Фазнае напружанне

Даўно і трывала ўвайшла ў наша жыццё тэрміналогія электратэхнікі часоў першых досведаў з электрычнасцю. Але цяпер як-то нават у тупік становішся, думаючы пра часы, калі, як той казаў, «нічога не было». Ні адзін чалавек не змог бы адукаваць, напрыклад, пра тое, што такое фазнае напружанне, таму што такога тэрміна яшчэ не было. Але ўсё цячэ, усё мяняецца, і цяпер дзясятак-другі розных варыянтаў высілкаў нікога не здзіўляе. Першае прымяненне трохфазнага напружання, адкуль усё і пайшло, адносіцца да другой паловы 19-га стагоддзя. Пачалося ўсё з даследавання з'явы электрамагнітнай індукцыі. Сутнасць чарговага эксперыменту была простая - па шпульцы прапускаюць электрычны ток і яна прыцягвае металічны стрыжань. Далей - больш. Калі побач паставіць яшчэ адну катушку, выключыць ток на першай і ўключыць другую - стрыжань зноў прыцягнецца, але ўжо да другой шпульцы. Цуды! Стрыжань перасунуўся ў прасторы толькі толькі з дапамогай пачарговай падачы току на шпулькі! Вось так лёгка і, што называецца, не выходзячы з пакоя, у тыя далёкія часы рабіліся эпахальныя адкрыцця.

Калі працягнуць эксперымент, хоць бы нават у думках, ставім 100 шпулек і па чарзе іх ўключаем-выключаем, то бачна, што стрыжань перамесціцца ад першай да апошняй. Зменім канфігурацыю размяшчэння шпулек - паставім іх па крузе, а замест стрыжня замацуем стрэлку на восі па цэнтры круга. І зноў ўключым-выключым 100 разоў: стрэлка павярнулася па крузе і заняла зыходнае становішча. Што мы атрымалі? Мы атрымалі прымітыўную мадэль верціцца магнітнага поля. Для гэтага на кожную катушку па чарзе падавалася імпульснае напружанне ( «уключыў-выключыў»). Тут вельмі важна тое, што чарговы імпульс падаваўся з часовым зрухам у адносінах да папярэдняга, а амплітуда току змянялася ад нуля да максімальнага значэння - уключана, і зноў да нуля - выключана. У прынцыпе, працэс нарастання і спаду току ў кожнай шпульцы быў аднолькавым. Такі паўтаральны ў часе працэс называецца цыклічным, а перыяд часу ад аднаго максімуму да наступнага - цыклам.

Калі на працягу цыклу ток у шпульцы змяняе і велічыню, і кірунак, то яго называюць пераменным. Напружанне пераменнага току характарызуецца наступнымі параметрамі: амплітуда - максімальнае значэнне току або напружання, і частата - колькасць ваганняў у секунду. Вяртаючыся да апісанага вышэй эксперыменту з шпулькамі, заўважым, што кожная з іх уключалася асобна ад астатніх (ад сваёй крыніцы напружання), а цыклы падачы напружання адрозніваліся толькі часам уключэння або, як кажуць электрыкі, фазай. Такім чынам, адрозненне высілкаў толькі ў тым, што ў іх розны момант ўключэння току ў шпульцы, або розная фаза напружання. Строга кажучы, фаза - гэта сінонім слова «затрымка». Варта мець на ўвазе, што паняцце «фазнае напружанне» адносіцца толькі да многопроводным сістэмам, у якіх крыніцы харчавання адным канцом падлучаныя да агульнай кропцы, а другія канцы кожнага з іх злучаны з шпулькамі. Так ужо склалася гістарычна, што гэтыя сілкавальныя праваднікі таксама называюць фазамі. У тэхніцы найбольшае ўжыванне атрымалі сістэмы з сінусоіднай формай напружання і зрухам фаз 120 °, г.зн. па часе гэта траціна перыяду працоўнай частаты. Асноўны тэхнічны эфект ад прымянення трохфазных сістэм - атрыманне верціцца магнітнага поля.

Для параўнання энергетычных характарыстык напружання розных відаў у якасці эталона прымаюць напружанне пастаяннага току. Для таго каб вызначыць эквівалент пераменнага напружання пастаяннага, паступаюць наступным чынам: крыніцы адпаведных высілкаў нагружаюцца аднолькавымі спажыўцамі і рэгуляваннем аднаго з высілкаў дамагаюцца выдзялення аднолькавай колькасці энергіі ў абодвух нагрузках. Дасведчаным шляхам даказана, што фазнае напружанне, пры якім вылучэнне энергіі ў нагрузцы аднолькавае з эталонам, мае амплітуду ў 1,42 разы больш сталага. На практыцы менавіта гэтую велічыню напругі паказваюць прыборы, і яе называюць дзеючым напругай пераменнага току.

У побыце мы карыстаемся прамысловымі трохфазнага электрычнымі сеткамі, пра якія кажуць «3 на 380 Вольт». У такіх сетках фазнае напружанне роўна 220В, а яго амплітуднае значэнне - 308В.