2.2.1.
Синусоидалды
тоқ
тізбегіндегі
резистор
Егер
де
синусоидалды
кернеуді
(2.7
а
-
сурет
)
кедергі
R
резисторға
қоссақ
,
одан
синуссоидалды
тоқ
жүреді
:
. (2.13)
Демек
,
қысқыштағы
кернеу
мен
резистордағы
тоқтың
бастапқы
фазасы
бірдей
,
басқаша
айтқанда
,
фазасы
беттеседі
:
олар
бір
уақытта
амплитуда
мəндеріне
жетеді
жəне
сəйкес
бір
уақыта
нөлден
өтеді
(2.7-
сурет
)
2.7-
сурет
Жиіліктері
бірдей
екі
синусоиданың
бастапқы
фазаларының
айырымы
фазалык
ығысу
бұрышы
деп
аталады
.
Дəл
осы
жағдайда
,
тоқ
пен
кернеу
арасындағы
фазалық
ығысу
бұрышы
нөлге
тең
:
)
sin(
t
U
u
m
)
sin(
)
sin(
t
I
t
R
U
R
u
i
m
m
78
. (2.14)
Тоқ
пен
кернеудің
амплитудалық
жəне
əсерлік
мəндері
Ом
заңымен
байланысты
:
;
. (2.15)
Резистордан
тоқтың
өтуі
,
оның
қорек
көзінен
энергия
алумен
жалғасады
.
Тоқтың
түсу
жылдамдығы
қуатымен
сипатталады
.
Резистродың
пайдаланатын
лездік
қуаты
:
, (2.16)
Кернеу
мен
тоқ
жиілігімен
салыстырғанда
,
екі
есе
бұрыштық
жиілікпен
өзгереді
.
Лездік
қуатта
тұрақты
құраушы
UI
болады
жəне
құраушы
екі
есе
бұрыштык
жиілікпен
өзгереді
.
(2.7-
сурет
).
Егер
де
u
мен
і
фазасы
беттессе
,
оларда
бірдей
белгі
болады
,
олардың
көбейтінділері
əр
уақытта
он
,
яғни
p
> 0.
Кезеңдегі
лездік
қуаттың
орташа
мəні
:
(2.17)
Бұл
активті
қуат
деп
аталады
,
ватпен
өлшенеді
.
Активті
қуат
:
,
Вт
. (2.18)
Осыдан
активті
кедергі
табылады
:
. (2.19)
Белгілі
,
айнымалы
тоқ
өткізгішінің
кедергісі
,
сыртқы
құбылыс
əсерінен
,
құйынды
тоқ
пен
кеңістіктегі
электр
магнит
энергиясының
пайда
болуынан
тұрақты
тоққа
қарағанда
артық
.
2.2.2.
Синусоидалды
тоқ
тізбегіндегі
индуктивті
катушка
Индуктивті
катушка
,
нақты
тізбектегі
синусоидалды
тоқ
алмастыру
сұлбасының
элементі
түрінде
,
магниті
жазықтықта
0
i
u
R
U
I
m
m
R
U
I
)]
2
2
cos(
1
[
)
(
sin
2
t
UI
t
I
U
ui
p
m
m
)
2
2
cos(
t
UI
2
T
pdt
T
P
0
1
R
I
UI
P
2
2
I
P
R
79
индукция
құбылысы
мен
жиналу
құбылысын
есепке
алуға
жағдай
жасайды
.
Айнымалы
тоқ
тізбегіне
(2.8
а
-
сурет
),
аз
кедергісі
бар
R=0
индуактивті
катушка
қосылған
тоқтың
үздіксіз
өзгеріп
тұруы
ЭҚК
катушка
иіріміде
өз
индукциясының
пайда
болуына
əсер
етеді
.
Ленц
ережесі
бойынша
ЭҚК
тоқтың
өзгеруіне
қарсыласады
.
2.8-
сурет
Мысалы
,
катушкадағы
тоқ
синус
заңы
бойынша
өзгереді
. (2.20)
Бұл
жағдайда
өз
индукциясының
ЭҚК
-
сы
. (2.21)
Сондықтан
,
катушкадағы
кернеу
.
(2.22)
(2.20)
жəне
(2.22)
формулаларды
салыстыра
отырып
,
маңызды
қорытынды
шығарамыз
:
Кернеу
тоқтан
бұрышқа
озады
,
немесе
тоқ
фазасы
кернеуден
бұрышқа
қалады
деуге
болады
(2.8
б
-
сурет
).
Дəл
осы
жағдайда
фазаның
қозғалу
бұрышы
он
(
озады
) (2.8
в
-
сурет
)
t
I
i
m
sin
)
90
sin(
o
t
LI
dt
di
L
e
m
L
)
90
sin(
)
90
sin(
o
o
t
U
t
LI
e
u
m
m
L
L
2
/
2
/
80
. (2.23)
индуктивті
кедергі
,
өлшем
бірлігі
–
Ом
.
Ол
жиілікке
байланысты
жəне
есеп
шамасын
көрсетеді
,
ол
арқылы
өзара
индукция
құбылысы
анықталады
.
Кернеу
мен
тоқ
амплитудасы
Ом
заңымен
байланысты
екенін
(2.22)
формула
талдауынан
көруге
болады
.
. (2.24)
Онын
əсерлі
мəніде
оған
ұқсас
. (2.25)
Катушкасы
бар
тізбектің
лездік
қуаты
. (2.26)
(2.28
г
-
сурет
)
кестесі
(2.26)
теңдеу
арқылы
салынған
,
бұл
кезеңнің
бірінші
ширегінде
u
>0
жəне
i
>0
болғанда
,
p
қисығы
мен
абсцис
осімен
шектелген
алаңды
,
магнит
өрісін
жасау
үшін
катушканың
алатын
энергиясын
көрсетеді
.
Кезеңнің
екінші
ширегінде
тоқ
ең
көп
саннан
нөлге
дейін
азаяды
,
магнитті
өріс
энергиясы
қоректену
көзіне
беріледі
.
Бұл
кезде
лездік
қуаты
теріс
үдеріс
қайталанады
.
Сонымен
,
катушка
мен
қорек
көзі
арасында
энергия
ауытқуы
пайда
болады
,
катушкаға
кіретін
активті
қуат
нөлге
тең
.
Тізбектегі
лездік
қуат
амплитудасының
ауытқуын
реактивті
(
индуктивті
)
қуат
деп
атайды
:
. (2.27)
Реактивті
қуаттың
активтіден
өзгеше
өлшем
бірлігі
–
Вар
(
вольт
-
ампер
реактивті
)
2.2.3.
Синусоидалды
тоқ
тізбегіндегі
конденсатор
Конденсатордың
айнымалы
тоқ
тізбегіне
косылуы
тізбектің
үзілуіне
əсер
етпейді
,
конденсатордың
қуат
алуы
мен
ағын
алуы
арқылы
тоқ
тізбекте
қуаттанып
тұрады
, (2.9
а
-
сурет
)
бойынша
кернеу
синус
заңымен
өзгереді
:
. (2.28)
2
/
90
o
i
u
L
X
L
m
L
m
m
I
X
LI
U
I
X
LI
U
L
)
90
sin(
)
sin(
o
t
t
I
U
ui
p
m
m
t
UI
t
t
UI
2
sin
cos
sin
2
L
L
X
I
UI
Q
2
t
U
u
m
sin
81
Онда
(2.29)
2.9-
сурет
(2.29)
формула
бұрышқа
салынған
кернеуден
тоқтың
озатынын
көрсетеді
. (2.9
б
,
в
-
сурет
)
Тоқтың
нөль
шамасы
кернеудің
ең
үлкен
шамасына
сəйкес
келеді
.
Физикалық
тұрғыдан
айтқанда
,
электр
заряды
мен
кернеу
ең
үлкен
шамасына
жеткенде
,
тоқ
нөлге
тең
болады
.
Тоқтың
фазалык
ығысуы
,
кернеу
мен
тоқтың
бастапқы
фазаларының
айырмашылығын
көрсетеді
:
. (2.30)
Сонымен
катушкасы
бар
тізбектен
ерекшелігі
φ
=
км
,
конденсаторы
бар
тізбектің
фазасының
жылжу
бұрышы
теріс
.
(2.29)
формулада
,
тоқ
пен
кернеу
амплитудалары
Ом
заңымен
байланысты
:
t
CU
dt
du
C
dt
dq
i
m
cos
.
2
sin
2
sin
1
t
I
t
C
U
m
m
2
2
/
i
u
2
82
(2.31)
Бұнда
-
сыйымдылық
кедергі
,
Оммен
өлшенеді
.
Конденсаторға
түсетін
лездік
қуат
, (2.32)
Бұрышты
жиілігі
2
синусоидалды
ауытқиды
,
амплитудасы
(2.29
г
-
сурет
).
Қорек
көзінен
түскен
энергия
конденсатордың
электр
өрісінде
уақытша
қамданады
,
содан
кейін
,
электр
өрісі
жоқ
болғанда
,
қайтадан
қайнар
көзіне
қайтып
келеді
.
Бұнда
да
катушкалы
тізбектегідей
,
қайнар
көзі
мен
конденсатор
арасында
энергия
ауытқыйды
,
активті
қуат
P
= 0.
Конденсаторы
бар
тізбек
қуаты
амплитудасының
ауытқуын
реактивті
(
сыйымдылық
)
қуат
деп
аталады
.
,
Вар
. (2.33)
2.3.
Синусоидалды
тоқ
тізбегін
векторлы
диаграмма
арқылы
талдау
Синусоидалды
ЭҚК
қөрсететін
біріктірілген
,
бір
жиіліктегі
кернеу
мен
тоқ
,
бір
-
біріне
қарасты
бағдарын
сақтап
жазықтықта
көрсетілген
векторлар
,
векторлы
диаграмма
деп
аталады
.
Векторлы
диаграмма
,
синусоидалды
тоқ
тізбегінің
жұмыс
режімін
талдауда
кеңінен
қолданылады
,
тізбек
есебін
жеңіл
жəне
көрнекті
жасайды
.
2.3.1.
Достарыңызбен бөлісу: |