Bolalar uchun antipiretiklar pediatr tomonidan belgilanadi. Biroq, bolaga dori darhol berilishi kerak bo'lgan isitma uchun favqulodda yordam ko'rsatish hollari mavjud. Keyin ota-onalar mas'uliyat olib, antipiretik preparatlarni qo'llashadi. Chaqaloqlarga nima berish mumkin? Qanday qilib kattaroq bolalardagi haroratni pasaytira olasiz? Qaysi dorilar eng xavfsiz?
Rossiya Federatsiyasi Ta'lim bo'yicha federal agentligi
Kurchatov filiali
Kursk Davlat Politexnika kolleji
"Elektrotexnika" fanidan
mavzusi bo'yicha: "AC elektr inshootlari"
Bajarilgan ishlar:
Aseev Eugene Sergeevich
2-kurs talabasi
"Atom elektr stantsiyalari va qurilmalari"
Belgilangan: Gorlov AN
Kurchatov
Kirish
Argumentlar emfni olish printsipi. Oqim va kuchlanishning samarali qiymati
Vektorli diagramma usuli
Faol qarshiligi va indüktanslı AC davri
Turli xil yuklangan AC simini
Faol qarshilik, indüktans va kapasitans o'z ichiga olgan ketma-ket o'chirish
Chastotalar va oqimlarning rezonansi
Supero'tkazuvchilar va elektr o'tkazgichlari hisoblagichlari
Kirish
XIX asr oxiriga qadar faqat bevosita oqim manbalari - kimyoviy elementlar va generatorlar ishlatilgan. Bu uzoq masofalarga elektr energiyasini uzatish imkoniyatini chekladi. Ma'lumki, elektr uzatish tarmoqlarida yo'qotishlarni kamaytirish uchun siz juda yuqori kuchlanishni ishlatishingiz kerak. Biroq, doimiy oqim generatoridan etarlicha yuqori kuchlanishga ega bo'lish deyarli mumkin emas. Uzoq masofalarga elektr energiyasini uzatish muammosi faqat alternativ oqim va transformatorlardan foydalangan holda hal qilindi.
1. O'zgaruvchan emfni olish printsipi
Alternativ oqim sobit bo'lgan bir necha afzalliklarga ega: alternator barqaror oqim generatoriga qaraganda ancha arzon va arzon; o'zgaruvchan tokni qayta ishlash mumkin; o'zgaruvchan tok osongina doimiy ravishda aylanadi; AC dvigatellari DC vositalariga qaraganda ancha arzon va arzon.
Asos sifatida, o'zgaruvchan oqim vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadigan har qanday oqim deb ataladi, ammo texnologiyada bu o'zgaruvchan oqim alternativ oqim deb ataladi, u vaqti-vaqti bilan har ikkala miqdor va yo'nalishni ham o'zgartiradi. Bundan tashqari, T davrida bunday oqim kuchining o'rtacha qiymati nol bo'ladi. Muntazam o'zgaruvchan oqim chaqiradi, chunki vaqt oralig'ida T ning fizik miqdori xarakterlanadi, bir xil qadriyatlarga ega.
Elektr muhandislik sohasida eng keng tarqalgan bo'lib, sinusoidal muqobil oqimdir, ya'ni. qiymati boshqa davriy oqimlarga nisbatan bir qator afzalliklarga ega sinin (yoki kosinus) qonuniga muvofiq o'zgaradi.
Sanoat chastotasining alternativ oqimi alternativ oqim generatorlar (uch fazali sinxron generatorlar) orqali elektr stantsiyalarda olinadi. Bu juda murakkab elektr mashinalar bo'lib, biz faqat ularning harakatlarining jismoniy asoslarini ko'rib chiqamiz, ya'ni. o'zgaruvchan tokni olish g'oyasi.
Bir sobit magnitning yagona magnit maydonida S maydoni bo'lgan ramka burchak tezlikda ω bilan teng ravishda aylanadi (1-rasm).
Kadr ichidagi magnit oqim quyidagicha bo'ladi:
Φ = BS cosa (1.1)
bu erda a - odatdagi n va nuktani magnit indüksiya vektorining burchagi bo'lgan burchakdir. ō = a / t kvadrat tenglamaga aylantirilgandan buyon burchakka a = ō t ga muvofiq formulalar (1.1) quyidagi shaklni oladi:
PH = BScosōt (1.2)
O'zini kesib o'tgan magnit oqimi har doim o'zgarib turgandan buyon elektromagnit induksiya qonuni indüksiya E ning EMFga sabab bo'ladi:
E = -dF / dt = BSōsinōt = E0sinōt (1.3)
bu erda E0 = BSō sinusoidal emfning amplitudasidir. Shunday qilib, ramka ichida sinusoidal EMF paydo bo'ladi va agar kvadrat yukga yopiq bo'lsa, kontaktlarning zanglashiga olib boruvchi sinusoidal oqim oqishi mumkin.
Sinüs yoki kosinüs belgisi ostida ōt = 2tt / T = 2pft miqdori, bu vazifalar bilan tasvirlangan salınımların fazı deb nomlanadi. Faz, har qanday vaqtda t qiymatini belgilaydi. Faz gradus yoki radyan bilan o'lchanadi.
EMFdagi bitta to'liq o'zgarishning T vaqti (bir marta inqilobning bu davri) EMF davri deb nomlanadi. Vaqt bilan EMF o'zgarishi vaqt diagramasida tasvirlangan bo'lishi mumkin (2-rasm).
Davrning teskari tomoniga f = 1 / T chastotasi deyiladi. Vaqt soniyadan keyin aniqlangan bo'lsa, AC chastotasi Xertzda o'lchanadi. Ko'pgina mamlakatlarda, shu jumladan Rossiyada, ishlab chiqarishda AC tezligi 50Hz (AQSh va Yaponiyada 60Hz).
O'zgaruvchan oqimning sanoat chastotasining qiymati texnik va iqtisodiy sabablarga bog'liq. Agar u juda kam bo'lsa, elektr mashinalarining o'lchamlari ortadi va natijada ishlab chiqarish uchun materiallarni iste'mol qiladi; elektr lampalardagi yorug'likning miltillashi seziladi. Juda yuqori chastotalarda elektr mashinalarining va transformatorlarning yadrolaridagi energiya yo'qolishi ortadi. Shuning uchun eng maqbul chastotalar 50-60 edi. Biroq, ayrim hollarda, alternativ oqimlari ham yuqori, ham past chastotada ishlatiladi. Misol uchun, samolyotda 400 Hz chastota ishlatiladi. Ushbu chastotada transformatorlar va elektr motorlarining o'lchamlari va og'irligini sezilarli darajada kamaytirish mumkin, bu samolyotda yo'qotishlarni ko'paytirishdan ko'ra aviatsiya uchun muhimdir. Temir yo'llar 25 Gts chastotali va hatto 16,66 Gts chastotali alternativ oqimdan foydalanadi.
Oqim va kuchlanishning joriy qiymatlari
Muqobil oqimning xususiyatlarini tavsiflash uchun ma'lum bir jismoniy miqdorni tanlash kerak. Ushbu maqsadlar uchun lahzali va amplitudali qiymatlar noqulay va davr mobaynida o'rtacha qiymatlar nol bo'ladi. Shuning uchun oqim va kuchlanishning samarali qiymatlari tushunchasi kiritiladi. Ular oqimning issiqlik harakatlariga asoslanadi, bu uning yo'nalishiga bog'liq emas.
Oqim va kuchlanishning samarali qiymatlari shunday o'zgaruvchan oqimdagi kabi ma'lum bir vaqt oralig'ida ma'lum bir konduktorda ma'lum miqdorda issiqlikni chiqaradigan shunday to'g'ridan-to'g'ri oqimning mos ko'rsatkichlari hisoblanadi. Effektli va amplitudali qiymatlar o'rtasidagi munosabatni topamiz.
Joule-Lenz qonuniga ko'ra, to'g'ridan-to'g'ri oqim T davridagi R doimiy oqimidagi R faol qarshiligi uchun quyidagi issiqlik miqdori chiqariladi:
Shu bilan R rezistentida o'zgaruvchan oqim i uchun infinitesimal vaqt oralig'ida dt:
dQ = i Rdt (1.5)
bu erda joriy i ning bir lahzali qiymati quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:
i = I0sinōt (1.6)
Keyin T davrida o'zgaruvchan oqim tomonidan chiqarilgan issiqlik quyidagicha:
Integral (1.7) quyidagicha hisoblanadi:
Ikkinchi integral nolga teng, chunki u bir davrda davriy funksiyaning ajralmas qismidir. (1.4) va (1.8) ta'rifiga ko'ra tenglashtiramiz:
Shunday qilib, o'zgaruvchan tokning samarali qiymati uning amplituda qiymatidan 2 baravar kichikroq. Xuddi shunday, samarali kuchlanish va EMF qiymatlari hisoblanadi:
U = U0 / √2; E = E0 / √2 (1.10)
Joriy qiymatlar indekssiz katta harfli harflar bilan ko'rsatiladi.
Vektorli diagrammalar usuli
Vektorli diagrammalar usuli - ya'ni trigonometrik funksiyalar bilan emas, vektorlar tomonidan o'zgaruvchan tokni tavsiflovchi miqdorlarning tasviri juda qulay.
Muqobil o'zgaruvchan oqim, ikkita skalar miqdori - amplituda va faza bilan ajralib turadi. Shuning uchun, muqobil oqimning matematik ta'rifi uchun matematik ob'ekt talab etiladi, shuningdek, ikkita skalar miqdori bilan ajralib turadi. Ikkita matematik ob'ekt mavjud: tekislikda vektor va murakkab son. Elektr konlari nazariyasida ikkalasi ham alternativ oqimlarni tasvirlash uchun ishlatiladi.
AC vektor orqali elektr davri tasvirlab kimning uzunligi joriy yoki kuchlanish kattaligi teng qutb koordinatalarini tekisligi bir vektor, bilan bog'liq har bir kuchlanish va oqim jadvallarini, va qutb burchagi tegishli davr hisoblanadi. AC fazasi vaqtga bog'liq ekan, barcha vektorlar muqobil oqim chastotasida soat sohasi farqli o'laroq aylanadi deb taxmin qilinadi. Vektorli diagramma belgilangan vaqt uchun yaratilgan.
Batafsilroq, vektorli diagrammalarning qurilishi va ishlatilishi muayyan davrlarning namunalari bo'yicha quyida tasvirlanadi.
3. Faol qarshiligi va indüktanslı AC sxemasi
Faol qarshilikka (qarshilik) sinusoidal voltajning qo'llanishi uchun elektronni (3-rasm) ko'rib chiqing:
U (t) = U0sin ōt (1.11)
Keyin, Ohm qonuniga binoan, davrdagi oqim quyidagicha bo'ladi:
I (t) = U (t) / R = U0sin ōt / R = I0 sin ōt (1.12)
Biz oqim va voltaj faza ichida ekanligini ko'rishimiz mumkin. Ushbu zanjirning vektor diagrammasi shakl 4da ko'rsatilgan:
Qarshilik bilan o'zgaruvchan oqim davridagi quvvatning vaqt bilan qanday o'zgarishini bilib olaylik. Oniy kuch kuchlanish va kuchlanish momentlarining qiymatiga teng:
p (t) = i (t) U (t) = I0 U0 gunoh ωt = I0 U0 (1- cos2 ωt) / 2 (1.13)
Ushbu formuladan biz darhol kuchning har doim ijobiyligini va ikki barobar ko'p chastotali pulsatsiyani ko'rayapmiz (5-rasm):
Bu esa, elektr energiyasining elektr oqimining yo'nalishidan qat'i nazar, qaytarilmasdan issiqlikka aylantirilganligini anglatadi.
Davr uchun o'rtacha quvvatni hisoblang:
PSR = 1 / T ∫ p (t) dt = I0U0 / 2T ∫ dt - I0U0 / 2T ∫ cos2ωt dt = (I0U0 / 2T) ∙ t = IU = I R
chunki ikkinchi integral davriy davriy funksiyaning ajralmas qismi sifatida nol bo'ladi.
Ko'rib turganimizdek, rezistorli bir tumanda barcha elektr energiyasi qaytarilmasdan issiqlik energiyasiga aylanadi. Elektr energiyasining boshqa energiya shakllariga (nafaqat issiqlik energiyasiga) aylanishi mumkin bo'lgan zanjirning elementlari faol qarshilik deb ataladi. Shuning uchun rezistor faol qarshilik.
faol qarshilik ega, bu erda, indüktör L, tutashuv (rasm 6.) ko'rib chiqaylik (R = 0) sinusoidal kuchlanish qo'llaniladi (1.11)
Bobida chiqadigan muqobil oqim bu erda o'z-o'zidan paydo bo'ladigan elektrokimyoviy modda EMF hosil qiladi. Keyinchalik, Kirchhoffning ikkinchi qoida bo'yicha biz quyidagilarni yozishimiz mumkin:
U + EL = 0 (1.15)
Faradayning qonuniga ko'ra, o'zo'zini inobatga olishning EMF quyidagicha:
eL = -LdI / dt (1.16)
(1.16) ga (1.15) o'rnini bosishimiz quyidagicha:
dI / dt = - eL / L = U / L = U0 sin ōt / L (1.17)
Ushbu tenglamani birlashtiramiz:
Men = - U0cos ωt / ω L + const = U0sin (ωt - π / 2) / ωL + const (1.18)
qaerda const integratsiya sobitdir, bu esa kontaktlarning zanglashiga olib doimiy oqimga ega ekanligini ko'rsatadi. To'g'ridan to'g'ri oqim bo'lmasa, u nol bo'ladi. To'g'ridan to'g'ri oqim bo'lmasa, u nol bo'ladi. Nihoyat bizda:
I = I0 sin (ōt - p / 2) (1.19)
qaerda I0 = U0 / ōL. Har ikki tomonni √2 ga bo'lish orqali biz quyidagilarni olamiz:
I = U / ōL = U / XL (1.20)
Bu munosabatlar (1.20) ideal indüktanslı bir zanjir uchun Ohm qonunidir va XL = ωL miqdori endüktif qarshilik deyiladi.
Formuladan (1.19) biz ko'rib chiqilgan davrda oqim kuchlanish kuchlanishining p / 2 ga tenglashib ketishini ko'rayapmiz. Ushbu zanjirning vektor diagrammasi shakl 7da ko'rsatilgan.
To'g'ri induktiv qarshilik bilan elektron tomonidan iste'mol qilingan quvvatni hisoblang.
Oniy kuch:
p (t) = I0 U0 sin ōt (ōt - p / 2) = - I0 U0 sin2 ōt / 2 (1.21)
Sinüs qonuniga ko'ra, ikki barobar tez-tez o'zgarib borayotganini ko'ramiz (8-rasm).
Ijobiy quvvat qiymatlari kangalning energiya iste'moliga va salbiy qadriyatlarga mos keladi - saqlangan energiyani manbaga qaytarish.
Har bir davr uchun o'rtacha quvvat:
PSR = 1 / T ∫ p (t) dt = (- I0 U0 / 2T) ∫ sin2 ωt dt = 0 (1,22)
Quvvat endüktansı bo'lgan o'chirib tüketmediğini ko'rib turibmiz - bu faqat reaktif yuk.
5. Turli yuklarni o'z ichiga olgan AC simini
Aktiv induktiv yuk bilan AC simini
Agar muqobil oqim indikatori L dan oqib chiqadigan va faol qarshilik R ga ega bo'lgan elektr simini (9-rasm) ko'rib chiqing:
I = I0 sin ōt (1.23)
Elektrga tatbiq etilgan kuchlanish induktorda va rezistorda kuchlanish pasayishining vektor summasiga teng:
U = UL + UR (1.24)
Yuqorida ko'rsatilgandek, rezistor bo'ylab kuchlanish oqim bilan bir xil bo'ladi:
UR = U0R sin ōt (1.25)
va indüktans ustidagi kuchlanish minus belgisi bilan o'zboshimchalik bilan EMFga teng (ikkinchi Kirchhoff qoidasiga muvofiq):
UL = L (dI / dt) = I0 ōLcos ōt = U0Lsin (ōt + p / 2) (1.26)
qaerda U0L = I0 ōL (1.27)
İndüktordagi kuchlanish oqimni p / 2 ga tenglashtiradi. Muqobil oqimning samarali qiymatlariga o'tish (I = I0 / √2, U = U0 / √2), biz quyidagilarni olamiz:
I = UL / XL (1.28)
Bu ideal indüktanslı bir davr uchun Ohm qonuni (ya'ni, faol qarshilikka ega emas) va XL = ōL endüktif qarshilik deyiladi. I, UR va U vektorlarini qurish va (1.24) formulasidan foydalanib, biz vektor U.
U = √ UR + UL = √ I R + I (ōL) = I√ R + (ōL) = IZ (1.29)
qaerda
Z = √ R + (ōL) (1.30)
Oqim va voltaj oralig'idagi o'zgarishlar sxemasi, shuningdek, vektor diagrammasidan aniqlanadi:
tg f = UL / UR = ōL / R (1.31)
Ushbu davrda oqim va kuchlanish o'rtasidagi o'zgarishlar burchagi R va L qiymatlariga bog'liq va 0 dan p / 2gacha o'zgaradi.
Endi faol induktiv yuk bilan kontaktlarning zanglashishi kuchini vaqt bilan qanday o'zgarishini ko'rib chiqing. Oqim va kuchlanishning ani qiymatlari quyidagicha ifodalanishi mumkin:
U (t) = U0 sin ōt (1.32)
I (t) = I0 sin (ōt - φ)
(I0 U0 / 2) = (I0 U0 / 2) (1-cos2ōt) cosφ - (I0 U0 / 2) (I0 U0 / 2) 2) sin2o't sin ph (1.33)
Oniy kuchning qiymati ikki komponentga ega: birinchi muddat faol, ikkinchisi reaktiv (indüktif). Shuning uchun har bir davr uchun o'rtacha quvvat nolga teng emas:
Cosph ∫dt - (I0 U0 / 2T) cosφ ∫ cos2ōt dt - 1 / T ∫ pdt = (I0 U0 / 2T)
- (I0 U0 / 2T) sin f ∫ sin2ōt dt = (I0 U0 / 2) cosφ (1.34)
Kapasitansli AC davri
Elektr devorini ko'rib chiqaylik, unda muqobil kuchlanish (1.11) C quvvati (11-rasm) qo'llaniladi. Kapasitans bilan kontaktlarning zanglashiga olib kelgan oqimining ani qiymati kondansatördeki plakalarda zaryad tezligiga teng:
I = dq / dt (1.35)
lekin, chunki q = CU, keyin
I = C (dU / dt) = ōCU0 cos ōt = I0 sin (ōt + p / 2) (1.36)
ōCU0 = I0 (1.37)
Ushbu kontaktlarning zanglashiga ko'ra, oqim kuchlanish kuchlanishning p / 2 ga teng. Formulada (1.37) o'zgaruvchan tokning samarali qiymatlariga (I = I0 / √2, U = U0 / √2) o'tishda biz quyidagilarni qo'lga kiritamiz:
I0 = U / Xc (1.38)
Bu Ohm qonuni, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan AC sxemasi va kattaligi
Xc = 1 / ōC kapasitiv qarshilik deb ataladi. Ushbu zanjirning vektor diagrammasi sek. 12.
Kapasitansı o'z ichiga olgan o'chirib, oniy va o'rtacha kuch topamiz. Oniy kuch:
p (t) = i (t) u (t) = I0U0 sin (ōt + p / 2) sin ōt = IUsin2 ōt (1.39)
Bir lahzali quvvat ikki barobar tezligi bilan o'zgaradi (13-rasm). Bu holda, ijobiy quvvat qiymatlari kondansatör zaryadiga mos keladi va salbiy qiymatlar zaryadga va saqlangan energiyani manbaga qaytarishga mos keladi. Bu davrda o'rtacha quvvat nolga teng
Pcr = 1 / T ∫ p (t) dt = IU / T ∫ sin2 ōt dt = 0 (1.40)
chunki kondansatkich bilan o'chirishda faol quvvat iste'mol qilinmaydi, lekin elektr energiyasi kondansatör va manba o'rtasida almashiladi.
Faol-quvvatli yuk bilan AC simini
Kapasitansa ega bo'lgan haqiqiy AC uzluksiz har doim faol qarshilik - simlarning qarshiligi, kondansatkichdagi faol yo'qotishlar va hk. Bir qator bog'liq kondansatör C'dan va faol qarshilik R dan iborat bo'lgan real kontaktni ko'rib chiqing (14-rasm). Ushbu davrda joriy I = I0 sin ōt oqadi.
Kirchhoffning ikkinchi qoida bo'yicha qarshilik qarshiligidagi va qopqoqdagi kuchlanishlarning yig'indisi ishlatilgan voltajga teng:
U = UR + UC (1.41)
Rezistor bo'ylab kuchlanish joriy oqim bilan bir xil bo'ladi:
UR = U0R sin ōt (1.42)
va kondansatördeki voltaj akımdan kechiradi:
UC = U0C sin (ōt - p / 2) (1.43)
I, UR va UC vektorlarini qurish va (1.41) formulasidan foydalanib, biz vektorni topamiz. Ushbu elektron uchun vektor diagrammasi shakl 15da ko'rsatilgan.
Vektorli diagrammadan ko'rish mumkinki, U vektorining moduli
U = √ UR + UC = √ I R + I (1 / ōC) = I √ R + (1 / ōC) = IZ1 (1.44)
qaerda
Z1 = √ R + (1 / ōC) (1.45)
bu devordagi impedans deb ataladi.
Muayyan davrda oqim va kuchlanish oralig'i o'rtasidagi o'zgarishlar sxemasi ham vektor diagrammasidan aniqlanadi:
tg = UC / UR = (1 / ōC) / R (1.46)
Ko'rib chiqilgan davrda oqim va voltaj oralig'idagi o'zgarishlar o'zgarishining burchagi R va C qiymatlariga bog'liq va 0 dan p / 2gacha o'zgaradi.
Keling, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan yuki bilan o'chirib qo'yilgan kuchning vaqt bilan qanday o'zgarishini ko'rib chiqaylik. Oqim va kuchlanishning ani qiymatlari quyidagicha ifodalanishi mumkin:
U (t) = U0 sin ōt
I (t) = I0 sin (ōt + φ) (1.47)
Keyin bir lahza kuch qiymati:
gunoh ωt p (t) = I (t) U (t) = I0 U0 gunoh (ωt + φ) = (I0 U0 / 2) = = (I0 U0 / 2) (1- cos2ωt) cosφ + (I0 U0 / 2) sin2o't sin ph (1.48)
Oniy kuchning qiymati ikki komponentga ega: birinchi muddat faol, ikkinchisi reaktiv (sig'imli). Shuning uchun har bir davr uchun o'rtacha quvvat nolga teng emas:
PSR = 1 / T ∫ PDT = I0U0 / 2T cosφ ∫ dt - I0U0 / 2T cosφ ∫ cos2 ωtdt + I0U0 / 2T ∙
sin ph ∫ sin2ōt dt = I0U0 / 2T cosφ (1.49)
va faol kuch. Ushbu quvvatga mos keladigan elektr energiyasi faol R qarshiligiga issiqlikka aylanadi.
6. Faol qarshilik, indüktans va sig'imlarni o'z ichiga olgan ketma-ket o'chirish
Endi indüktans, sig'im va qarshilikni o'z ichiga olgan muqobil oqim konturini ko'rib chiqing (16-rasm).
Elektrga tatbiq etilgan kuchlanish indüktordagi, kondansatkich va qarshilik chastotasidagi kuchlanish pasayishlarining vektor summasiga teng:
U = UL + UC + UR (1.50)
qarshilik bo'ylab kuchlanish joriy bilan bosqichida bo'lgan, lasan bo'ylab kuchlanish π / 2 bosqich joriy keladi, va π / 2 joriy bosqichi qolmoqda kapasitansla ustida kuchlanish. Ushbu kuchlanishlarni quyidagicha yozishingiz mumkin:
UR = U0R sin ōt = I0R sin ōt
UL = U0Lsin (ōt + p / 2) = I0 ōL (ōt + p / 2) (1.51)
UC = U0C sin (ōt - p / 2) = (I0 / ōC) sin (ōt - p / 2)
Ushbu vektorlarning amplitudalari va fazalarini bilganimiz uchun biz vektor diagrammasini tuzamiz va U vektorini topamiz (17-rasm)
Olingan vektor diagrammasidan biz kuchlanish U ga vektorning modulini va oqim va kuchlanish o'rtasida o'zgarishlar o'tkazilishini topamiz:
U = √ UR + (UL - UC) = I √ R + (ōL - 1 / ōC) = IZ (1.52)
Z = √ R + (ōL-1 / ōC) (1.53)
bu devordagi impedans deb ataladi. Diagrammada oqim va kuchlanish o'rtasidagi o'zgarishlar o'zgarishining tenglama bilan aniqlanadi:
tg φ = (ul - UC) / UR = (ōL - 1 / ōC) / R (1.54)
diagramma qurish natijasida biz kimning hipotenüs Bu holda qo'llaniladigan kuchlanish U. teng, kuchlanish va oqim vektor orasidagi o'zgarishlar farqi ul, uch va Ur bilan belgilanadi stress uchburchak bor. UL\u003e UC (17-rasm) uchun, burchakka ph musbat va yuk endüktifdir. UL bilan< UC угол φ отрицателен и нагрузка имеет емкостный характер (рис. 18, а). А при
UL = UC burchagi ph nol va yuk butunlay faol (18-rasm, b).
tutashuv joriy qiymati bo'yicha uchburchak (Fig. 17) kuchlanish yon bulish, biz qarshilik uchburchakni (Fig. 19a), olish, bu erda R ─ qarshilik, Z ─ empedansına va x = xL-XC ─ reaktans. Bundan tashqari,
R = Zcosf; x = Zsinf (1.55)
Voltaj uchburchagi tomonlarini devordagi oqim qiymatiga qarab ko'paytiramiz, kuchlar uchburchagini qo'lga kiritamiz (19-rasm, b). Bu erda S umumiy kuch, Q reaktiv kuch va R faol kuch. Quvvat uchburchagi quyidagilardan iborat:
S = IU = √P + Q; Q = Ssin ph; P = S cos ph = IU cos ph (1.56)
Reaktiv kuch Q har doim manba va iste'molchi o'rtasida elektr energiyasi almashinuvi bilan bog'liq. Vt-amper reaktivida (VAR) o'lchanadi.
Jami quvvat S ham faol, ham reaktiv tarkibiy qismlarni o'z ichiga oladi - bu elektr manbaidan iste'mol qilinadigan quvvat. P = 0 da, jami kuchning reaktivligi va Q = 0 da faol bo'ladi. Natijada, jami quvvatning tarkibiy qismlari yukning tabiati bilan belgilanadi. Jami quvvat volt-amperlarda (VA) o'lchanadi. Ushbu qiymat AC asboblar plitasida ko'rsatilgan.
R energetik quvvati boshqa energiya turlari - issiqlik, mexanik ish va boshqalarga aylantirilishi mumkin bo'lgan elektr energiyasi bilan bog'liq. U Watts (Watts) da o'lchanadi. Faol quvvat oqim, kuchlanish va cos f ga bog'liq. Burchakka ko'ra, p koordinatalari kuchayib boradi, cos ph va kuch R kamayadi va burchakka p kamayadi, faol quvvat R oshadi. Shunday qilib, cos f umumiy energiyaning nazariy jihatdan boshqa turdagi energiyaga aylanishi mumkinligini ko'rsatadi. cos ph kuch omili deb ataladi.
Elektr energiyasi manbalari tomonidan ishlab chiqariladigan elektr energiyasini yanada oqilona ishlatish uchun, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektron cos birligiga yaqinligini ta'minlashga harakat qiling. Amalda, korxona miqyosida bunga erishish juda qiyin va cos = 0.9-0.95 yaxshi ko'rsatkich.
Cos f ning past qiymatlarida, o'tkazgichning isishi vaqtida qo'shimcha yo'qotishlar yuzaga keladi.
Xuddi shu faol kuch bir xil voltajda ikkita teng yuklarga cos φ0 = 1 va cos φ1<1. Тогда
I0U cos ô0 = I1U cos φ1 (1.57)
I1 = I0 / cos f1 (1.58)
Simlarni isitish uchun sarflanadigan quvvatdir
P1 = I1 R = I0 R / cos f1 (1.59)
ya'ni simlarning issiqlik yo'qotilishi kuch omili kvadratiga teskari proportsionaldir. simlarda reaktiv quvvat qo'shimcha reaktiv tok yaratadi, chunki simlar isitish kuni yo'qotishlar toki Kvadrat mutanosib esa Shunday qilib, bo'lishi kerak. Shuning uchun cos ph ning oshishi katta amaliy ahamiyatga ega.
Chastotalar va oqimlarning rezonansi
Rezonans rezonansi
UL va uch o'zaro 180 tomonidan bosqichida o`zgaradi İndüktans va imkoniyatlar haqida kuchlanish kattaligi teng bo'lsa, ular bir-biridan butunlay bekor qiladi (shakl. 18b). Elektrga tatbiq etilgan kuchlanish faol qarshilikdagi kuchlanish bilan tengdir va oqim oqimi voltaj bilan o'zgarib turadi. Bu ish stress rezonansi deb ataladi.
aks sado holati indüktivite va sig'im tenglik yoki kirish va kapasitif qarshilik zanjiri bo'ylab bir kuchlanish teng kuchlanish qiymatlari hisoblanadi:
xL = xC yoki ōL = 1 / ōC (1.60)
Chastotani rezonanslashganda, oqim oqimi
I = U / √R + 0 = U / R (1.61)
ya'ni, bu holatda kontaktlarning zanglashiga olib borishi mumkin bo'lgan eng kichik qarshilikka ega, chunki u faqat faol qarshilik R yoqilgandek, davrdagi oqim maksimal qiymatga etadi.
Reaktiv rezistentliklarda kuchlanish rezonansida xL va xC kontaktlarning zanglashiga nisbatan qo'llaniladigan kuchlanishdan ancha yuqori bo'lishi mumkin. Qo'llaniladigan kuchlanishning indüktans (yoki sig'im) ustiga kuchlanish nisbati olinsa, biz olamiz
U / UL = IZ / I xL = Z / xL yoki UL = U xL / R (1.62)
ya'ni indüktordagi kuchlanish xL / R marta qo'llaniladigan kuchlanishdan kattaroq bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, devordagi ayrim uchastkalarda chastotalar rezonansida rezistorlar ushbu devorga kiritilgan qurilmalarni izolyatsiya qilish uchun xavfli bo'lgan shtammlar paydo bo'lishi mumkin. Cho'kindi rezonans holatlariga nisbatan vektor diagrammasi. 18 b.
Agar faol qarshilik, indüktans va kapasitans o'z ichiga olgan ketma-ket kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bo'lsa, kontaktlarning elektron elementlaridan biri (masalan, sig'im) doimiy o'zgaruvchan voltajda o'zgaradi, u holda oqimning oqimini tavsiflovchi ko'p miqdor o'zgaradi. Hozirgi, kuchlanish o'zgarishining rezonans deb nomlanganligini ko'rsatadigan egri chiziqlar. Kapasitans o'zgarishi bilan rezonans egri shakl 20 ga binoan keltirilgan.
Rezonans oqimlari
Barcha elektron elementlarning oqimi bir xil bo'lgan parallel davrlarda parallel parchalar bo'yicha qo'llaniladigan kuchlanish bir xil bo'lgan navbatdagi AC davralari farqli o'laroq.
Induktivadan va faol qarshilikdan iborat bo'lgan quvvatsizlik va tarmoqqa parallel kirib keling (21-rasm).
Har ikkala filial ham xuddi shunday qo'llaniladigan kuchlanishning ostida. Ushbu elektron uchun vektorli diagramani yaratamiz. Asosiy vektor sifatida biz qo'llaniladigan kuchlanish U vektorini tanlaymiz (22-rasm).
Keyinchalik, vektor I1 ning munosabatidan uzoqligini topamiz
I1 = U / z1 = U / √R1 + xL (1.63)
va ushbu vektorni U vektoriga nisbatan formuladan aniqlangan f1 burchagiga qoldiring
tg φ1 = xL / R1 (1.64)
Shu tarzda olingan oqim vektor I1 ikki komponentga ajralib turishi mumkin: faol Ia1 = I1 cos f1 va reaktiv Ip1 = I1 sin ph1 (22-rasm).
Mavjud vektor I2 ning kattaligi munosabatdan topiladi
I2 = U / xC = U / (1 / ōC) = ōCU (1.65)
va biz ushbu vektorni qo'llanilgan kuchlanish vektoriga nisbatan 90 graduslik burchak ostida o'giramiz.
Jami oqim I I1 va I2 oqimlarining geometrik summasiga yoki reaktiv Ip1-I2 = IL-IC oqimining geometrik summasiga va Ia1 faol oqimiga tengdir. I vektorning uzunligi
I = √ (IL-IC) + (Ia1) (1.66)
I umumiy oqim I va qo'llaniladigan kuchlanish U o'rtasidagi o'zgarishlar siljishi aloqadan aniqlanishi mumkin
tgf = (IL-IC) / Ia1 (1.67)
Vektorli diagrammadan umumiy oqim vektorining uzunligi va joylashuvi reaktiv oqimlar IL va IC o'rtasidagi munosabatlarga bog'liqligini ko'rish mumkin. Ayniqsa, IL\u003e IC bilan umumiy oqim, IL bilan birga qo'llaniladigan voltajdan o'zgarishlar bosqichida< IC ─ опережает его, а при IL = IC ─ совпадает с ним по фазе. Последний случай (IL = IC) называется резонансом токов. При резонансе токов общий ток равен активной составляющей тока в цепи, то есть происходящие в цепи процессы таковы, как будто в ней содержится только активное сопротивление (в этом случае φ = 0 и cos φ = 1). При резонансе общий ток в цепи принимает минимальное значение и становится чисто активным, тогда как реактивные токи в ветвях не равны нулю и противоположны по фазе.
Shakl 21da ko'rsatilgan parallel davrda, quvvatni doimiy qo'llaniladigan kuchlanish bilan almashtirish uchun, kontaktlarning zanglashiga oid oqimni ifodalovchi ko'p miqdor o'zgaradi. Amaldagi o'zgarishlarning, elektronlar qismidagi kuchlanishlarning va oqim va kuchlanish o'rtasidagi o'zgarishlar o'zgarishini aks ettiruvchi rezonanslar deyiladi.
§4.1. Muqobil oqim, sotib olish, parametrlar.
Argumentlar davriy oqim deb ataladi, qadriyatlar ma'lum davr oralig'idan keyin takrorlanadi, davr deb ataladi. To'liq salınımın muddati (T, soniya).
4.4-rasm. Alternatorning modeli.
Fig.4-2. Sinus to'lqinlari uchastkasi.
Magnit maydonlarining manbalari shoxlari o'rtasida silindrli rotor (aylanuvchi qism) bo'lgan doimiy magnit NS hisoblanadi. Rotor, quduq oqimlarida yo'qotishlarni kamaytirish uchun, bir-biridan lak-kino plyonkasi bilan yasalgan alohida plyonkali elektr plyonkalardan olinadi. O'qlar va rotor o'rtasidagi havo oralig'ida magnit indüksiyon sinüs qonuniga ko'ra o'zgarib turadi.
,
bu erda a - rotorda joylashgan bobin tekisligi va neytral tekislik OO ning orasidagi burchak. Rotor burchak tezlik bilan qaytib kelganida, elektromagnit indüksiyon hodisasiga ko'ra, sariq burilishning har bir faol tomonida (V navbatining soni), EMF indüklenir. Keyinchalik, bu bobinning uchida joylashgan EMF teng bo'ladi
e i - bobin sargının bir faol tomonida indüklenen EMF; 2 - bir martalik faol partiyalar soni; V - navbatning soni; ōt = a. Bu erda.
Buning natijasida (1), generatorning bunday modelini yaratishda, rotorga o'rnatiladigan sariqlikdagi EMF sinus qonuniga ko'ra farq qiladi. Sizga shunday yuk yuklagichiga ulanish uchun siz:
1. o'rashning uchlari kontaktli halqa bilan bog'langan;
2. Cho'tkalarni kontakt qopqog'iga ulang, shu bilan EMFni olib tashlaymiz va yukni ulashimiz kerak.
AC parametrlari.
2. Dvigatel chastotasi - sekundda umumiy tebranishlarning soni.
O'lchov birligi - Hz = 1 / s.
3. I, kuchlanish u, emf e ning bir lahzali qiymati bu qiymatlarning tasodifiy bir vaqtida, masalan, vaqt t, joriy i ning bir lahzali qiymati (grafikaga qarang).
4. Hozirgi I maksimalining maksimal qiymati, U maxsimumli kuchlanish, emf E max maksimal moment hisoblanadi.
5. Haqiqiy qiymat o'lchash asboblari orqali AC davrlarida aniqlangan oqim qiymatidir.
Bu erda U, E va men samarali qadriyatlarmiz.
6. Davr uchun o'rtacha qiymat. Chunki, davrning yarmi davomida oqim bir yo'nalishda oqadi va boshqa yarmida bir xil miqdorda elektr oqimi oqimga to'g'ri keladi, shuning uchun joriy davr mobaynida o'rtacha qiymat 0 ga teng.
§ 4.2. Muqobil oqim fazasi. O'zgarishlar.
Ikkita bir xil aylana 1 va 2-gachasi generatorning zanjirida o'rnatiladi va shakl 4-3 da ko'rsatilgandek, bo'shliqda φ burchagi bilan o'ralgan. Armatura qaytsa, aynan bir magnit maydonda aylanish tezligi bilan aylanadi, chunki aynan shu chastota ω va 4-rasmda bir xil chastota indüksiyonu EMF va E maxsimum bo'ladi.
O'tkazmalarning pozitsiyasi t = 0 ga o'rnatilishi mumkin bo'lgan o'zboshimchalik bilan bir vaqt uchun, ps 1 va f 2 gacha anglatadi. Qaytgan samolyotlar OO ning neytral qatlami bilan mos kelmaydi. Vaqt funktsiyasi sifatida oniy EMF qiymatlari quyidagicha ifodalanadi:
Shunday qilib, t = 0 vaqtida, emf nolga teng emas:
; 
.
Elektrda, ps va f 2 burchaklari emf qiymatlarini dastlabki vaqtda belgilaydi va ular deyiladi dastlabki o'zgarishlar burchaklari yoki boshlang'ich bosqichlar.
Vaqt almashinuvi boshlang'ich bosqichlardagi farq bilan belgilanadi va unga chaqiriladi fazali almashinish burchagi yoki o'zgarishlar sxemasi. (4-4-rasm).
§ 4.3. Vektorli diagrammalar.
Turli xil boshlang'ich fazalarni o'z ichiga olgan ikkita sinusoidal miqdordagi toklarni qo'shish, chiqarib olish, mashaqqatli operatsiya hisoblanadi. Shuning uchun sinusoidal miqdorlarni uzunligi muayyan miqdorning samarali qiymatiga teng bo'lgan vektor bilan almashtirilishi va uning neytral tekisligiga nisbatan joylashuvi dastlabki burchak bilan aniqlanadi. Bunday o'zgarish vektor diagrammasi deb ataladi. Vaqt nolga teng bo'lgan bir nechta vektorlar to'plami deyiladi vektor diagrammasi.
4.4-bo'lim. Muqobil oqimning elektr oqimlarining xususiyatlari.
Elektr simlarini o'rganayotganda, elektr tokining magnit maydon bilan uzviy bog'liqligi esda tutilishi kerak. Shunday qilib, elektr pallasida va atrofda oqim mavjud bo'lganda magnit va elektr maydonlari mavjud. Bundan tashqari, elektr davri elektron magnit energiyani termal energiyaga aylantiradi.
Haqiqiy davrda elektr va magnit maydonlar butun eksa bo'yicha taqsimlanadi. Ammo bunday tekis maydonlarni taqsimlash noyob, masalan, energiya uzatish liniyalarida. Odatda, magnit va elektr zanjir zanjir bo'ylab bir tekis taqsimlanadi va magnit maydonlari (induktiv rulon) ba'zi joylarda keskin tarzda ifoda etiladi, ikkinchisida esa elektr (kondansatörler). Elektromagnit energiyani issiqlik energiyasiga (rezistorlarga) aylantirish jarayoni sodir bo'ladigan davriy qismlar ham mavjud. Bu zanjirlar birlashtirilgan parametrlarga ega zanjirlar deb ataladi, siz alohida bo'limlarning xususiyatlarini o'rganishga imkon beradi, keyin butun devorning ishlashini ko'rib chiqing.
§ 4.5. Faol qarshilik bilan AC simini.
u - oniy kuchlanish.
Zanjirning oqimi Ohm qonuni bilan belgilanadi:
bu erda U hozirgi; R - qarshilik. Masalan, akkor chiroq.
Bu kabi kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan kuch, faol deb ataladi
Men oqimning samarali qiymati.
Faol quvvat ostida, taxminan, elektr energiyasini boshqa turdagi energiyaga aylantirish bilan shug'ullanadigan foydali quvvatni taxmin qilish mumkin.
Vektorli diagramma.
Diagrammani chizishda buni eslayman vektorli burchak tezlikni ω bilan soat sohasi farqli ravishda aylantiriladi yoki ular burchak chastotasi bilan teng deb aytadilar
Bu erda U R - faol qarshilikdagi kuchlanishdir
faol qarshilikda, oqim vektori va kuchlanish vektori yo'nalishga to'g'ri keladi.
4.6. Kapasitansli AC davri.
Vaqt oqimi
bu erda X C kontaktlarning sig'imi qarshiligiga tengdir
,
bu erda c - Faradadagi imkoniyatlar, va undan keyin. bu qiymat juda katta va tarmoqlar mF-da sig'imning qadriyatlarga ega bo'lib, ular ko'pincha formuladan foydalanadilar
,
bu erda uF da.
Ushbu davrda, oqim yo'nalishidan qat'i nazar, 0-1,2-3 (o'zgaruvchan toklarning diagrammasiga qarang) bo'limida elektr energiyasi iste'moli mavjud bo'lib, kondansatkich uni plitalar ustiga yig'adi va u elektr maydonidagi energiya shaklida mavjud. Ushbu vaqt oralig'ida, elektronlar iste'molchi sifatida ishlaydi va quvvat qiymatlari "+" belgisi bilan olinadi.
Oqimga kiritilgan kuchlanish 1 - 2, 3 - 4 maydonlari bilan ifodalangan bo'lsa, tarmoqdagi saqlanadigan elektr quvvati tarmoqqa qaytariladi, elektron bir generator kabi harakat qiladi va quvvat qiymati "-" belgisi bilan olinadi. Shuning uchun bunday o'chirgich orqali iste'mol qilingan faol quvvat 0 ga teng. Devren tomonidan iste'mol qilinadigan quvvatning eng yuqori qiymati deyiladi reaktiv quvvat va aniqlanadi
[Var] - volt amper reaktiv.
Vektorli diagramma.
Bu erda U S - qopqoq qarshiligi bo'yicha kuchlanishdir
Vektorli diagrammadan ko'rish mumkin oqim vektori voltaj burchagini oldindan ³ = 90 ° burchagi bilan amalga oshiriladi. Bunday holda, aytaylik, ph = 90 ° etakchilik qiladi, ya'ni. oqim vektori 90 ° burchagi bilan kuchlanish vektoridan oldinda.
§ 4.7. Endüktanslı AC davri.
Vaqt oqimi
bu erda X L - elektronning induktiv qarshiligi
,
bu erda L - endüktans (Gn) - elektr qurilmalar va makinalardaki bobinlerin bobinlerinin xususiyatlarini karakterize qiluvchi parametr.
Ushbu davrda, shuningdek, davriy va turli vaqtlarda (0 - 1, 1 - 2 bo'limlari) qo'llaniladigan kuchlanish shakliga ko'ra, birinchi navbatda magnit maydon energiyasi shaklida yig'ilib keladigan elektr energiyasini iste'mol qiladi va keyin tarmoqqa qaytadi. Shuning uchun R = 0. Bu holatda, eng katta quvvat manbai deyiladi reaktiv quvvat induktivasi.
Vektorli diagramma.
Bu erda induktiv qarshilik kuchlanishdir
Vektorli diagrammadan ko'rish mumkin joriy vektor kuchlanish vektorining orqasida, burchak shaklida = 90 ° gacha tushadi. Endi, ph = 90 ° belgisi ostida - kechikish - mavjud vektorning kuchlanish vektorining orqasida, burilish chizig'i = 90 ° ga tushishini tushunish kerak.
§ 4.8. R, X L, X S bilan taqqoslanmagan ayirish davri.
Vaqt oqimi
bu erda Z - elektronning impedansi
.
Bu qarshiliklar o'rtasidagi munosabatlar grafikali ravishda to'rtburchak chidamli uchburchak sifatida tasvirlangan bo'lishi mumkin.
Vektorli diagramma. Qurilish tartibi.
1. Devredeki elementlarning kuchlanishini toping
2. Joriy va kuchlanish o'lchovini tanlang.
Sketchni tanlayotganda, quyidagilarni ko'rib chiqing:
§ mavjud vektorning uzunligi umumiy kuchlanish vektorining uzunligiga teng yoki bir xil bo'lishi kerak;
§ Quvvat o'lchovi elektron elementlaridagi kuchlanish vektorlarining uzunligi integrallar yoki 5-qismli (0,5 foiz, masalan, 2,5) bilan olinishi kerak.
3. Hozirgi vektorni gorizontal ravishda chizamiz. Joriy vektorning uzunligi oqimning raqamli qiymatiga tengdir.
4. Faol, induktiv va sig'imdagi qarshiliklarda o'zgarishlar o'zgarishining burchlarini hisobga olgan holda, biz stress vektorlarini elektron elementlariga joylashtiramiz. Stress vektorlarini to'g'ri kechiktirish uchun quyidagilarni bajaring:
§ Zanjirni soat yo'nalishi bo'yicha aylantiring, lekin bu mumkin va boshqa yo'l bilan;
§ Devredeki terminallerdeki voltaj vektörünü olish uchun, barcha Vektorli bir-biri bilan o'z-o'zidan qo'shilishi kerak, ya'ni. ikkinchisining boshi birinchilardan oxirigacha ketishi kerak va birinchi boshlanish joriy vektorning boshlanishi bilan mos keladi. Bizning kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bo'lsak, elektron terminalda voltaj vektori bo'ladi
;
§ Vektorlar soat sohasi farqli ravishda aylantirilishini unutmang.
Burchakka burchak, o'q bilan belgilangan, oqim vektoridagi strelkani volt voltajiga yo'naltiradi. Diagramma X L\u003e X C /
X holatida X uchun L = X C Bunday vektor diagrammasi devordagi stress rezonansining paydo bo'lishini ko'rsatadi. kuchlanish rezonansida, bunday zanjir to'liq faol yuk bilan zanjir kabi harakat qiladi, ya'ni. Z = R, cosφ = 1, chunki ph = 0, undan keyin Q = 0, P = S, va kontaktlarning zanglashiga qo'yilgan oqimlari faol qarshilikda kuchlanish bilan tengdir. Voltaj rezonansına erishish uchun indüktans, kapasitans, reaktif qarshilik tanlash yoki rezonans chastota Va ikkinchisining umumiy oqimining reaktiv komponenti bo'lib, bu sariq oqimning reaktiv komponenti va kondansatkich oqimi orasidagi farqga teng Shunday qilib, umumiy oqim Voltning umumiy oqim burilishining burchagi uning tanasi orqali aniqlanadi (4-18 rasm): 4 - rasm. Tarqalgan zanjirning vektorli diagrammasi. Fig.4-19. Rezonans oqimlari uchun vektorli diagramma. O'chirishning nosimmetrik qismidagi oqim I l\u003e I S uchun burchak shaklida kuchlanish orqasida qolishi mumkin yoki I , va kuch. ph = 0, va cosφ = 1 bo'ladi. Shunday qilib, umumiy oqim sarguzasht oqimining faol komponentiga teng. Bunday holda, umumiy oqim har doim sargudagi oqimdan kam bo'ladi sarg'ish oqimining faol komponenti har doim sariq oqimidan kamroq (1 a
Akkumulyatorning oqimi oradagi (I 1 ≈ I 2) akkumulyatorning rezonansdagi umumiy oqim nisbati (I re) bu elektronning sifat omili bo'lib, rezonansdagi parallel davrda oqimning ta'minot oqimidagi umumiy oqimdan qanchalik ko'p ekanligini ko'rsatadi. Bu holda maksimal kuch magnit maydonini (U / IL) olish uchun iste'mol, elektr maydon (UI C) olish uchun iste'mol maksimal kuch teng, shuning uchun teng va magnit va elektr maydonlariga zanjirga WL m = WC m energiya maksimal qiymati . yuqorida jarangdor tutashuv kabi, bir chorak davrida, elektr sohasida saqlangan energiya magnit maydon tomonidan butunlay qo'lga etiladi, va ikkinchi chorak davrida, magnit maydon saqlangan energiya elektr dan butunlay olinadi th joy. Jeneratordan faqat faol qarshilikda iste'mol qilinadigan energiya devorga kiradi. Chunki oqimning reaktiv tarkibiy qismlari bir-birini bekor qiladi, shunda generator pallasida faqat faol oqim faol qarshilikdagi energiya yo'qotishlari sababli o'tadi. §4.10. Quvvat faktor. Jenerani to'liq ishlatish uchun N nominal kuchlanishli U n va nominal I n va cosφ = 1 bilan ishlashi kerak. Bunday holatda generator generatorning umumiy energiya qiymatiga teng bo'lgan eng katta faol quvvatni ishlab chiqadi, Cosf ning pasayishi faol kuchda mutanosib pasayishiga sabab bo'ladi. generatorning nominal kuchini to'liq ishlatmaslik. doimiy nominal kuchlanish U N va doimiy faol kuch R faoliyat energiya qabul qilish At, joriy yildan boshlab, teskari cosφ o'zgaradi Natijada, cosf ning pasayishi oqimning oshishiga va I 2 r simlarini isitish uchun yo'qotishlarning kuchlanishiga olib keladi. Shu sabablarga ko'ra, ular har bir birlikning kosfini birlikka yaqin qiymatga oshirishga moyildirlar. Test savollari: 1. Muqobil elektr tokini nima deb atashadi? 2. Muqobil elektr tokini qanday taqdim etaman? 3. Muqobil oqim davri, chastotasi, amplitudasi. 4. Oqim, kuchlanish va EMFning oniy va samarali qiymatlari. 5. Muqobil oqim fazasi. O'zgarishlar. 6. Muqobil oqim davri vektorli diagrammasi. 7. AC elektr uzellarining xususiyatlari qanday? 11. Faol qarshiligi, kattaligi va indüktansına ega bo'lgan devredilmemiş bir AC davri nima? 12. Dvigatel bo'lmagan AC simulyatorining vektorli diagrammasini qanday yaratish kerak? 13. Tarqalgan AC chizig'i nima? 14. Quvvat faktori. Sinusoidal oqimlarni, kuchlanishlarni, EMFlarni ifodalash uchun usullar Zamonaviy texnologiyalar keng tarqalgan oqimlari va boshqalar joriy, kuchlanish qiymati bilan keskinliklarni :. Sinüzoidal, kulrang to'rtburchaklar, uchburchak, galma shaklining turli ishlatiladigan, har qanday vaqtda T elektromotor quvvat darhol qiymati deb ataladi va pastki holatda kichik harflar bilan belgilanadi, o'z navbatida, i = i (t); u = u (t); e = e (t). vaqti-vaqti bilan chaqirdi, muntazam takrorlanadi oqimlari, keskinliklar va EMF darhol qadriyatlar va qaytish sodir orqali kichik interval davri T. ataladi Agar davriy oqimning o'zgarishi egri sinusoid bilan tasvirlangan bo'lsa, unda oqim sinusoidal deb ataladi. Agar egri sinusoiddan farq qiladigan bo'lsa, unda oqim sinusoidal emas. sanoat miqyosida elektr energiya sinusoidal oqimlari, keskinliklar va EMF shaklida iste'molchilar tomonidan, ishlab chiqarilgan uzatiladi va iste'mol Elektr konturlarini hisoblash va tahlil qilishda sinusoidal elektr miqdorlarini ifodalashning bir necha usuli qo'llaniladi. Analitik usul i (t) = I m sin (ōt + ψ i), kuchlanish uchun u (t) = Um sin (ōt + ψ u), e (t) = E m sin (ōt + ps e), Tenglamalarida (2.1 - 2.3) biz quyidagilarni bildiramiz: M, U m, E m - oqim, kuchlanish, EMF amplitudalari; I, I m qiymatlari amperlarda o'lchanadi, U, U m, E, E m - ning volts qiymatlari; T (muddat) qiymati sekundlarda o'lchangan; chastotasi f - Hertz (Hz) da, chastota chastotasi ω o'lchamlari rad / s ga ega. Dastlabki fazalar i, f, u, f ga qiymatlari radius yoki daraja bilan o'lchanadi. Ψ i, ψ u, ψ ga qiymatlari t = 0 vaqtining kelib chiqishiga bog'liq. Musbat qiymat chapga, salbiy qiymat esa o'ngga to'g'ri keladi. Vaqt jadvali Vaqt diagrammasi vaqtning funktsiyasi sifatida ma'lum miqyosda sinusoidal qiymatning grafik ko'rinishini ifodalaydi (2.1-rasm). i (t) = I m sin (ōt - ψ i). Graphoanalytical usuli Tasviriy jihatdan sinusoidal kattaliklar rotator vektor sifatida ifodalanadi (2.2-rasm). Qaytish soat yo'nalishi bo'yicha aylanish chastotasi ω bilan qabul qilinadi. Vektorning kattaligi ma'lum hajmdagi amplituda qiymatini ifodalaydi. Vertikal eksa bo'yicha proektsiyani qiymatning bir lahzali qiymati. Xuddi shu chastotadagi sinusoidal miqdorlarni (oqim, kuchlanish, EMF) ifodalovchi vektor majmiga vektor diagrammasi deyiladi. Vektorli qiymatlar tegishli o'zgaruvchilardan ustidagi nuqta bilan belgilanadi. Vektorli diagrammalardan foydalanish AC sxemalarini tahlil qilish jarayonini sezilarli darajada soddalashtirish imkonini beradi, bu oddiy va intuitiv bo'ladi. O'zgaruvchan oqim davrlarini tahlil qilishning grafoanalitik usuli markazida vektorli diagrammalar qurilishi hisoblanadi. Misol uchun (2.3-rasm) i 1 (t) = I m1 sin (ōt) Kirchhoffning birinchi qonuni oniy oqimlardan qoniqadi: i (t) = i 1 (t) + i 2 (t) = I m1 sin (ōt) + I m2 sin (ōt - ψ2) = I m sin (ōt + ψ). Proektsionlarni vertikal va gorizontal eksa bo'ylab tenglashtiring (2.4 rasm): I m sin ψ = I m2 sin ψ 2; I m cos ψ = I m2 cos ψ2 + I m1; Tenglardan (2.4 - 2.5) tenglashtiramiz Endüktans Magnit induktsiya B vektori va magnit oqim V bilan ifodalanadigan oqim bilan har qanday konduktor atrofida magnit maydon hosil bo'ladi. F: Agar maydon bir xil oqim bilan bir nechta (w) o'tkazgichlarni shakllantiradigan bo'lsa, u holda oqim aloqasi ψ tushunchasi Ularni yaratadigan oqim-tok kupligini aloqasi indüktator lasan deb ataladi Oqim aloqasi o'z vaqtida o'zgarib turganda, Faraday qonuniga ko'ra, o'z-o'zidan indüksiyon emf ga L = -dψ / dt. Evropa Ittifoqi uchun munosabatlarni hisobga oladigan bo'lsak (2.8) ga L = - L · di / dt. Ushbu EMF har doim oqim o'zgarishini (Lenz qonuni) to'sadi. Shuning uchun o'tkazgichlar orqali doimo oqim o'tkazish uchun o'tkazgichlarga kompensatsion kuchlanishni qo'llash zarur Tenglama (2.9) va (2.10) bilan solishtirsak u L = L · di / dt Ushbu munosabat Ohm qonuni indüktans uchun bir analog hisoblanadi. Strukturaviy ravishda endüktans tel bilan bobin shaklida amalga oshiriladi. Induktivning an'anaviy belgilanishi Magnit maydon hosil qilish xususiyatiga qo'shimcha ravishda simli chiziqlar faol qarshilikka ega R. Haqiqiy indüktansın shartli belgilash. Endüktans o'lchov birligi Henri (HH) hisoblanadi. Kesirli birliklar tez-tez ishlatiladi 1-gH = 10 -6 GH; 1-mH = 10 -3 HH. Imkoniyatlar Elektr zaryadli barcha simob elektr maydonini yaratadi. Ushbu maydonning xarakteristikasi potentsial farq (kuchlanish). Elektr qopqog'i o'tkazgichning zaryadlanish kuchlanishiga nisbati bilan belgilanadi Munosabatlarni hisobga olgan holda biz hozirgi kuchlanish bilan bog'liq munosabatni olamiz i = C · du C / dt. Qulaylik uchun u integratsiyalangan va olinadi u C = 1 / C · ∫ i dt. Ushbu munosabat Ohmning qonuniyligi uchun o'xshashlikdir. Strukturaviy ravishda, quvvati dielektrik qatlam bilan ajratilgan ikkita Supero'tkazuvchilar shaklida amalga oshiriladi. Supero'tkazuvchilar shakllari tekis, quvurli, sferik va boshqalar bo'lishi mumkin. Imkoniyatlarni o'lchash birligi Farad: 1F = 1Kl / 1V = 1Kolon / 1Volt. Faradning katta birligi, masalan, butun dunyo miqyosi ≈ 0,7 F bo'lganligi aniqlandi. Shuning uchun fraktal qiymatlar ko'pincha ishlatiladi 1 pF = 10 -12 F, (pF - bu pikofarad); Imkoniyat uchun ramz - ramz R elementi (qarshilik) Oqim va kuchlanish munosabatlar shaklida o'rnating u (t) = Um sin (ōt + ψ u), i (t) = I m sin (ōt + ψ i). Ma'lumki, bir qarshilik uchun, u = ψ i, keyin p uchun qabul qilamiz p (t) = u (t) i (t) = U m I m sin 2 (ōt + ψ i). Tenglama (2.32) bir lahzalik kuch har doim noldan katta ekanligini va vaqt bilan o'zgarib borishini ko'rsatadi. Bunday hollarda, T davridagi o'rtacha quvvatni hisobga oling Agar U va menning samarali qadriyatlari jihatidan U va m ni yozsak, unda biz erishamiz Formada tenglama (2.34) doimiy oqimdagi kuchga to'g'ri keladi. Oqim va kuchlanishning samarali qiymatlari hosilasiga teng bo'lgan P miqdoriga faol kuch deyiladi. Uning o'lchov birligi Watt (Vt). Element L (indüktans) İndüktansda, ph ψ u = ψ i + 90 ° faza munosabatlari ma'lum. Zudlik bilan kuchga ega O'rtacha tenglama (2.35) T davrida vaqtni oladi Induktivadagi quvvatni aniqlash uchun Q L qiymatini maksimal qiymat L ga tenglashtiring Q L = (U m I m) / 2 va uni reaktiv (induktiv) kuch deyiladi. Uning o'lchov birligi VAR (reaktiv volt-amper) sifatida tanlangan. Tenglama (2.36) U va I ning samarali qiymatlari bo'yicha yozilishi va U L = I X L formulasidan foydalanib, Element C (imkoniyatlar) Kapasitansa ko'ra, ψ u = ψ i o'zgarishlar darajasi 90 ° bo'ladi. Bir zumda kuch olish uchun p C (t) = u (t) I (t) = (U m I m) / 2 · sin (2ot). Bu erdagi davrning o'rtacha qiymati ham nol bo'ladi. Tenglama (2.36) ga o'xshash qilib, reaktiv (sig'imli) kuch deyiladi Q S = I 2 X S miqdorini taqdim etamiz. Uning o'lchov birligi ham bor. Elektronda R, L va S elementlari mavjud bo'lsa, faol va reaktiv kuchlar tenglamalar bilan aniqlanadi bu erda f - o'zgarishlar kaymasının burchagi. Zanjirning umumiy kuchini tushunish Tenglama (2.37) va (2.39) tenglamalari bilan (2.40) formada yozilishi mumkin Umumiy quvvat o'lchov birligi VA - volt-amper hisoblanadi. Ohm qonuni Ohm qonuniga muvofiq, murakkab shaklda, ular tushunadilar: Í = Ú / Z Zanjir segmentining murakkab qarshiligi murakkab son, uning haqiqiy qismi faol qarshilik qiymatiga va xayoliy qismning omili - reaktansiyaga to'g'ri keladi. Murakkab qarshilikni yozib olish turiga ko'ra, zanjir segmentining tabiatini aniqlash mumkin: R + j X - faol-induktiv qarshilik; Bir fazali AC elektr konturlari Elektr energiyasi iste'molchilari aksariyat oqimlarda ishlaydi. Hozirgi kunda deyarli barcha elektr energiyasi AC quvvatli shaklda ishlab chiqariladi. Bu energiya ishlab chiqarish va tarqatish afzalligi bilan izohlanadi. Elektr stansiyalarida alternativ oqim olinadi, mexanik energiya generatorlari yordamida elektr energiyasiga aylanadi. lineer va bosqichi: konstanta orqali Asosiy AC afzalligi faqat ikki olish uchun uch fazali kuchlanish manbai ham, uzoq masofalarga elektr uzatish oshirish yoki minimal zarar bilan kam kuchlanish uchun transformatorlar yordamida mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, generatorlar va AC motorlar dizaynerda oddiy, ishonchli ishlaydigan va DC mashinalariga qaraganda osonroq ishlaydi. AC elektr konstruktsiyalarida, barcha oqim va kuchlanish vaqt sinusoidal funktsiyalari ekanligi bilan ajralib turadigan sinusoidal shakldagi eng keng tarqalgan shakl. O'zgaruvchan oqim generatorlarida sinuslik qonuniga muvofiq o'z vaqtida o'zgarib turadigan EMF ishlab chiqariladi va shunday qilib elektr qurilmalarni ishlatishning eng foydali rejimini ta'minlaydi. Bundan tashqari, oqim va kuchlanishning sinusoidal shakli kompleks raqamlar usuli yordamida elektr konturlarini to'g'ri hisoblashni va vektor diagrammasi uslubiga asoslangan taxminiy hisoblashni ta'minlaydi. Bunday holda, Ohm va Kirchhoff qonunlari hisoblash uchun ishlatiladi, ammo vektor yoki murakkab shaklda yozilgan. Bir fazali o'zgaruvchan tok
O'zgaruvchan elektr tokini doimiy ravishda taqqoslash kundalik hayotda va ishlab chiqarishda katta afzalliklarga ega. Muqobil oqimning afzalligi avvalo kuchlanish va oqimning juda keng diapazonda energiyani yo'qotishsiz va uzoq masofalarga uzatilishini o'zgartiradigan (aylantirilgan) bo'lishi mumkinligi bilan bog'liq. Aynan shuning uchun o'zgaruvchan oqim va kuchlanish sanoatda keng qo'llaniladi. Sanoatdagi (elektrostansiyalarda) alternativ oqim elektromagnit indüksiya hodisasi qo'llaniladigan alternativ oqim generatorlari tomonidan ishlab chiqariladi. Muqobil oqim va kuchlanish olishning eng oddiy sxemasi shakl 7da keltirilgan: Tel devor (inqilob) sobit tezlikda muntazam magnit oqimda qaytadi. Jismning sirtidan o'tadigan magnit oqining o'zgarishi doimiy ravishda paydo bo'ladi, elektromagnit tomonidan yaratilgan oqim (induktiv lenta va po'lat yadro) o'zgarmagan qoladi. Ushbu freymda voltmetre bilan o'lchanadigan EMF induksiyasi mavjud. Vizual ishonchga ega bo'lish uchun, shakl 1da turli vaqtlarda ramka postlarini hisobga oling. 8. Dastlabki vaqtida (8-rasm, a) chiziqning tekisligi magnit chiziqlar uchun perpendikulyar bo'lgan bo'lsa, magmatik oqim davrning chorak qismidan keyin maksimal oqim maksimal bo'ladi (8-rasm, ichida) ramka magnit chiziqlar bilan parallel bo'ladi va magnit oqi nol bo'ladi: Ammo EMF indüksiyonu, oqim o'zi tomonidan emas, balki o'zgarish tezligi bilan, ramka birinchi holatda (shakl 8, a) EMF 0 bo'ladi va shunga muvofiq uchinchi holatda bo'ladi (8-rasm, ichida) EMF indüksiyonu maksimal qiymatga ega bo'ladi. Boshqa qiymatlar uchun indiksiyaning EMF qiymati va belgisini o'zgartiradi, ya'ni. o'zgaruvchiga aylanadi. EMF indüksiyonunun ta'siri ostida kosmosda paydo bo'ladigan vaqt EMFning o'zi kabi o'zgaradi. Bunday oqim deyiladi o'zgaruvchan sinusoidal oqim. Oqimning to'liq tebranish (bir inqilob) qilgan vaqt oralig'i muqobil oqim davri deb ataladi. Tiklanish davri bilan belgilanadi T, soniyada tebranish soni. Mavjud chastotani chaqiring va harf bilan belgilanadi f. Chastotalar birligi Xertzda (Hz) ko'rsatilgan: f = 1/T yoki T = 1/f
. Ta'kidlash joizki, mamlakatimizda va sanoatning ko'pgina boshqa mamlakatlarida va kundalik hayotda 50 Hz chastota bilan o'zgaruvchan tok ishlatiladi. Misol uchun, agar generator 3000 rpm (60 soniya) tezlikda qaytsa va bitta kutupga ega bo'lsa (7-rasm), unda: f = 3000/60 = 50 Hz.
Sinusoidal miqdordagi tenglamalar va grafikalar
Tenglama va grafikalar yordamida sinusoidal qiymatlarning o'zgaruvchan oqimining elektr davrlarini tahlilini batafsil ko'rib chiqamiz. Uning pozitsiyasi soat yo'nalishi bo'yicha neytral tekisligidan (neytral) o'qilgan burchak b tomonidan belgilanadigan havo bo'shlig'idagi har qanday nuqtada magnit indüksiyon quyidagi tenglama bilan ifodalanadi: B = Bmsinb, qaerda In
- magnit induktsiya; Bm
- magnit indüksiyon amplitudasi (eng katta qiymati); sinb -magnit maydonining burchagi. Neytral tekislik kutupning o'qi bo'yicha perpendikulyar va magnit tizimni nosimmetrik qismlarga bo'linadi, ulardan bittasi shartli shimoliy, ikkinchisi janubiy bo'ladi. Eng katta qiymat (9-rasmga qarang) qutblarning o'rta nuqtasida magnit indüksiyon, ya'ni, b = 900 va b = 2700 burchaklarida, neytral b = 00 va b = 1800 da magnit indüksiyon nol bo'ladi. Sinusoidal miqdorlarning funktsiyalari va ta'riflarini sinusoidal emfga beramiz: Oniy qiymat (yoki bir lahzali qiymati) e
) Vaqti-vaqti bilan emfning kattaligi bormi? Aniq EMF quyidagi tenglama bilan belgilanadi: e=Emsin (ō t ± ψ)
buning uchun vaqtni almashtirish t
, hisobotning boshidanoq bu masala bo'yicha o'tdi. Genlik Em
- EMF davridagi eng katta qiymat. Genlik - dalillarga mos keladigan bir lahzali qadriyatlardir ω t ± ψ
tengdir kp + 900
, qaerda k
har qanday tamsayı yoki nol. Faza (o'zgarishlar burchagi ω t ± ψ
) Emf o'tishning eng yaqin oldingi nuqtasidan noldan ijobiy qiymatgacha hisoblangan sinusoidal EMF argumenti. Ushbu bosqich har qanday vaqtda sinusoid EMF ning harmonik o'zgarish bosqichini belgilaydi. Birinchi bosqich
ψ
– birinchi bosqichda sinusoidal emfning fazasi. Faza Shift
- turli boshlang'ich fazalariga ega bo'lgan ikkita sinusoidal miqdor. Burchak chastotasi ō, (yoki burchak tezligi) burilish burchagi ( α
) jeneratör birliklarida. vaqt ( t)
. Bir vaqt ichida T Rotorning burilish burchagi 2p
Shuning uchun radiuslarda: ω = α / T = 2p / t= 2p / f.
Uch fazali davrlar Asosiy tushunchalar: Ko'p fazali tizim - bu elektr oqimlari to'plamidir bosqichlari, bir xil chastotadagi sinusoidal keskinliklar fazadagi bir-biridan farq qiladi. Eng tez-tez ishlatiladigan simmetrik ko'p tizimi, keskinliklar kattaligi teng va 2π / m burchagida tomonidan bosqichida banddir qaerda m - bora soni. Eng keng tarqalgan uch bosqichli tizim (1891 yilda rus olimlari MO Dolivo-Dobrovolski tomonidan yaratilgan), u ham ixtiro va tizimi (generatorlar, transformatorlar, elektr tarmoqlari va uch fazali motorlar) barcha qismlarini ishlab chiqilgan. o'zgaruvchilar uch zanjirlar, iborat tizimi deb ataladi uch fazali tizim Shu genlik va chastota ega, lekin 120 ° yoki 1/3 davrida (deb atalmish elektr nazar) tomonidan bir-biriga bosqichi nisbatan banddir EMF, qarang. sek. 10. Birlashtirilgan uch fazali elektronni olish uchun (uch fazali elektr uzellari ishlatilmaydi), uch fazali generator ishlatiladi. Eng oddiy uch fazali generator generatsiyalashtiriladi. 11, bu erda o'zgarishlar sarımları bir-biriga nisbatan 120 ° / s, qaerda s Qatorlarning juftligi soni. Ikkala kutupli generatorda (11-rasm) s = 1 va burchak 120 ° (2 s/ 3). Jeneratörning uchta sarig'ini identifikatsiyalash uchun rotor qaytib kelganida, EMFlar davrning uchdan biriga ko'ra o'z davrida bir-biriga nisbatan bo'lgan fazalarda paydo bo'ladi. Ushbu EMFlarni ifodalovchi vektor mutlaq qiymatda teng va 120 ° burchak ostida joylashgan (2 s/ 3) ga qarang. 12.: Shakl. 11-rasm. 12-chi Misol uchun, keladigan elektr energiyasini yo'qotish uchun formulalarni keltiramiz: 1. Uzoq muddatli oqimni tekshiring: Ip = Rr / (√3 x Un x cos ph), (A); qaerda: 2. Voltaj yo'qolishi uchun chiziqni hisoblash: U% = (100 / lạ × Un2) x (Rr x Lo / Sp), (ΔU%); qaerda: 3. Elektr quvvatini yo'qotish uchun chiziqni hisoblash: DR (%) = Ip 4 x (ro x Lo) / Pp x 100, (DR); qaerda: 4. Umumiy quvvat yo'qotish uchun chiziqni hisoblash: S kVA = P / cos φ, (kVA). Malumot uchun. Asosiy ta'riflar O'zgaruvchan - bu elektr quvvati va yo'nalishi vaqtga qarab farq qiladigan elektr tokini. AC qiymatlari takrorlanadigan eng qisqa vaqt oralig'i davr deb nomlanadi. Osiloskop yordamida sinusoidal oqim yoki kuchlanishning genlik qiymatini o'lchashingiz mumkin. Xuddi shunday, EMF va kuchlanishning samarali qadriyatlari Kirchhoff qonunlari inobatga olinadi: Faol qarshilikni o'z ichiga olgan o'chirib bo'limi Ushbu munosabatlar samarali qadriyatlar uchun yozilishi mumkin Aloqada qarshilikdagi kuchlanish va oqimning fazalari mos keladi. Bu grafik diagrammada va murakkab tekislikda namoyon bo'ladi. 11)
Elementlar bilan nosimmetrik zanjirda paydo bo'ladigan hodisa L, R, C, umumiy voltaj va oqim fazaga mos kelganda, deyiladi stress rezonansi. Stress rezonansining holati: X L = X Syoki (X L\u003e X S) Ushbu rejimda kontaktlarning zanglashiga olib kirish kuchi faol kuch bilan tavsiflanadi R. va ijobiy reaktiv quvvat Q. Reaktiv kuchning ijobiy qiymati indüktif kuchning kapasitiv kuchdan katta ekanligini ko'rsatadi. induktiv element kapasitiv elementdan ustun turadi.Bu rejimda elektronik belgisi chaqiriladi faol-induktiv. Qachon X L < X Cbarcha kontaktlarning reaktivligi salbiy bo'lib, u holda bu rejim faol quvvat bilan tavsiflanadi R. va salbiy reaktiv quvvat Q.<0. Отрицательное значение реактивной мощности свидетельствует о том, что индуктивная мощность меньше емкостной, т.е. емкостный элемент преобладает над индуктивным элементом. В этом режиме характер цепи называют faol-sig'imli. Tarmog'dagi kuchlanishning rezonans belgisi maksimal oqim va faol kuchdir. Zaryadlanish rezonansi rezonansli filtr kontaktlarning qurilishida radiotexnik inshootlarda qo'llaniladi. Bunday holda, elektronlarning xususiyatlari turli chastotalar signallari uchun farq qiladi. 1) 12-13)
14)
Savol 15. Bir fazali sinus to'lqinli davrlarning kuchi. Oqimlarning rezonansidagi kuchlanish va kuchlanishning rezonansi. Savol 16. Uch fazali oqimlar. Umumiy tushunchalar. Uch fazali quvvat manbaining fazalarini yulduz, uchburchak bilan ulash. Savol 17. Yulduz bilan bog'langan to'rt-simli va uch simli uch fazali tizim sxemasi. Hisoblash, vektorli diagramma Uch simli uch fazali tizim To'rt-tolali uch fazali tizim Savol 18. Uch fazali energiya qabul qiluvchilarini uchburchak bilan ulash. Hisoblash, vektor diagrammasi. Savol19
· Bosqichlar soniga qarab: bir fazali va uch fazali; · Sarg'slar soni bo'yicha: ikki barobar va uch barobar; · O'rnatish joyiga qarab: tashqi va ichki o'rnatish; · Belgilashga ko'ra: kamayishi va ortishi; Har qanday quvvat transformatorining ishlash printsipi elektromagnit induktsiya qonuniga asoslanadi. qurilmaning o'rash bir AC manbai ulanish uchun bo'lsa, bu o'rash o'zgaruvchan tok halqalari magnit oqimi galma transformator magnit elektron yaratadi qaysi oqib keladi. Magnit davrda yopiq, magnit oqim o'zgaruvchan transformatorning boshqa saranjomida elektromotor kuch (EMF) ni keltirib chiqaradi. Bu transformatorning barcha sariqlarini bitta magnit devredeyken, ya'ni magnit birlashma bilan bog'langanligi bilan izohlanadi. Induced EMF qiymati bu sariqning navbatdagi soniga mutanosib bo'ladi. Savol-20
Transformatorlar fazalar soni, sarg'ish sonlari, sovutish usuli bilan ajralib turadi. Umuman olganda, kuchlanish transformatorlari elektr inshootlarida voltajni oshirish yoki kamaytirish uchun ishlatiladi. Yuqoridagi formulalar u tuzilishi mumkin, deb bir chorak davr bilan magnit oqi, va sonlar E1 / E2 = n2 / N1 navbat nisbati teng transformator bog'ichlarida EMF nisbati ortda elektromotor quvvat. Ikkinchi sariq yuk ostida emas bo'lsa, transformator bo'shashmayapti. Bu holda, i 2 = 0, va u 2 = E 2, joriy 1 birlamchi kichik va oz kuchlanish tomchi o'rash bo'lgan i, shuning uchun u 1 ≈E 1 nisbati va EMF nisbati U 1 / U 1 = n 2 / n keskinliklarni almashtirilishi mumkin 2 = E 1 / E 2 = k. Shu bois, sarg'ish turlarining soniga nisbati qarab, ikkinchi darajali voltaj primerdan kam yoki ko'p bo'lishi mumkin degan xulosaga kelish mumkin. Transformator ishlamayotganda asosiy kuchlanishning ikkinchi kuchlanish darajasiga koeffitsient k koeffitsienti k deb ataladi. Bilanoq o'rash o'rta yuk ulangan bo'lib, joriy i2 yuk tarmoq uni qabul transformator, energiya uzatishni amalga oshiriladi, bir davr uchraydi. Transformatorda energiya uzatish magnit oqimiga bog'liq. Formuladan topilgan biz 2-burchakda 2 transformatorning tashqi xarakteristikalari: 1 - faol-sig'imli yuk; 2 juda faol; 3 - faol-induktiv; 4 - payvandlash transformatorining tashqi xarakteristikasi Savol 23 Transformatorning rentabellik koeffitsienti formuladan aniqlanadi bu erda P2 - ikkilamchi sariq tomonidan berilgan quvvatdir; R 1 - quvvat sarflanadigan (sarflangan) asosiy sariqqa. Quvvat bilan ta'minlangan quvvat orasidagi farq kuchning yo'qolishi hisoblanadi: 24)
qisqa tutashuvli transformatorning tajriba va tajribasi Qisqa tutashuv rejimi - bu ikkinchi sariqning qisqa tutashadigan holati. Transformator yadroidagi yo'qotishlar bo'shashuvchi sinovida aniqlansa, transformatorning sariq zarralari qisqa davriy sinovda aniqlanadi. Transformatorning dastlabki sargari bunday kuchlanish bilan ta'minlanadi, ya'ni asosiy oqimda oqim nominal oqimga teng. Bunday holda transformatorning tarmoqdan, kuchlanishdan, oqimdan iste'mol qilinadigan quvvat o'lchanadi (1.22-rasm): Qiymat Uq nominal kuchlanishning 5-10% ni tashkil etadi. Oqim transformatorning besleme zo'riqishida to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lgani uchun va yadro yo'qotishlari oqim kvadratiga mutanosib, qisqa tutashuv rejimida yadrodagi yo'qotishlarni e'tiborsiz qoldirishi mumkin. Bo'shashish oqimi ham e'tibordan chetda qolmoqda, chunki uning kattaligi juda kam Inom. Shuning uchun, gn va bf qisqa tutashuv rejimida transformatorlarni almashtirish sxemasi mavjud emas. In qisqa tutashuvi bir fazali transformator, ikkilamchi sariqlik qisqa tutashgan, ya'ni Zn = 0 va ikkinchi sarg'ish kuchlanishi U2 = 0 bo'ladi. Bunday holda, transformatorga zarar bermaslik uchun, birinchi o'rashning kuchlanishi kamayadi. Qisqa elektronli eksperimentning sxemasi Qisqa elektron sinovida quyidagi parametrlar aniqlanadi: 1 – Ukda qisqa muddatli elektron kuchlanish. Bu sariqdagi qisqa tutashgan oqimlarning qiymatlari nominal qiymatiga teng bo'lgan asosiy sarg'ishning kuchlanishidir. U1n nominal zo'riqishida foiz sifatida ifodalanadi. 2 – O'zgarishlar sxemasining parametrlari. Qisqa elektronli eksperimentda magnitlanishning filiallari mavjud emasligi sababli, asosiy sariqlikdagi oqim ikkinchi sariqlik oqimiga teng. Shunday qilib, umumiy qisqa tutashuv empedansi sifatida aniqlanishi mumkin 3 – Ikkinchi sarg'ishning qarshiligi 4 – Jami qisqa tutashuv voltaj tushishi Uk sariqlarda va uning faol va reaktiv qismida% 27
Uch fazali oqim tarmog'iga kiritilgan stator sargida kuchlanish ta'siri ostida aylanadigan magnit maydon hosil qiluvchi alternativ oqim mavjud. Magnit maydon rotorni o'rashning o'tkazuvchanlarini kesib o'tadi va ularning yo'nalishi o'ng qo'li bilan aniqlanadi. Rotorni o'rab turganligi sababli emf shu yo'nalishdagi oqimni keltirib chiqaradi. Rotor oqimi aylanayotgan magnit maydon bilan (Amper qonuni asosida) o'zaro ta'sir qilish natijasida, rotorning yo'nalishi chap qo'lning kuchi bilan aniqlanadi. Kuchayish bir tomonda harakat qiladigan bir vaqtni hosil qiladi. Hozirgi vaqtda rotor harakatlana boshlaydi va harakatdan keyin magnit maydoni bilan bir xil yo'nalishda aylanadi, maydondan biroz pastroq aylanish chastotasi mavjud: Ayni paytda, deyarli barcha elektr drayvlar asenkron motorlar bilan tartibga solinmagan drayvlar. Ular issiqlik ta'minoti, suv ta'minoti, havoni sovutish va shamollatish tizimlari, kompressor zavodlari va boshqa sohalarda keng qo'llanishni aniqladilar. To'g'ri tezlikni nazorat qilish tufayli, ko'p hollarda mexanik tizimni ancha soddalashtiradigan choklarni, variatorlarni, reduktorlarni va boshqa boshqaruv moslamalarini yo'qotish mumkin, uning ishlash xarajatlarini pasaytiradi va ishonchlilikni oshiradi. 26)
Transformatorning bo'sh ish tartibi transformator sarg'ishlaridan biri muqobil kuchlanishli manba va boshqa sariqlarning ochiq davrlari bilan ta'minlanganida ish tartibidir. Bunday operatsion rejim, tarmoqqa ulangan bo'lsa, uning haqiqiy transformatori bo'lishi mumkin va uning ikkinchi sarig'i bilan ta'minlangan yuk hali qo'shilmaydi. Transformatorning dastlabki shamol oqimi I0, ayni paytda ikkilamchi shamolda oqim mavjud emas, chunki uning devori ochiq. Asosiy oqim orqali o'tadigan I0 magnit devorda magnit shikastlanishlar natijasida oqim oqimining orqasida kechikish burchagi d dan kechadigan sinusoidal o'zgaruvchan tovoq F0 hosil qiladi.
Transformatorning vektor diagrammasi. Bo'shashuvchi transformatorning vektor diagrammasi (2.6-rasm) tenglama asosida tuziladi (1.4). Nolinchi boshlang'ich faza bilan magnit oqi tanlanadi, ya'ni. . Oqim Ikkinchi Kirchhoff qonuniga asosan, asosiy devorga tatbiq etilgan kuchlanish u1 asosiy sarg'ish-E1 ishlaydigan magnit oqining EMFga nisbatan balanslanadi, -
va simlardagi kuchlanish pasayishi. Ikkinchi davr uchun, u2 ning yuklanishidagi kuchlanish EMF e2dan bir oz pastroq bo'ladi va bu dispersiyalashning EMF ta'siri va ikkinchi sariqning o'tkazgichlaridagi kuchlanish pasayishi tufayli bo'ladi. Shuni ta'kidlash kerakki, sarflarning EM1 va ep2 sarlavhalarining EMF, shuningdek kuchlanish pasayishi i1r1va i2r2ishlaydigan magnit oqi e1 va e2 ning mos keladigan protsentidan o'n baravar kichikroq. Shuning uchun ko'pincha U1 - E1 va U2 - E2 ni ko'rib chiqish mumkin. Ko'rib turganimizdek, emf. E1 va E2 magnit oqimining orqasida qoladi. Biz ikkalamizni ajratib olishni ham hisobga olamiz Transformatorning ishlashini o'rganish vositalaridan biri teng oqim davri, transformatorning sariqlari orasidagi magnit aloqani elektr konnektikasi bilan almashtiradi va ikkinchi sarg'ish parametrlari asosiy turniklar soniga kamayadi. © 2015-2017 sayt 
.
.
.
Qavslardagi qiymat - o'zgarishlar (to'liq faza);
ψ i, ψ u, ψ ga - oqim, kuchlanish, EMFning boshlang'ich fazasi;
ō davriy chastota, ō = 2πf;
f - chastota, f = 1 / T; T - bu davr.
Shakl. 2.2
Shakl. 2.3
i 2 (t) = I m2 sin (ōt + ψ 2)
Shakl. 2.4
;
.
1 nF = 10 -9 F, (nF - nanofarad);
1 μF = 10 -6 F, (mF - mikrofarad).
.
R - j X - faol - kapasitiv.
Muqobil oqimni qo'llash sohasi barqarordan ancha kengroqdir. Buning sababi shundaki, AC kuchlanish deyarli barcha diapazonlarda transformator yordamida osonlik bilan tushirilishi yoki oshirilishi mumkin. Alternativ oqim uzoq masofalarga o'tishni osonlashtiradi. Biroq, AC davrlarida yuz beradigan jismoniy jarayonlar o'zgaruvchan magnit va elektr maydonlari mavjudligi sababli DC davrlariga qaraganda ancha murakkab.
Vaqti-vaqti bilan o'zgaruvchan tokning qiymati bir lahza qiymat deb ataladi va kichik harf bilan belgilanadi i
.
Oniy oqim vaqti-vaqti bilan bir xil vaqt oralig'ida qayta-qayta takrorlanuvchi deb ataladi
Davr sinusoidal
.
Sinusoidal oqimning ani qiymati formulalar bilan belgilanadi
Sinusoidal funksiyaning argumentiga o'zgarishlar deyiladi; T davrida t = 0 ga teng bo'lgan, ph ning qiymati dastlabki faz deb ataladi. Ushbu o'zgarishlar radius yoki darajalarda o'lchanadi. Bir davrning teskari tomoniga chastota deyiladi. F fizi hertzda o'lchanadi. Bu erda Im maksimal, yoki joriy qiymat.
Agar sinusoidal toklar uchun bir xil frekanslarda dastlabki fazalar bir xil bo'lsa, ular ushbu oqimlar fazada mos keladi, deyishadi. Agar ular fazada bir xil bo'lmasa, ular oqimlarni fazada o'zgartirgan deb aytishadi. Ikki sinusoidal tokning fazaviy o'zgarishi dastlabki fazalarning farqlari bilan o'lchanadi
Elektromagnit tizimning ammetrlari va voltmetrlari alternativ oqim va kuchlanishning samarali qiymatlarini o'lchaydilar.
Muqobil oqimning samarali qiymati - har bir davr uchun rms oqimi. Oqimning haqiqiy qiymati (sinewave uchun 
Alternativ oqim, kuchlanish, EMF qiymatlari maksimal qiymatdan √2 marta kamroq.
Ohm va Kirchhoff qonunlari oniy oqim va kuchlanish uchun amal qiladi.
Oniy qadriyatlar uchun Ohm qonuni:
.
R, L, S - elementlarning ketma-ket ulanishi bilan oniy kuch.
O'rtacha quvvat qiymati faol kuchni belgilaydi:
birliklari o'lchov - W.
Faol quvvat qarshilik kuchiga bog'liq
Jami quvvat oqim va umumiy kuchlanishning haqiqiy qiymatlari mahsulotiga teng
Jami quvvat kuchi - VA, kVA, MVA
Faol va to'la vakolatlar nisbati: 
cosφ kuch omilidir
Grafik bilan faol va to'liq quvvat nisbati ko'rsatiladi: 
Quvvat uchburchagi: R = S * cosφ
Q = Q L -Q S = X L * I 2 -X S * I 2
Supero'tkazuvchilar parallel ulangan bir elektron uchun:
, qaerda
G = G1 + G2 - davrning faol o'tkazuvchanligi filiallarning faol o'tkazuvchanligiga teng
B = B L 1 -B S 2 - reaktiv o'tkazuvchanlik induktiv va sig'imli
Rezonans oqimlarida quvvat (qabul qiluvchilarning parallel ulanishi)
B L 1 = B C 2, B = 0, I L 1 = I C 2, I p = 0, φ = 0
Zanjir faol. Hozirgi rezonans - elektron, L, R, C elementlari bilan tarvaqaylab elektronda paydo bo'ladigan hodisa.
Rezonans rejimida reaktiv quvvat Q = Q L -Q S = 0; S = p
Chastotalar rezonansida quvvat (ketma-ket aloqa)
Hozirgi rezonans - elektron, L, R, C elementlari bilan nosimmetrik devorda hosil bo'ladigan hodisa.
X C = X L uchun reaktiv X = (X L - X S) = 0
Ohm qonuniga muvofiq
Faza farqlari nol (= 0)
Quvvat uchburchagi va kuchlanish uchburchagi bir segmentga aylantiriladi, o'chirgich faol kuch P bilan xarakterlanadi, reaktiv quvvat Q qidir. P = S = U * I
cos
Uch fazali elektron - umumiy quvvat manbai tomonidan burchak 2π / 3 = 120 bilan bir-biridan bosqichida banddir va hosil qilingan amplitudali va chastotasi bilan bir xil bo'ladi sinusoidal emf faoliyat uch elektr davrlari, bir majmui.
uch bosqichli zanjirga kiradigan har bir zanjir odatda deyiladi faza.o'zgarishlar, ikkinchi - - Har bir bosqich birinchi bosqichi standart ismi bor bosqichi B, uchinchi - S. bosqichlarini o'z navbatida A, B va C boshlab va davr X, Y, Z. tugaydi
Uch fazli elektronning asosiy elementlari quyidagilardir:
Mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantirgan uch fazali generator
Quvvat liniyalari,
Uch fazali (masalan, Asenkron motorlar) va bitta fazali (akkor) bo'lishi mumkin bo'lgan qabul qiluvchilar (iste'molchilar).
Ulanish "Star"
X, Y, Z tugunlari generatorning umumiy nuqtasiga N (neytral) va qabul qiluvchining x, y, z uchlari n neytral nuqtasiga n. A-a, B-b, C-c - chiziqli simlar, N-n-neytral simlar.
Har bir faza elektr inshootidir.
Ulanish "uchburchak"
x bosqichining yagona fazasi. B bosqichining boshlanishi bilan, ikkinchi uchi uchinchi boshlanishi bilan, uchinchi oxiri birinchi boshlanishi bilan.
Har bir faza qabul qiluvchi mos keladigan fazaga ikkita chiziqli liniyalar orqali ulangan elektr inshootidir. Hatto kamroq simlar ishlatiladi. "Uchburchak" bosqichlarida fazaning ulanadigan yo'nalish simlariga muvofiq ikkita simvol deb nomlanadi: "ab", "bc", "ca" fazalari. Parametrlar indekslarga muvofiq ko'rsatilgan.
Hisoblash 
Faza va lineer oqimning kuchlanishi. 
Fazali qabul qiluvchilarning oqimi Ohm qonuni bilan belgilanadi 
Neytral simtaki oqim Kirchhoffning birinchi qonuni bilan ishlaydi 
vektor diagrammasi 
Joriyhar bir o'zgarishlar ph bir burchagidan kechadi va bir xil qiymatga ega. 
Neytral simli oqim
Balansli qabul qiluvchining fazalarini ulashda neytral sim hech qanday ta'siri yo'q, uni bartaraf etish mumkin.
Neytral simsiz nosimmetrik yukga ega bo'lgan uch fazali devor aniqlanadi, to'rtta simli neytral simli va
Ushbu turdagi bir neytral nuqta ishlatilmaydi va bunday elektronda neytral sim yo'q.
Fazning oxiri va boshlanishi o'rtasidagi kuchlanish liniya simlari orasidagi kuchlanishdir. U L = U F.
Lineer simlarning chiziqli qarshiligini e'tiborsiz qoldiradigan chiziqli kuchlanish quvvat manbaining lineer kuchlanishiga tenglashtirilishi mumkin: 
fazalardagi oqimlar. Ohm qonuniga muvofiq. 
Uchburchak bilan ulansangiz, o'zgarishlar oqimlari doğrusal oqimlarga teng emas, biz ularni Kirchhoff qonuniga asosan topamiz. 
Nosimmetrik yuk 
Ularning mutlaq qiymatlari tengdir va o'zgarishlar siljishlari 120 darajaga teng.
Vektorli diagrammasi: 
Doğrusal va o'zgarishlar oqimlari o'rtasidagi munosabatlar: 
Asimmetrik yuk bilan: 
Vektorli diagramma: 
Fazlardan birining qarshiligi o'zgarganda, boshqa fazalarning ish tartibi o'zgarishsiz qoladi; Jeneratörning ish tartibi o'zgarishsiz qoladi. Ushbu fazaning faqat oqimi va ushbu fazaga ulangan chiziq simlari chiziqli oqimlari o'zgaradi.
Gç transformatori bir kuchlanish qiymatining elektr energiyasini boshqa kuchlanish qiymatining elektr energiyasiga aylantirish uchun mo'ljallangan elektr apparati. Transformatorlar:
Transformator – bir kuchlanishning o'zgaruvchan tokini boshqa chastotadagi o'zgaruvchan oqimga aylantirish uchun statik elektromagnit qurilma. Transformatorlar elektr energiyasini etkazish va tarqatish, shuningdek, payvandlash, isitish, elektr qurilmalarini to'g'irlash va boshqa ko'plab narsalar uchun elektr o'tkazgichlarda qo'llaniladi.
muqobil kuchlanish tarmog'i bilan o'rash asosiy ichiga oladi, u har ikkala simlarning bilan shug'ullanuvchi va ularda emf 1 = -n 1 dF / dt, e 2 = -n 2 dF / dt e ogohlantiruvchi bo'lgan magnit muqobil magnit oqimi F mıknatıslanma kuch i1n1 yaratadi . Magnit oqimdagi PH = sinadi o'zgarishi bilan emf e = Em sin (ōt-p / 2) ga teng. EMF rms qiymatlari hisoblash uchun formula E = 4.44 f n FM foydalanish kerak qaerda tsiklik chastota ishlari F, n - tur soni, FM - magnit oqi amplitudasi. Agar siz har qanday sariq tarkibida EMF qiymatini hisoblashni istasangiz, n o'rniga bu sariqdagi navbatning sonini almashtirishingiz kerak bo'ladi.
.
(5.4)
(5.5)
(5.6)
(5.7)
Barcha huquqlar ularning mualliflariga tegishli. Ushbu sayt mualliflikka o'xshash emas, lekin bepul foydalanish imkonini beradi.
