадрат силы тока (Is). Эта мощность вызывает нагревание проводника ло определенной температуры. В случае постоянного тока, она выражается формулой: Is R . Сложиее получается с переменным током, так как он все время моилотся по величине (направление тока ие имеет значения, так как потребление проводником мощности зависит только от величииы тока, а не от его направления). Но остаотсл постоянной и мощность, затрачиваемая в сопротивлении — она колеблется между нулем и 1ш2 R • Оказывается, что мощиость переменного тока ве зависит от частоты и в lm2R

среднем опа равна ——» где lm — амплитуда

переменного тока, текущего через сопротивление R.

Мы могли бы подобрать такой постоянный ток 1, который, проходя через это же