Переменным током называется такой ток (или напряжение), который меняет свою величину и направление определенное число раз в секунду. В промышленности применяется синусоидальный переменный ток. Кривая, изображающая этот ток, показана на фиг. 174. По вертикальной оси отложен ток (напряжение), по горизонтальной оси - время. Ток одного направления считают положительным и его откладывают вверх по вертикальной оси, ток противоположного направления называют отрицательным и его откладывают вниз. Наибольшее значение тока (напряжения) на фиг. 174, равное 10 а, называется его амплитудой.
Переменный ток при прохождении по проводнику выделяет столько же тепла, сколько постоянный ток, по величине равный 70% от амплитудного значения переменного тока. Время, в течение которого совершается одно колебание, называют периодом и обозначают буквой Т. Состояние переменного тока в отдельные моменты времени называют его фазами (слово «фаза» означает состояние). Число периодов в секунду называется частотой. Единицей частоты служит один герц (гц). Если в одну секунду совершается одно колебание, то частота равна 1 гц.
На фиг. 174 изображено одно колебание простого синусоидального переменного тока, имеющего частоту 50 герц. Совершенно так же меняются э. д. с. и напряжение в цепи переменного тока.
Переменные токи одинаковой частоты могут отличаться друг от друга по амплитуде и фазе. Два переменных тока совпадают по фазе в том случае, когда они одновременно достигают амплитудного значения и одновременно проходят через нуль, при этом сдвиг фаз между токами равен нулю (фиг. 175, а). На фиг. 175, б показаны графики токов, сдвинутых по фазе на одну треть периода, на фиг. 175, в – на половину периода. Обычно ток и напряжение сдвинуты по фазе.
Сдвиг фаз между ними обозначают греческой буквой φ (фи) и выражают в градусах, считая весь период за 360°. Таким образом, она треть периода составляет 120°, одна четверть 90°.
Переменный ток может быть однофазным и многофазным. Из многофазных токов наибольшее распространение получил трехфазный ток. Трехфазной называется система переменного тока, состоящая из трех отдельных электрических цепей, имеющих, одинаковую частоту и э. д. с., сдвинутые по фазе на 120°. Трехфазная система широко применяется в промышленности для питания электродвигателей, электропечей, освещения и т. д. Графическое изображение трехфазного переменного тока приведено на фигуре 176.
Переменный ток различается по частоте. Ток, имеющий частоту 50 гц, широко применяется в нашей промышленности для питания двигателей и других целей. Поэтому его называют током промышленной частоты. Токи повышенной частоты до 1000 гц применяются для индукционного нагрева деталей и для питания переносных электроинструментов, особенностью которых является меньший вес, чем вес инструментов, питаемых током промышленной частоты. Токи высокой частоты, выше 10000 гц, в основном применяются в радиосвязи, электронных приборах, а также при нагреве деталей (поверхностная закалка).
Источниками переменного тока промышленной частоты служат электромашинные генераторы; источниками токов высотой частоты - электромашинные и ламповые генераторы.
Для получения переменного тока служат электромашинные генераторы, превращающие механическую энергию в электрическую. Принцип работы генератора основан на явлении электромагнитной индукции. Генераторы небольших мощностей возбуждаются со стороны статора, а переменный ток снимается с колец ротора (фиг. 177, а). Более крупные генераторы возбуждаются со стороны ротора, а переменный ток снимется с неподвижных обмоток статора (фиг.177, б). Генераторы приводятся во вращение первичными двигателями: турбинами, двигателями внутреннего сгорания и другими. Для получения высоких частот применяются генераторы с электронными и ионными лампами.
