Што такое сінусоідны ток

Пра тое, што ў правадырах бытавой праводкі працякае пераменны сінусоідны ток, чулі ўсе. Але для чалавека, малазнаёмай з электратэхнікай, тэрміны «сінусоідны» і, тым больш, «пераменны», ні пра што не гавораць. У дадзенай працы мы паспрабуем даць агульнае ўяўленне пра гэта, даступнае для разумення кожнаму.

Перш за ўсё, трэба вызначыцца з тым, што такое электрычны ток. Згодна з існуючым тлумачэння, ток - гэта накіраванае рух элементарных часціц, якія валодаюць зарадам станоўчага або адмоўнага знака. Звычайна пад часціцамі разумеюць электроны, але гэта не зусім так. Атам, які страціў электрон, за кошт прысутных у ядры пратонаў набывае станоўчы зарад, становячыся іёнам. ЭРС дзейнічае не толькі на электрон, але і на яго. Дастаткова ўспомніць, што ў разліках за станоўчае напрамак руху току прынята ад плюсу да мінусу, хоць у рэчаіснасці, адмоўна зараджаныя часціцы перамяшчаюцца ў процілеглым кірунку.

Адкуль бяруцца гэтыя часціцы? Уявім структуру правадыра: крышталічная рашотка з атамамі ў вузлах. Кожны атам ўмоўна можна апісаць як мініяцюрную сонечную сістэму. У цэнтры масіўнае ядро, якое складаецца з пратонаў і нейтронаў, а вакол яго па арбітах круцяцца электроны.

Зарад пратона дадатны, а электрона адмоўны, таму яны ўзаемна прыцягваюцца. Чым бліжэй да ядра, тым мацней гэтае ўзаемадзеянне. Каб паўстаў ток, неабходна вызваліць з атамаў частка электронаў і прымусіць іх рухацца ў патрэбным напрамку. У генератарах гэтая задача з поспехам выконваецца верціцца магнітным полем. Яно паведамляе якая адсутнічае энергію электронам на вонкавых арбітах, вызваляючы іх. Вядома, непасрэднага руху няма. Гаворка ідзе пра абмен гэтымі часціцамі паміж бліжэйшымі атамамі.

Адкуль жа бярэцца назву «сінусоідны ток»? Прычына ў спосабе атрымання. Уявім два рознаіменных полюса магніта, а паміж імі лініі напружанасці поля. Змесцім рамку з правадыра ў гэтае поле. Яе канцы падлучаныя да нагрузкі, фарміруючы контур (ланцуг). Якія круцяць рамку. У момант, калі яна размешчана паралельна паверхням магніта, ток адсутнічае, так як няма скрыжавання з лініямі напружанасці (абодва бакі рамкі знаходзяцца на адным узроўні). Вось яна трохі павярнулася, лініі магнітнага поля перасякаюць правадыр, вызваляюць электроны і ўзнікае ток.

У гэты ж час другі бок рамкі таксама перасякае поле, але з процілеглага боку. Максімальнае значэнне току - пры вертыкальным размяшчэнні. Сінусоідны ток - гэта графічнае прадстаўленне дадзенага працэсу. Без яго складана зразумець прынцып працы электрапрыбораў. Графік, які адлюстроўвае сінусоідны ток, уяўляе сабой декартовых каардынаты на плоскасці. Па вертыкальнай восі адкладаецца ток, а па гарызантальнай - час. Бо пры кручэнні рамкі рэгіструюцца значэння перыядычна паўтараюцца, то фармуецца сінусоідны ток, зменлівы па кірунку і велічыні. Сінусоіда нібы нанізаны на вось часу, так як частка хваляў размешчана вышэй восі (знак станоўчы), а частка ніжэй (адмоўны). Самыя высокія кропкі хваляў адпавядаюць становішчу рамкі паралельна лініях напружанасці поля, а скрыжаванне восі часу (ток роўны нулю) - перпендыкулярна.

Электрычныя ланцугі сінусоіднага току атрымалі найбольшае распаўсюджванне, так як гэты від электраэнергіі вельмі проста пераўтворыцца з дапамогай трансфарматараў і іншых элементаў электрычнай ланцугу, дазваляючы ажыццяўляць перадачу на вялікія адлегласці, а таксама патрабаванае модулирование. Акрамя таго, сам прынцып генерацыі прадугледжвае стварэнне менавіта сінусоіднага току.