Polecenia:

1. Dlaczego należy wytwarzać prąd sinusoidalny?

2. Podaj definicję prądu zmiennego.

3. Technika wytwarzania prądu sinusoidalnego.

4. Zasada powstawania prądu sinusoidalnego.

5. Prawo indukcji elektromagnetycznej.

6. Wielkości charakteryzujące przebiegi sinusoidalne.

7. Co to jest częstotliwość? Podaj jednostkę.

8. Co to jest skuteczna wartość prądu?

9. co to jest średnia wartość półokresowa prądu?

10. Kiedy mówimy, że mamy doczynienia z przebiegiem sinusoidalnym, a kiedy przebiegiem przemiennym?

11. Co to są przebiegi sinusoidalne?

12. Co to jest przesunięcie fazowe?

13. Kiedy mówimy, że napięcie U₁ wyprzedza napięcie U₂ w fazie lub U₁ opóźnia się w fazie U₂

14. Co to jest wykres wektorowy a co to wykres czasowy?

Odpowiedzi:

1. Wytwarzamy zmienny prąd sinusoidalny ponieważ łatwiej się go przesyła na duże odległości niż prąd stały

2. Prąd (lub napięcie) nazywamy zmiennym, jeśli zmienia się w czasie jego wartość liczbowa przy niezmiennym zwrocie, albo zmienia się zwrot przy niezmiennej wartości liczbowej, lub zmienia się zarówno zwrot jak i wartość liczbowa.

3. Za pomocą prądnicy, generatorów, alternatorów.

4. W obracanych ze stałą prędkością zwojach nawiniętych na wirnik prądnicy płynie prąd sinusoidalny na zasadzie indukcji elektromotorycznej

5. Powstawanie napięcia indukowanego w uzwojeniu – lub inaczej mówiąc, siły elektromotorycznej indukowanej – przy jakiejkolwiek zmianie strumienia magnetycznego skojarzonego z tym uzwojeniem, nazywamy zjawiskiem indukcji elektromagnetycznej.

6. Wielkości charakteryzujące przebiegi sinusoidalne:

• Czas t (liczony od chwili, w której przebieg zaczynamy obserwować)

• Kąt pochylenia ramki od położenia poziomego

α = ωt + φ

• Wartość chwilowa prądu i napięcia

i=J_msin(ωt + φ)

u=U_msin(ωt + φ)

• Wartość szczytowa, maksymalna lub amplituda prądu i napięcia

J_m

U_m

• Okres T (czas jednego pełnego obrotu ramki) [s] sekunda

• Pulsacja (prędkość obrotu ramki) [rad/s] radian na sekundę

$$\mathbf{\omega =}\frac{\mathbf{2}\mathbf{\pi}}{\mathbf{T}}\mathbf{= 2}\mathbf{\text{πf}}$$

• Częstotliwość (jest równa liczbie okresów przebiegu sinusoidalnego, przypadających na jednostkę czasu, czyli jedną sekundę) [Hz] herc

$$\mathbf{f =}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{T}}$$

• Kąt przesunięcia fazowego

φ=φ_u−φ_i

• Wartość średnia prądu i napięcia

$$\mathbf{J}_{\mathbf{sr}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{2}}{\mathbf{\pi}}\mathbf{J}_{\mathbf{m}}\mathbf{= 0,637}\mathbf{J}_{\mathbf{m}}$$

$$\mathbf{U}_{\mathbf{sr}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{2}}{\mathbf{\pi}}\mathbf{U}_{\mathbf{m}}\mathbf{= 0,637}\mathbf{U}_{\mathbf{m}}$$

• Wartość skuteczna prądu i napięcia

$$\mathbf{J =}\frac{\mathbf{J}_{\mathbf{m}}}{\sqrt{\mathbf{2}}}\mathbf{= 0,707}\mathbf{J}_{\mathbf{m}}$$

$$\mathbf{U =}\frac{\mathbf{U}_{\mathbf{m}}}{\sqrt{\mathbf{2}}}\mathbf{= 0,707}\mathbf{U}_{\mathbf{m}}$$

1. Częstotliwość (jest równa liczbie okresów przebiegu sinusoidalnego, przypadających na jednostkę czasu, czyli jedną sekundę) [Hz] herc

2. Wartością skuteczną prądu sinusoidalnego nazywamy taką wartość prądu stałego, który przepływając przez niezmienną rezystancję R, w czasie odpowiadającym okresowi T, spowoduje wydzielenie na tej rezystancji takiej samej ilości energii cieplnej, co prąd sinusoidalny w tym samym czasie,

3. Wartością średnią półokresową prądu sinusoidalnego o okresie T nazywamy średnią arytmetyczną tego prądu, obliczoną za połowę okresu, w którym przebieg jest dodatni.

4. Przebieg sinusoidalny jest przebiegiem okresowym, tzn. takim, który powtarza się w równych odstępach czasu zwanych okresami. Przebiegi, których wartość średnia cało-okresowa jest równa zeru, nazywamy przebiegami przemiennymi. Przebiegi sinusoidalne należą do kategorii przebiegów przemiennych

5. Przebieg sinusoidalny jest przebiegiem okresowym, tzn. takim, który powtarza się w równych odstępach czasu zwanych okresami.

6. Przesunięciem fazowym przebiegów sinusoidalnych nazywamy różnicę faz początkowych dwóch przebiegów o tej samej częstotliwości.

7. Wyprzedzający jest przebieg o większej fazie początkowej.

8. Zbiór kilku wektorów położonych na tej samej płaszczyźnie odwzorowujących wielkości sinusoidalne zmienne jednakowej częstotliwości nazywamy wykresem wektorowym. Wykres, na którym przebieg napięcia lub prądu zmiennego jest przedstawiony jako zależność wartości chwilowej w funkcji czasu t lub kąta ωt, nazywamy wykresem czasowym