+7 (727) 344 95 95
Толық ҰБТ тапсыру
Қазақша

iTest қолданбасын жүктеп алу

Мектеп емтихандарына ыңғайлырақ форматта дайындалыңыз

logo-device logotype logotype-float

Айнымалы электр тогы
Алдыңғы конспект Келесі конспект
Конспект

Еркін тербелістер тез өшеді, сондықтан олар көп қолданылмайды. Керісінше, өшпейтін тербелістер әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады. Төменде айнымалы токты өндіру және электр энергиясын алыс қашықтықтарға тарату туралы айтылады. Тізбекте орныққан еріксіз электромагниттік тербелістерді айнымалы ток деп атайды. Тізбектегі кернеудің гармониялық өзгерістері өткізгіштердің ішіндегі электр өрісі кернеулігінің гармониялық өзгерісін туғызады. Олай болса, ток күші де соған сәйкес өзгереді.

Айнымалы электр тогы генераторының қарапайым үлгісі:

Магнит ағыны [ , мұндағы α – векторымен рамаға тұрғызылған нормаль арасындағы бұрыш]. Рама айналғанда α бұрышын өзгерткенде, магнит ағыны да өзгереді. Электромагниттік индукция құбылысы әсерінен рамада айнымалы индукциялық ток пайда болады.

 

 

‒ раманың бұрыштық жылдамдығы

 

Электромагниттік индукция заңы бойынша индукция ЭҚК-ші:

 

 

 

 

индукция ЭҚК-нің амплитудасы.

Рама орамнан тұрса, онда .

 ‒ айнымалы токтың кернеуінің өзгерісі,

­ кернеудің амплитудалық мәні.

 

 

‒ ток күшінің өзгерісі, мұндағы ‒ ток күші мен кернеудің тербелістері арасындағы фаза бойынша ығысуы,

ток күшінің амплитудалық мәні.

 

Ток күші мен кернеудің әсерлік мәндері

Айнымалы ток күшінің әсерлік мәні  айнымалы ток өткізгіште қанша жылу мөлшерін бөліп шығарса, өткізгіште сонша уақытта дәл сондай жылу мөлшерін бөліп шығаратын тұрақты ток күшіне тең

 

 

    

 

Айнымалы ток тізбегіндегі резонанс

 

Сыртқы айнымалы кернеудің жиілігі тербелмелі контурдың меншікті жиілігімен бірдей болғанда, ток күшінің еріксіз тербеліс амплитудасының кенет арту құбылысын электрлік тербелмелі контурдағы резонанс деп атайды. (Бұл құбылыс радиобайланыста таратушы байланыстың жиілігіне келтіру үшін қолданылады)

 

  <<

  және  

 

Айнымалы ток тізбегінде сыйымдылық кедергі болғанда Ом заңы орындалады және кернеуден ток күшінің тербеліс фазалары -ге озады:

 және  

  себебі 

 ‒ айнымалы ток тізбегіндегі сыйымдылық кедергі (реактивті кедергі).

 

Айнымалы ток тізбегінде индуктивтілік кедергі болғанда Ом заңы орындалады және кернеуден ток күшінің тербеліс фазалары -ге қалады: және  

‒ айнымалы ток тізбегіндегі индуктивтілік кедергі (реактивті кедергі). Айнымалы ток тізбегінде толық кедергі болғанда Ом заңы орындалады

 

 

Кернеу мен ток күшінің тербеліс фазалары тізбектің әр бөлігінде әртүрлі болады. Актив кедергідегі кернеудің тербеліс фазасы ток күшінің тербеліс фазасымен сәйкес келеді: сиымдылық кедергіде кернеуден ток күшінің тербеліс фазалары -ге озады: 

индуктивтілік кедергіде кернеуден ток күшінің тербеліс фазалары -ге қалады: 

‒ айнымалы ток тізбегіндегі толық кедергі.

 

Айнымалы токтың жасайтын пайдалы жұмысын бағалау үшін қуаттың бір периодтағы орташа мәнін алады  мұндағы  мәндерін орындарына қойып, қуаттың орташа мәнін ток пен кернеудің әсерлік мәні арқылы өрнектейміз.

 ‒ айнымалы ток тізбегіндегі орташа қуат, cosφ= ‒ қуат коэффициенті .



Сұрақтар

  1. Тізбектегі ток күшінің өзгеріс заңы: \(i=0,5\sin1256t.\) Ток күшінің тербеліс жиілігі

  2. Сыйымдылығы \(1\) мкФ конденсаторды айнымалы ток тізбегіне жалғағанда кедергісі \(16\) Ом болса, айнымалы ток периоды

  3. Индукциялы ЭҚК-нің лездік мәні \(e=100\sin800\pi t\) заңы бойынша өзгереді. Айнымалы ток периоды

  4. Айнымалы ток тізбегіндегі конденсатордың заряды мынадай заңдылықпен өзгереді: \(q=44\cdot10^{-4}\cos wt\). Кернеу \(Um=220\) B. Конденсатордың сыйымдылығы

  5. Ток күші өзгерісінің теңдеуі: \( i=8,5\sin(314t+0,651)\). Ток күшінің әсерлік мәні

  6. Индукциясы \(0,1\) Тл біртекті магнит өрісінде \(100\) орам сымнан тұратын катушка бірқалыпты айналады. Катушканың көлденең қимасының ауданы – \(100\) см\(^2\). Катушка айналғандағы бұрыштық жылдамдық \(10\) рад/с-ға тең. Катушкада пайда болған максимал ЭҚК-і

  7. Конденсатор стандартты жиілікті айнымалы ток тізбегіне қосылған. Желі кернеуі –  \(220\) В. Осы конденсатор тізбегіндегі ток күші – \(2,5\) А. Конденсатордың сыйымдылығы

  8. Айнымалы ток тізбегі бөлігіндегі кернеу \(U=110cos(100πt +\frac π4)\) заңымен өзгереді. Кернеудің әсерлік мәнін, тербеліс жиілігі мен бастапқы фазасын анықта.

  9. Айнымалы токтың жиілігі \(1\) кГц және \(1\) МГц болса, сыйымдылығы \(40\) мкФ конденсатордың сыйымдылық кедергісі

  10. Тізбектің резистор қосылған бөлігіндегі кернеуі \(U = 180 \cos 314\cdot t\) заңымен өзгереді, ал осы бөліктегі ток күшінің әсерлік мәні – 1,7 А. Осы тізбек бөлігіне қосқанда дәл осындай кедергі тудыратын конденсатордың сыйымдылығы

  11. Әсерлік мәні \(U = 110\) B кернеумен қоректенетін айнымалы ток тізбегіне сыйымдылығы \(5 \cdot 10^{-5}\) Ф конденсатор, индуктивтілігі \(400\) мГн катушка және  активті кедергісі \(10\) Oм өткізгіш тізбектей жалғанған. Айнымалы токтың жиілігі \(50\) Гц болса, оның тербеліс амплитудасы қандай?
     

  12. Электр станциясына қуаты \( 200\) кВт тұрақты токтың генераторы орнатылған. Ол \(120\) В кернеу туғызады. Генератордың шығаратын энергиясын \(10\) км жерге жеткізу керек. Жеткізетін сызықтағы шығын жеткізілетін қуаттың \(10\%\)-ынан артпауы үшін мыс сымның қимасы, ток күші және кедергісі қандай болуы керек?

     

  13. Әсерлік мәні \(110\) В айнымалы ток тізбегіне сыйымдылығы \( 5\cdot10^{-5}\) Ф конденсатор, индуктивтігі \(200\) мГн катушка және актив кедергісі \(4\) Ом өткізгіш тізбектей қосылған. Тізбектегі токтың амплитудалық мәнін табу керек. Айнымалы токтың жиілігі – \(50\) Гц.

  14. Тербелмелі контур сыйымдылығы C \(=10^{-5}\;Ф \) конденсатор мен индуктивтігі \(L= 0,2\) Гн катушкадан тұрады. Конденсаторды \(U_m = 2\) B кернеуге дейін зарядтаған соң ол разрядтала бастайды. Катушканың магнит өрісінің энергиясы конденсатордың электр өрісінің энергиясына тең болған мезетте контурдағы ток күші қандай болады? Контурдың кедергісі нөлге тең.

  15. Әсерлік мәні \(100\) В кернеумен қоректенетін айнымалы ток тізбегіне сыйымдылығы \(5\) мкФ конденсатор, индуктивтігі \(400\) мГн катушка және активті кедергісі \(8\) Ом өткізгіш тізбектей жалғанған. Айнымалы токтың жиілігі \(50\) Гц болса, оның тербеліс амплитудасы қандай?

  16. Тербелмелі контурда еркін тербелістер болып жатыр. Конденсатордағы зарядтың максимал мәнін \(2⋅10^{-6}\) м, ал максимал тогын \(15\) А деп есептеп, осы контурдағы толқын ұзындығын тап.

    (\(c = 3⋅10^8\) м/с)

Қате туралы хабарландыру