Curentul alternativ

În electrotehnică cea mai largă întrebuinţare o are curentul alternativ, prin faptul că poate fi produs, transmis şi utilizat în condiţii mult mai avantajoase decât curentul continuu. La baza producerii t.e.m. alternative stă fenomenul de inducţie electromagnetică. Rotirea uniformă a unui cadru, format dintr-un număr de spire, într-un câmp magnetic omogen sau rotirea uniformă a unui câmp magnetic într-o bobină fixă, permite obţinerea unei t.e.m. alternative. Având în vedere legile inducţiei electromagnetice, într-un cadru ce se roteşte uniform într-un câmp magnetic omogen, se induce o t.e.m. datorită variaţiei fluxului magnetic prin cadru: F=BNScosa Unghiul este variabil în timp datorită rotaţiei uniforme a cadrului: a=wt Fluxul magnetic prin cadrul rotitor va avea expresia următoare: F=BNScoswt Pe baza legii inducţiei electromagnetice, t.e.m. indusă în cadru este: e = - DF / Dt de unde se obţine: e=BNSwsinwt Ţinând cont de variabilitatea funcţiei sinwt şi de faptul că mărimile B, N, S, w sunt constante, se poate face notaţia următoare: Em=BNSw Tensiunea electromotoare indusă în cadrul rotitor are expresia: e=Emsinwt Din această expresie a t.e.m. rezultă următoarele concluzii: -t.e.m. indusă este variabilă sinusoidal în timp; -t.e.m. indusă are valori cuprinse între extremele -Em şi +Em numite valori maxime ale tensiunii.   Dacă se aplică o astfel de tensiune unui circuit electric, se va stabili prin acesta un curent electric descris de o funcţie armonică de forma: i=Imsinwt Deoarece valoarea curentului electric este variabilă în timp, în practică se foloseşte fie valoarea maximă Im a acestuia, fie o valoare echivalentă numită valoare efectivă Ief notată adesea numai cu I. Valoarea efectivă a intensităţii curentului alternativ reprezintă intensitatea unui curent electric continuu care are acelaşi efect termic Q la trecerea prin acelaşi rezistor, încât se găsesc următoarele expresii de calcul: Pentru a cunoaşte elementele caracteristice sau pentru a opera cu mărimile alternative armonice, se folosesc reprezentări convenţionale ale acestora. a) Reprezentarea analitică Simpla scriere a mărimii respective în funcţie de mărimile variabile (timp, fază etc.) poate furniza informaţii privind: valoarea instantanee, valoarea maximă, pulsaţia, perioada, faza iniţială a mărimii reprezentate, de exemplu: -valoarea instantanee se obţine dând variabilei timp t diverse valori. b) Reprezentarea grafică Prin reprezentarea grafică a unei mărimi alternative în funcţie de un parametru variabil care poate fi timpul t sau faza j, se obţin informaţii despre perioadă, faza iniţială, valoarea maximă, valoarea instantanee. c) Reprezentarea fazorială La reprezentarea mărimilor alternative armonice se poate utiliza un vector numit fazor, care are lungimea proporţională cu valoarea maximă a mărimii, unghiul pe care îl face cu abscisa să fie egal cu faza iniţială j0, proiecţia lui pe ordonată egală cu valoarea mărimii la momentul iniţial sau la alt moment, vectorul se consideră rotitor cu o perioadă egală cu cea a mărimii alternative.