Змінний струм

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Змі́нний струм — електричний струм, сила якого періодично змінюється з часом.

Здебільшого коливання струму відбуваються за гармонічним законом

$I = I_0 \cos(2 \pi \nu t - \varphi)$ ,

де $I 0$ — амплітуда струму, $ν$ — частота, $\varphi$ — фаза струму.

Змінний струм виникає в електричному колі зі змінною напругою.

Перевагою змінного струму є те, що його легше виробляти й передавати до споживача. Постійний струм можна отримати зі змінного за допомогою випрямлення.

[ред.] Фізика змінного струму

Особливістю змінного струму є те, що деякі елементи електричного кола впливають не лише на амплітуду струму, а й на його фазу. Тому для розрахунків електричних кіл замість опорів використовуються комплексні опори — імпеданси, а всі розрахунки проводяться з використанням комплексних чисел.

Миттєве значення потужності електричного струму дорівнює

S = I U

, повна потужнисть

$P = IUcos(\varphi)$ , активна потужність

$Q = IUsin(\varphi)$ , реактивна потужність

де U — напруга, однак практичніше використовувати усереднене значення потужності φ-здвиг фаз між напругою і фазою.

$\langle P \rangle = \frac{1}{2} I_0 U_0$ ,

де $I 0$ — амплітудне значення сили струму, $U 0$ — амплітудне значення напруги.

Змінний струм характеризують також діючими значеннями сили струму й напруги

$I_a = \frac{1}{\sqrt{2}}I_0$

$U_a = \frac{1}{\sqrt{2}}U_0$

[ред.] Виробництво, передача й розподіл

Для виробництва змінного струму використовуються електричні генератори, встановлені на електростанціях.

Передача струму на віддаль відбувається з меншими втратами при високій напрузі, тому, перш ніж струм подається в лінії електропередачі, його перетворюють у високовольтний за допомогою трансформаторів. Перед розподілом споживачу відбувається зворотне перетворення.

В електричних мережах в Україні використовується змінний струм із частотою 50 Гц і напругою 220 В або 110 В. У ряді країн використовується частота 60 Гц.