Alternativ cərəyan və gərginlik haqqında. Doğru cərəyanın alternativ cərəyandan necə fərqləndiyini izah edin

Elektrik mühəndisliyi ilə az və ya çox tanış olan insanlar, çıxışda hansı cərəyanın olması sualına asanlıqla cavab verə bilərlər. Təbii ki, dəyişkəndir. Bu tip elektrik enerjisini istehsal etmək və uzun məsafələrə ötürmək daha asandır və buna görə də alternativ cərəyanın lehinə seçim göz qabağındadır.

Cərəyan növləri

İki növ cərəyan var - birbaşa və alternativ. Fərqi başa düşmək və çıxışın birbaşa və ya alternativ cərəyanın olub olmadığını müəyyən etmək üçün bəzi texniki xüsusiyyətləri araşdırmalısınız. Alternativ cərəyan istiqamət və böyüklükdə dəyişmə xüsusiyyətinə malikdir. Birbaşa cərəyan sabit keyfiyyətlərə və yüklü hissəciklərin hərəkət istiqamətinə malikdir.

Alternativ cərəyan 220-440 min volt gərginlikli elektrik stansiyasının generatorlarından çıxır. Yaşayış binasına yaxınlaşdıqda cərəyan 12 min volta endirilir, transformator stansiyasında isə 380 volta çevrilir. Fazalar arasındakı gərginliyə xətti deyilir. Aşağı gərginlikli yarımstansiyanın aşağı gərginlikli bölməsi üç faza və sıfır (neytral) tel istehsal edir. Enerji istehlakçıları fazaların birindən və neytral teldən bağlanır. Beləliklə, 220 volt gərginlikli bir fazalı alternativ cərəyan binaya daxil olur.

Evlər arasında elektrik enerjisinin paylanması diaqramı aşağıda təqdim olunur:

Evdə elektrik enerjisi sayğaca, sonra isə avtomatik maşınlar vasitəsilə hər otağın qutularına verilir. Qutularda bir neçə dövrə üçün otaq boyunca naqillər var - elektrik rozetkaları və işıqlandırma avadanlıqları. Maşınlar hər otaq üçün bir və ya hər dövrə üçün bir verilə bilər. Çıxışın neçə amper üçün nəzərdə tutulduğunu nəzərə alaraq, bir qrupa daxil edilə bilər və ya xüsusi bir elektrik açarına qoşula bilər.

Alternativ cərəyan istehlak olunan bütün elektrik enerjisinin təxminən 90%-ni təşkil edir. Belə yüksək xüsusi çəkisi bu növ cərəyanın xüsusiyyətləri ilə bağlıdır - yarımstansiyalarda gərginliyi tələb olunan parametrlərə dəyişdirərək xeyli məsafələrə nəql edilə bilər.

Birbaşa cərəyanın mənbələri ən çox batareyalar, qalvanik hüceyrələr, günəş panelləri, termocütlərdir. Düz cərəyan avtomobil və hava nəqliyyatının yerli şəbəkələrində, kompüter elektrik sxemlərində, avtomatik sistemlərdə, radio və televiziya avadanlıqlarında geniş istifadə olunur. Düz cərəyan dəmir yolu nəqliyyatının təmas şəbəkələrində, eləcə də gəmi qurğularında istifadə olunur.

Qeyd! Düz cərəyan bütün elektron cihazlarda istifadə olunur.

Aşağıdakı diaqram birbaşa və alternativ cərəyanlar arasındakı əsas fərqləri göstərir.

Ev elektrik şəbəkəsinin parametrləri

Elektrik enerjisinin əsas parametrləri onun gərginliyi və tezliyidir. Ev elektrik şəbəkələri üçün standart gərginlik 220 voltdur. Ümumi qəbul edilmiş tezlik 50 herts-dir. Bununla belə, ABŞ-da fərqli bir tezlik dəyəri istifadə olunur - 60 hertz. Tezlik parametri generasiya avadanlığı tərəfindən təyin edilir və dəyişməzdir.

Müəyyən bir evin və ya mənzilin şəbəkəsindəki gərginlik nominal dəyərdən (220 volt) fərqli ola bilər. Bu göstəriciyə avadanlığın texniki vəziyyəti, şəbəkə yükləri və yarımstansiyanın yükü təsir edir. Nəticədə, gərginlik müəyyən edilmiş parametrdən bir istiqamətdə və ya digərində 20-25 voltdan kənara çıxa bilər.

Gərginlik artımları elektrik məişət cihazlarının işinə mənfi təsir göstərir, buna görə də ev şəbəkəsinə qoşulmaların gərginlik stabilizatorları vasitəsilə həyata keçirilməsi tövsiyə olunur.

Cari yük

Bütün rozetkaların müəyyən bir işarəsi var, onun vasitəsilə icazə verilən cari yükü mühakimə edə bilərsiniz. Məsələn, "5A" təyinatı maksimum 5 amper cərəyanını göstərir. Məqbul göstəricilərə riayət edilməlidir, çünki əks halda avadanlıq, o cümlədən yanğın ola bilər.

Rozetkalardakı işarələr aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir:

Qanuni olaraq satılan bütün elektrik cihazları enerji istehlakını və ya cari yük dərəcəsini göstərən pasportla müşayiət olunur. Elektrik enerjisinin ən böyük istehlakçıları kondisionerlər, mikrodalğalı sobalar, paltaryuyan maşınlar, elektrik sobaları və sobalar kimi məişət texnikasıdır. Normal işləmə üçün bu cür cihazlara ən azı 16 amper yükü olan bir çıxış lazımdır.

Elektrik məişət cihazları üçün sənədlərdə istehlak edilmiş amperlər (çıxışdakı cərəyan gücü) haqqında məlumat yoxdursa, tələb olunan dəyərlər elektrik enerjisi düsturu ilə müəyyən edilir:

Güc göstəricisi pasportdadır, şəbəkə gərginliyi məlumdur. Elektrik istehlakını müəyyən etmək üçün güc göstəricisini (yalnız vatlarda göstərilir) gərginlik dəyərinə bölmək lazımdır.

Soketlərin növləri

Soketlər elektrik şəbəkəsi ilə məişət texnikası arasında əlaqə yaratmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Onlar canlı elementlərlə təsadüfi təmasdan etibarlı qorunma təmin etmək üçün istehsal edilmişdir. Müasir modellər ən çox ayrı bir əlaqə şəklində təqdim olunan qoruyucu topraklama ilə təchiz edilmişdir.

Quraşdırma üsuluna görə, iki növ rozetka var - açıq və gizli. Soket növünün seçimi əsasən quraşdırma növü ilə müəyyən edilir. Məsələn, xarici naqilləri təşkil edərkən yerüstü açıq rozetkalar istifadə olunur. Belə fitinqlər quraşdırmaq asandır və rozetka qutuları üçün boşluqlar tələb etmir. Quraşdırılmış modellər estetik baxımdan daha cəlbedici və daha təhlükəsizdir, çünki cərəyan keçirən elementlər divarın içərisində yerləşir.

Sockets cari dəyəri ilə fərqlənir. Əksər qurğular 6, 10 və ya 16 amperdə işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Sovet istehsalı olan köhnə modellər yalnız 6,3 amper üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Qeyd! Çıxış üçün mümkün olan maksimum cərəyan elektrik şəbəkəsinə qoşulmuş istehlakçının gücünə uyğun olmalıdır.

Gərginliyin və cərəyanın ölçülməsi üsulları

Gərginliyi və cərəyanı ölçmək üçün aşağıdakı üsullardan istifadə olunur:

Ən sadə üsul, müvafiq gərginlikli bir elektrik cihazını bir çıxışa bağlamaqdır. Çıxışda cərəyan varsa, cihaz işləyəcək.
Gərginlik göstəricisi. Bu cihaz bir qütblü ola bilər və xüsusi bir tornavida formasını ala bilər. Bir cüt kontaktorlu iki qütblü göstəricilər də mövcuddur. Bir qütblü cihaz, rozetkanın kontaktında olan fazı müəyyən edir, lakin sıfırın varlığını və ya olmamasını aşkar etmir. Bipolyar göstərici fazalar arasında, eləcə də sıfır və faza arasındakı cərəyanı göstərir.
Multimetr (multiester). Xüsusi bir test cihazından istifadə edərək, ölçmələr çıxışda mövcud olan istənilən növ cərəyanla aparılır - həm alternativ, həm də birbaşa. Bir multimetr ilə gərginlik səviyyəsini də yoxlayın.
Nəzarət lampası. Bir lampadan istifadə edərək, nəzarət cihazındakı lampanın sınaqdan keçirilən çıxışdakı gərginliyə uyğun olması şərti ilə çıxışda elektrik cərəyanının olması müəyyən edilir.

Yuxarıda sadalanan məlumatlar evdə elektrik şəbəkəsinin təşkili prinsiplərini ümumi başa düşmək üçün kifayətdir. Hər hansı bir elektrik işini yerinə yetirməyə yalnız bütün təhlükəsizlik tədbirlərinə və müvafiq keyfiyyətlərə riayət etməklə başlamalısınız.

Alternativ cərəyan dan fərqli olaraq həm böyüklük, həm də istiqamət baxımından davamlı olaraq dəyişir və bu dəyişikliklər dövri olaraq baş verir, yəni bərabər zaman intervallarında tam olaraq təkrarlanır.

Bir dövrədə belə bir cərəyan yaratmaq üçün istifadə edirlər vaxtaşırı böyüklük və istiqamətdə dəyişən alternativ emf yaradan alternativ cərəyan mənbələri. Belə mənbələr adlanır dəyişən cərəyan generatorları.

Şəkildə. Şəkil 1 ən sadə cihazın (modelin) diaqramını göstərir.

Mis teldən hazırlanmış düzbucaqlı bir çərçivə bir oxa quraşdırılır və bir kəmər sürücüsündən istifadə edərək sahədə fırlanır. Çərçivənin ucları, çərçivə ilə fırlanan, kontakt plitələri (fırçalar) boyunca sürüşən mis kontakt üzüklərə lehimlənir.

Şəkil 1. Sadə alternatorun diaqramı

Belə bir cihazın həqiqətən olduğuna əmin olaq dəyişən EMF mənbəyi.

Fərz edək ki, bir maqnit öz qütbləri arasında, yəni sahənin hər hansı bir hissəsində maqnit qüvvə xətlərinin sıxlığının eyni olduğu bir maqnit yaradır. fırlanan, çərçivə maqnit sahəsi xətləri ilə kəsişir və onun hər tərəfində a və b.

Çərçivənin c və d tərəfləri işləmir, çünki çərçivə fırlananda onlar maqnit sahəsinin xətlərini kəsmirlər və buna görə də EMF-nin yaradılmasında iştirak etmirlər.

Zamanın istənilən anında a tərəfində yaranan EMF b tərəfində yaranan EMF istiqamətində əks olur, lakin çərçivədə hər iki EMF uyğun olaraq fəaliyyət göstərir və ümumilikdə ümumi EMF-ni təşkil edir, yəni bütün çərçivə tərəfindən induksiya olunur.

EMF-nin istiqamətini müəyyən etmək üçün bildiklərimizdən istifadə etsək, bunu yoxlamaq asandır sağ əl qaydası.

Bunu etmək üçün sağ əlinizin ovucunu elə yerləşdirməlisiniz ki, o, maqnitin şimal qütbünə baxsın və əyilmiş baş barmağınız çərçivənin istiqamətini təyin etmək istədiyimiz tərəfin hərəkət istiqaməti ilə üst-üstə düşsün. EMF. Sonra içindəki EMF-nin istiqaməti əlin uzanmış barmaqları ilə göstəriləcəkdir.

Çərçivənin hansı mövqeyindən asılı olmayaraq, a və b tərəflərindəki EMF istiqamətini təyin edirik, onlar həmişə toplanır və çərçivədə ümumi EMF təşkil edir. Bu vəziyyətdə, çərçivənin hər bir inqilabı ilə, içindəki ümumi EMF-nin istiqaməti əksinə dəyişir, çünki çərçivənin hər bir işçi tərəfi bir inqilabda maqnitin müxtəlif qütbləri altından keçir.

Çərçivədə induksiya olunan EMF-nin böyüklüyü də dəyişir, çünki çərçivənin tərəflərinin maqnit sahəsi xətləri ilə kəsişmə sürəti dəyişir. Həqiqətən, çərçivənin şaquli vəziyyətinə yaxınlaşdığı və onu keçdiyi anda, çərçivənin yan tərəfləri ilə güc xətlərinin kəsişmə sürəti ən böyükdür və çərçivədə ən böyük EMF induksiya olunur. Çərçivə öz üfüqi mövqeyini keçdiyi zaman, onun tərəfləri onları keçmədən maqnit güc xətləri boyunca sürüşür və heç bir emf induksiya olunmur.

Beləliklə, çərçivənin vahid fırlanması ilə, həm böyüklükdə, həm də istiqamətdə vaxtaşırı dəyişən bir EMF induksiya ediləcəkdir.

Çərçivədə yaranan EMF bir cihazla ölçülə bilər və xarici dövrədə cərəyan yaratmaq üçün istifadə edilə bilər.

istifadə edərək, alternativ bir emf və buna görə də alternativ cərəyan əldə edə bilərsiniz.

Alternativ cərəyan sənaye məqsədləri üçündür və buxar və ya su turbinləri və daxili yanma mühərrikləri tərəfindən idarə olunan güclü generatorlar tərəfindən istehsal olunur.

Birbaşa və dəyişən cərəyanların qrafik təsviri

Qrafik metod zamandan asılı olaraq müəyyən bir dəyişənin dəyişdirilməsi prosesini vizual şəkildə təqdim etməyə imkan verir.

Zamanla dəyişən dəyişənlərin qrafiklərinin qurulması qrafikin oxları adlanan iki qarşılıqlı perpendikulyar xəttin qurulması ilə başlayır. Sonra, müəyyən bir miqyasda üfüqi oxda zaman seqmentləri, şaquli oxda, həmçinin müəyyən bir miqyasda qrafiki çəkiləcək kəmiyyətin dəyərləri (EMF, gərginlik və ya cərəyan) çəkilir.

Şəkildə. 2 qrafik şəkildə təsvir edilmişdir birbaşa və dəyişən cərəyanlar. Bu halda, biz cari dəyərləri çəkirik və O oxlarının kəsişmə nöqtəsindən şaquli olaraq yuxarıya doğru adətən müsbət adlanan bir istiqamətin cari dəyərlərini və bu nöqtədən aşağı - əks istiqamətdə, adətən mənfi adlanır.

Şəkil 2. DC və AC cərəyanının qrafik təsviri

O nöqtəsinin özü eyni vaxtda cari dəyərlərin (şaquli olaraq aşağı və yuxarı) və vaxtın (üfüqi olaraq sağa) geri sayımının başlanğıcı kimi xidmət edir. Başqa sözlə, bu nöqtə cərəyanın sıfır dəyərinə və gələcəkdə cərəyanın necə dəyişəcəyini izləmək niyyətində olduğumuz zamanın başlanğıc anına uyğundur.

Şəkildə qurulanların düzgünlüyünü yoxlayaq. 2 və 50 mA sabit cərəyanın qrafiki.

Bu cərəyan sabit olduğundan, yəni zamanla böyüklüyünü və istiqamətini dəyişmədiyi üçün eyni cərəyan dəyərləri, yəni 50 mA zamanla müxtəlif anlara uyğun olacaq. Buna görə, sıfıra bərabər bir zamanda, yəni cərəyanı müşahidə etdiyimiz ilk anda 50 mA-a bərabər olacaqdır. Şaquli oxda 50 mA cari dəyərə bərabər bir seqmenti yuxarıya doğru çəkərək, qrafikimizin ilk nöqtəsini alırıq.

Zaman oxundakı 1-ci nöqtəyə uyğun gələn növbəti an üçün də eyni şeyi etməliyik, yəni bu nöqtədən şaquli olaraq yuxarıya doğru, həmçinin 50 mA-a bərabər olan bir seqmenti kənara qoymalıyıq. Seqmentin sonu qrafikin ikinci nöqtəsini təyin edəcək.

Vaxt keçdikcə bir neçə sonrakı an üçün oxşar tikinti apararaq, əlaqəsi düz bir xətt verəcək bir sıra nöqtələr əldə edəcəyik. DC cərəyanının qrafik təsviri dəyəri 50 mA.

İndi keçək öyrənməyə dəyişən emf qrafiki. Şəkildə. Yuxarıdakı 3-də maqnit sahəsində fırlanan çərçivə, aşağıda isə yaranan EMF dəyişəninin qrafik təsviri göstərilir.

Şəkil 3. Dəyişən EMF-nin qrafikinin çəkilməsi

Çərçivəni saat əqrəbi istiqamətində bərabər şəkildə döndərməyə başlayaq və çərçivənin üfüqi mövqeyini ilkin an kimi götürərək, içindəki EMF-dəki dəyişikliyin gedişatını izləyək.

Bu ilkin anda EMF sıfır olacaq, çünki çərçivənin tərəfləri maqnit qüvvə xətləri ilə kəsişmir. Qrafikdə t = 0 anına uyğun gələn bu sıfır EMF dəyəri 1 nöqtəsi ilə təmsil olunacaq.

Çərçivənin daha da fırlanması ilə bir emf onda görünməyə başlayacaq və çərçivə şaquli vəziyyətinə çatana qədər böyüklükdə artacaq. Qrafikdə EMF-də bu artım pik nöqtəsinə çatan hamar yuxarı əyri kimi təsvir olunacaq (nöqtə 2).

Çərçivə üfüqi mövqeyə yaxınlaşdıqca, içindəki emf azalacaq və sıfıra enəcək. Qrafikdə bu, azalan hamar əyri kimi təsvir olunacaq.

Nəticə etibarilə, çərçivənin yarım inqilabına uyğun gələn müddət ərzində içindəki EMF sıfırdan maksimum dəyərə yüksəlməyə və yenidən sıfıra enməyə müvəffəq oldu (3-cü nöqtə).

Çərçivənin daha da fırlanması ilə içərisində bir emf yenidən yaranacaq və tədricən miqyasda artacaq, lakin onun istiqaməti artıq əksinə dəyişəcək, bu da sağ əl qaydasını tətbiq etməklə təsdiqlənə bilər.

Sonra EMF azalmağa başlayacaq və çərçivə bir tam inqilabı tamamlayaraq orijinal vəziyyətinə qayıtdıqda onun dəyəri sıfıra bərabər olacaqdır. Qrafikdə bu, əks istiqamətdə pik nöqtəsinə çatan EMF əyrisinin (nöqtə 4) sonra zaman oxuna (nöqtə 5) cavab verməsi ilə ifadə ediləcəkdir.

Bu, EMF-nin dəyişdirilməsinin bir dövrünü başa çatdırır, lakin çərçivəni döndərməyə davam etsək, dərhal birincini təkrarlayan ikinci dövrə başlayır, bu da öz növbəsində üçüncü, sonra dördüncü və s. fırlanma çərçivəsini dayandırırıq.

Beləliklə, çərçivənin hər bir inqilabı üçün onda yaranan EMF onun dəyişməsinin tam dövrünü tamamlayır.

Çərçivə hər hansı bir xarici dövrəyə bağlıdırsa, o zaman dövrə vasitəsilə alternativ cərəyan axacaq, onun qrafiki EMF qrafiki ilə eyni olacaq.

Əldə etdiyimiz dalğayabənzər əyriyə sinus dalğası, bu qanuna görə dəyişən cərəyan, emf və ya gərginliyə deyilir. sinusoidal.

Əyrinin özü sinus dalğası adlanır, çünki o, sinus adlı dəyişən triqonometrik kəmiyyətin qrafik təsviridir.

Cərəyan dəyişikliyinin sinusoidal təbiəti elektrik mühəndisliyində ən çox yayılmışdır, buna görə də alternativ cərəyan haqqında danışarkən, əksər hallarda sinusoidal cərəyanı nəzərdə tuturuq.

Müxtəlif alternativ cərəyanları (EMF və gərginliklər) müqayisə etmək üçün müəyyən bir cərəyanı xarakterizə edən kəmiyyətlər var. Onlar çağırılır AC parametrləri.

Dövr, amplituda və tezlik - dəyişən cərəyanın parametrləri

Alternativ cərəyan iki parametrlə xarakterizə olunur - dövr və amplituda, hansı növ alternativ cərəyan olduğunu mühakimə edə biləcəyimizi və cari bir qrafik qura biləcəyimizi bilər.

Şəkil 4. Sinusoidal cərəyan əyrisi

Cari dəyişikliyin tam dövrünün baş verdiyi vaxt dövrü dövr adlanır. Dövr T hərfi ilə təyin olunur və saniyələrlə ölçülür.

Cari dəyişikliyin tam dövrünün yarısının baş verdiyi vaxt dövrü yarım dövr adlanır. Nəticədə, cərəyanın dəyişmə müddəti (EMF və ya gərginlik) iki yarım dövrədən ibarətdir. Tamamilə aydındır ki, eyni alternativ cərəyanın bütün dövrləri bir-birinə bərabərdir.

Qrafikdən göründüyü kimi, bir dəyişiklik dövründə cərəyan maksimum dəyərinin iki qatına çatır.

Alternativ cərəyanın maksimum dəyəri (emf və ya gərginlik) onun amplituda və ya amplituda cərəyan dəyəri adlanır.

Im, Em və Um cərəyan, EMF və gərginliyin amplitüdləri üçün ümumiyyətlə qəbul edilmiş təyinatlardır.

Biz ilk növbədə diqqət yetirdik, lakin qrafikdən göründüyü kimi, amplitudadan daha kiçik olan saysız-hesabsız aralıq dəyərlər var.

Zamanın hər hansı seçilmiş anına uyğun gələn alternativ cərəyanın (EMF, gərginlik) dəyəri onun ani dəyəri adlanır.

i, e və u cərəyan, emf və gərginliyin ani dəyərləri üçün ümumiyyətlə qəbul edilmiş təyinatlardır.

Ani cərəyan dəyəri, eləcə də onun amplituda dəyəri qrafikdən istifadə etməklə asanlıqla müəyyən edilə bilər. Bunun üçün bizi maraqlandıran zaman anına uyğun gələn üfüqi oxun istənilən nöqtəsindən cari əyri ilə kəsişmə nöqtəsinə şaquli xətt çəkirik; şaquli düz xəttin yaranan seqmenti müəyyən bir anda cərəyanın dəyərini, yəni ani dəyərini təyin edəcəkdir.

Aydındır ki, qrafikin başlanğıc nöqtəsindən T/2 vaxtından sonra cərəyanın ani dəyəri sıfıra, T/4 vaxtından sonra isə onun amplituda dəyərinə bərabər olacaqdır. Cari də öz amplituda dəyərinə çatır; lakin əks istiqamətdə, 3/4 T-yə bərabər bir müddətdən sonra.

Beləliklə, qrafik dövrədə cərəyanın zamanla necə dəyişdiyini və zamanın hər anının cərəyanın həm böyüklüyünün, həm də istiqamətinin yalnız bir xüsusi dəyərinə uyğun olduğunu göstərir. Bu halda, dövrənin bir nöqtəsində müəyyən bir zamanda cərəyanın dəyəri bu dövrənin hər hansı digər nöqtəsində tam olaraq eyni olacaqdır.

Bir cərəyanın 1 saniyədə tamamladığı tam dövrlərin sayı deyilir AC tezliyi və latın f hərfi ilə işarələnir.

Alternativ cərəyanın tezliyini müəyyən etmək üçün, yəni cərəyan 1 saniyə ərzində neçə dəyişiklik dövrünü tamamlayır?, 1 saniyəni bir dövrün vaxtına bölmək lazımdır f = 1/T. Alternativ cərəyanın tezliyini bilərək, dövrü müəyyən edə bilərsiniz: T = 1/f

Hertz adlanan vahidlə ölçülür.

Əgər tezliyi 1 hers-ə bərabər olan alternativ cərəyanımız varsa, onda belə cərəyanın müddəti 1 saniyəyə bərabər olacaqdır. Və əksinə, cari dəyişiklik dövrü 1 saniyədirsə, belə cərəyanın tezliyi 1 herts-dir.

Beləliklə, biz müəyyən etdik AC parametrləri - dövr, amplituda və tezlik, - müxtəlif alternativ cərəyanları, emfləri və gərginlikləri bir-birindən ayırmağa və lazım gəldikdə onların qrafiklərini qurmağa imkan verir.

Müxtəlif dövrələrin alternativ cərəyana müqavimətini təyin edərkən, alternativ cərəyanı xarakterizə edən başqa bir köməkçi kəmiyyətdən istifadə edin. bucaq və ya dairəvi tezlik.

Dairəvi tezlik f tezliyi ilə əlaqəli 2пif münasibəti ilə işarələnir

Bu asılılığı izah edək. Dəyişən EMF-nin qrafikini qurarkən, çərçivənin bir tam inqilabı zamanı EMF dəyişikliklərinin tam dövrü baş verdiyini gördük. Başqa sözlə, çərçivənin bir dövrə vurması, yəni 360° dönməsi üçün bir dövrə bərabər vaxt, yəni T saniyə lazımdır. Sonra 1 saniyədə kadr 360°/T inqilab edir. Buna görə də, 360°/T çərçivənin 1 saniyə ərzində fırlandığı bucaqdır və ümumi olaraq adlandırılan çərçivənin fırlanma sürətini ifadə edir. bucaq və ya dairəvi sürət.

Lakin T dövrü f tezliyi ilə f = 1/T nisbəti ilə əlaqəli olduğundan, dairəvi sürət tezliklə ifadə edilə bilər və 360 ° f-ə bərabər olacaqdır.

Beləliklə, 360 ° f olduğu qənaətinə gəldik. Bununla belə, bütün növ hesablamalarda dairəvi tezlikdən istifadənin rahatlığı üçün bir inqilaba uyğun gələn 360° bucaq 2pi radianına bərabər radial ifadə ilə əvəz olunur, burada pi = 3.14. Beləliklə, nəhayət 2pif alırıq. Buna görə də, dəyişən cərəyanın dairəvi tezliyini () təyin etmək üçün herts tezliyini sabitlə vurmaq lazımdır. Sayı 6.28-dir.

Gündəlik həyatda hər gün elektrik cihazlarından istifadə etsək də, bunun məktəb proqramında tədris olunmasına baxmayaraq, dəyişən cərəyanla sabit cərəyan arasındakı fərqə hər kəs cavab verə bilmir. Buna görə də əsas prinsipləri xatırlatmaq məntiqlidir.

Ümumi təriflər

Yüklü hissəciklərin nizamlı (istiqamətli) hərəkət etdiyi fiziki prosesə elektrik cərəyanı deyilir. Adətən dəyişən və sabit bölünür. Birincisi üçün istiqamət və böyüklük dəyişməz qalır, ikincisi üçün bu xüsusiyyətlər müəyyən qanunauyğunluğa görə dəyişir.

Yuxarıdakı təriflər çox sadələşdirilmişdir, baxmayaraq ki, onlar birbaşa və alternativ cərəyan arasındakı fərqi izah edirlər. Bu fərqin nə olduğunu daha yaxşı başa düşmək üçün onların hər birinin qrafik təsvirini vermək, həmçinin mənbədə alternativ elektromotor qüvvənin necə yarandığını izah etmək lazımdır. Bunun üçün elektrotexnikaya, daha doğrusu onun nəzəri əsaslarına müraciət edək.

EMF mənbələri

İstənilən növ elektrik cərəyanının mənbələri iki növdür:

ilkin, onların köməyi ilə mexaniki, günəş, istilik, kimyəvi və ya digər enerjini elektrik enerjisinə çevirməklə elektrik enerjisi istehsal olunur;
ikincil, onlar elektrik enerjisi istehsal etmirlər, lakin onu, məsələn, dəyişəndən sabitə və ya əksinə çevirirlər.

Dəyişən elektrik cərəyanının yeganə əsas mənbəyi bir generatordur, belə bir cihazın sadələşdirilmiş diaqramı şəkildə göstərilmişdir.

Təyinatlar:

1 – fırlanma istiqaməti;
2 – S və N dirəkləri olan maqnit;
3 – maqnit sahəsi;
4 - tel çərçivə;
5 – EMF;
6 - üzük kontaktları;
7 - cari kollektorlar.

Əməliyyat prinsipi

Mexanik enerji, şəkildə göstərilən generator tərəfindən aşağıdakı kimi elektrik enerjisinə çevrilir:

Elektromaqnit induksiyası kimi bir fenomenə görə, "3" maqnit sahəsində yerləşdirilən "4" çərçivəsi fırlananda ("2" maqnitinin müxtəlif qütbləri arasında yaranan) bir emf "5" meydana gəlir. Şəbəkəyə gərginlik “4” çərçivəsinin qoşulduğu “6” halqa kontaktlarından “7” cərəyan kollektorları vasitəsilə verilir.

Video: birbaşa və alternativ cərəyan - fərqlər

EMF-nin böyüklüyünə gəldikdə, bu, "3" elektrik xətlərinin "4" çərçivəsi ilə kəsişmə sürətindən asılıdır. Elektromaqnit sahəsinin xüsusiyyətlərinə görə, minimum kəsişmə sürəti və buna görə də elektromotor qüvvənin ən aşağı dəyəri çərçivənin şaquli vəziyyətdə olduğu anda, maksimum - üfüqi vəziyyətdə olacaqdır.

Yuxarıda göstərilənləri nəzərə alaraq, vahid fırlanma prosesində böyüklük və istiqamət xüsusiyyətləri müəyyən bir müddətə dəyişən bir emf induksiya olunur.

Qrafik şəkillər

Qrafik metoddan istifadə sayəsində müxtəlif kəmiyyətlərdə dinamik dəyişikliklərin vizual təsvirini əldə etmək mümkündür. Aşağıda 3336L (4.5 V) qalvanik element üçün gərginliyin zamanla dəyişmə qrafiki verilmişdir.

Gördüyünüz kimi, qrafik düz xəttdir, yəni mənbə gərginliyi dəyişməz olaraq qalır.

İndi generatorun bir dövrü (çərçivənin tam inqilabı) zamanı gərginlik dəyişmələrinin dinamikasının qrafikini təqdim edirik.

Üfüqi ox fırlanma bucağını dərəcələrlə, şaquli ox isə emf (gərginlik) miqyasını göstərir.

Aydınlıq üçün, qrafikdəki hesabatın başlanğıc nöqtəsinə uyğun gələn çərçivənin generatordakı ilkin mövqeyini göstərəcəyik (0°)

Təyinatlar:

1 – S və N maqnit dirəkləri;
2 - çərçivə;
3 – çərçivənin fırlanma istiqaməti;
4 - maqnit sahəsi.

İndi çərçivənin bir fırlanma dövrü ərzində EMF-nin necə dəyişəcəyini görək. İlkin mövqedə EMF sıfır olacaq. Fırlanma prosesində bu dəyər rəvan şəkildə artmağa başlayacaq, çərçivənin 90 ° bucaq altında olduğu anda maksimuma çatacaq. Çərçivənin daha da fırlanması EMF-nin azalmasına gətirib çıxaracaq, fırlanma anında minimuma 180 ° çatacaq.

Prosesi davam etdirərək, elektromotor qüvvənin istiqaməti necə dəyişdiyini görə bilərsiniz. İstiqamətini dəyişdirən EMF-də dəyişikliklərin xarakteri eyni olacaq. Yəni, o, 270° fırlanmaya uyğun gələn nöqtədə zirvəyə çataraq rəvan artmağa başlayacaq, bundan sonra çərçivə tam fırlanma dövrünü (360°) tamamlayana qədər azalacaq.

Qrafik bir neçə fırlanma dövrü üçün davam etdirilərsə, alternativ elektrik cərəyanının sinusoid xarakteristikasını görəcəyik. Onun dövrü çərçivənin bir inqilabına uyğun olacaq və amplitudası EMF-nin maksimum dəyərinə uyğun olacaq (irəli və əks).

İndi alternativ elektrik cərəyanının başqa bir vacib xüsusiyyətinə - tezlikə keçək. Latın hərfi "f" onu işarələmək üçün istifadə olunur və ölçü vahidi hertzdir (Hz). Bu parametr bir saniyə ərzində EMF dəyişməsinin tam dövrlərinin (dövrlərinin) sayını göstərir.

Tezlik düsturla müəyyən edilir: . “T” parametri saniyələrlə ölçülən bir tam dövrün (dövrün) vaxtını göstərir. Müvafiq olaraq, tezliyi bilmək, dövrün vaxtını təyin etmək asandır. Məsələn, gündəlik həyatda 50 Hz tezliyi olan bir elektrik cərəyanı istifadə olunur, buna görə də onun dövr müddəti saniyənin iki yüzdə biri olacaq (1/50 = 0,02).

Üç fazalı generatorlar

Qeyd edək ki, alternativ elektrik cərəyanını əldə etməyin ən sərfəli yolu üç fazalı generatordan istifadə etməkdir. Onun dizaynının sadələşdirilmiş diaqramı şəkildə göstərilmişdir.

Gördüyünüz kimi, generator 120 ° ofset ilə yerləşdirilən, bir-birinə üçbucaqla bağlanan üç rulondan istifadə edir (praktikada generatorun sarımlarının belə bir əlaqəsi aşağı səmərəlilik səbəbindən istifadə edilmir). Maqnitin qütblərindən biri bobin yanından keçdikdə, onda bir emf induksiya olunur.

Elektrik cərəyanlarının müxtəlifliyinin səbəbi nədir?

Çoxlarının əsaslı sualı ola bilər - birini seçib standart hala gətirə bilsəniz, niyə belə müxtəlif elektrik cərəyanlarından istifadə etməlisiniz? İş ondadır ki, hər növ elektrik cərəyanı müəyyən bir problemi həll etmək üçün uyğun deyil.

Nümunə olaraq, sabit gərginlikdən istifadənin nəinki sərfəli, həm də bəzən qeyri-mümkün olacağı şərtləri veririk:

gərginliyin məsafələrə ötürülməsi vəzifəsi alternativ gərginlik üçün həyata keçirmək daha asandır;
qeyri-müəyyən istehlak səviyyəsinə malik olan heterojen elektrik sxemləri üçün birbaşa elektrik cərəyanını çevirmək demək olar ki, mümkün deyil;
birbaşa cərəyan dövrələrində tələb olunan gərginlik səviyyəsini saxlamaq alternativ cərəyandan daha çətin və bahalıdır;
alternativ gərginlik üçün mühərriklər birbaşa gərginliyə nisbətən struktur olaraq daha sadə və daha ucuzdur. Bu nöqtədə qeyd etmək lazımdır ki, bu cür mühərriklər (asinxron) yüksək səviyyəli başlanğıc cərəyanına malikdir, bu da onları müəyyən problemlərin həlli üçün istifadə etməyə imkan vermir.

İndi sabit gərginlikdən istifadə etməyin daha məqsədəuyğun olduğu problemlərə nümunələr veririk:

Asinxron mühərriklərin fırlanma sürətini dəyişdirmək üçün mürəkkəb avadanlıq tələb edən enerji təchizatı şəbəkəsinin tezliyini dəyişdirmək lazımdır. Birbaşa cərəyanla işləyən mühərriklər üçün təchizatı gərginliyini dəyişdirmək kifayətdir. Buna görə də onlar elektriklə işləyən avtomobillərdə quraşdırılır;
elektron sxemlərin, qalvanik avadanlıqların və bir çox digər cihazların enerji təchizatı da birbaşa elektrik cərəyanı ilə həyata keçirilir;
DC gərginliyi insanlar üçün alternativ gərginlikdən daha təhlükəsizdir.

Yuxarıda sadalanan nümunələrə əsasən, müxtəlif növ gərginliklərdən istifadə etmək lazımdır.

Bir keçiricidə elektronların hərəkəti

Cərəyanın nə olduğunu və haradan gəldiyini başa düşmək üçün atomların quruluşu və davranış qanunları haqqında bir az məlumat sahibi olmaq lazımdır. Atomlar neytronlardan (neytral yük), protonlardan (müsbət yük) və elektronlardan (mənfi yük) ibarətdir.

Elektrik cərəyanı protonların və elektronların, həmçinin ionların yönəldilmiş hərəkəti nəticəsində yaranır. Bu hissəciklərin hərəkətini necə istiqamətləndirə bilərik? Hər hansı kimyəvi əməliyyat zamanı elektronlar “qoparılır” və bir atomdan digərinə keçir.

Elektronun “çıxarıldığı” atomlar müsbət yüklü olur (anionlar), onun bağlandığı atomlar isə mənfi yüklü olur və onlara kationlar deyilir. Elektronların bu "keçidləri" nəticəsində elektrik cərəyanı yaranır.

Təbii ki, bu proses sonsuza qədər davam edə bilməz, sistemin bütün atomları sabitləşdikdə və neytral yükləndikdə elektrik cərəyanı yox olacaq (əla gündəlik nümunə kimyəvi reaksiyanın sonu nəticəsində "tutan" adi batareyadır. ).

Tədqiqatın tarixi

Maraqlı bir fenomeni ilk dəfə qədim yunanlar müşahidə etdilər: yun parçaya kəhrəba daşı sürtsəniz, kiçik əşyaları cəlb etməyə başlayır. Növbəti addımlar İntibah dövrünün alimləri və ixtiraçıları tərəfindən atıldı, onlar bu fenomeni nümayiş etdirən bir neçə maraqlı cihaz qurdular.

Elektrik enerjisinin öyrənilməsində yeni bir mərhələ amerikalı Benjamin Franklinin işi, xüsusən də dünyanın ilk elektrik kondansatörü olan Leyden kavanozu ilə apardığı təcrübələr oldu.

Müsbət və mənfi yüklər anlayışını təqdim edən Franklin idi və o, ildırım çubuğunu da icad etdi. Nəhayət, Coulomb qanununun təsvirindən sonra elektrik cərəyanının tədqiqi dəqiq bir elmə çevrildi.

Elektrik cərəyanında əsas qanunauyğunluqlar və qüvvələr

Ohm qanunu - onun düsturu güc, gərginlik və müqavimət arasındakı əlaqəni təsvir edir. 19-cu əsrdə alman alimi Georg Simon Ohm tərəfindən kəşf edilmişdir. Elektrik müqavimətinin vahidi onun adını daşıyır. Onun kəşfləri bilavasitə praktik istifadə üçün çox faydalı idi.

Joule-Lenz qanunu deyir ki, iş elektrik dövrəsinin hər hansı bir hissəsində aparılır. Bu iş nəticəsində dirijor qızdırılır. Bu istilik effekti tez-tez mühəndislik və texnologiyada praktikada istifadə olunur (əla nümunə közərmə lampasıdır).

Yüklərin hərəkəti işin görülməsi ilə nəticələnir

Bu nümunə onun adını aldı, çünki təxminən eyni vaxtda və müstəqil olaraq 2 alim bunu təcrübələr vasitəsilə çıxardı.
.

19-cu əsrin əvvəllərində ingilis alimi Faraday başa düşdü ki, qapalı dövrə ilə məhdudlaşan səthə nüfuz edən induksiya xətlərinin sayını dəyişdirərək induksiya cərəyanı yaratmaq olar. Sərbəst hissəciklərə təsir edən kənar qüvvələrə elektromotor qüvvə (induksiya emf) deyilir.

Çeşidlər, xüsusiyyətlər və ölçü vahidləri

Elektrik cərəyanı da ola bilər dəyişənlər, və ya daimi.

Sabit elektrik cərəyanı zamanla istiqamətini və işarəsini dəyişməyən, lakin böyüklüyünü dəyişə bilən cərəyandır. Sabit elektrik cərəyanı ən çox mənbə kimi galvanik elementlərdən istifadə edir.

Dəyişən kosinus qanununa uyğun olaraq istiqamətini və işarəsini dəyişəndir. Onun xüsusiyyəti tezlikdir. SI vahidləri Hertzdir (Hz).

Son onilliklərdə çox geniş yayılmışdır. Bu, 3 dövrəni əhatə edən bir növ alternativ cərəyandır. Bu dövrələrdə eyni tezlikdə alternativ emflər var, lakin dövrün üçdə birində bir-biri ilə fazadan kənarda. Hər bir fərdi elektrik dövrəsinə faza deyilir.

Demək olar ki, bütün müasir generatorlar üç fazalı elektrik cərəyanı istehsal edir.

Cərəyanın gücü və miqdarı

Cərəyanın gücü elektrik dövrəsində vaxt vahidinə düşən yükün miqdarından asılıdır. Cari güc, keçiricinin en kəsiyindən keçən elektrik yükünün onun keçmə vaxtına nisbətidir.

SI sistemində yük gücünün ölçü vahidi kulondur (C), zaman vahidi isə ikincidir (s). Nəticədə C/s alırıq, bu vahid Amper (A) adlanır. Elektrik cərəyanının gücü bir cihaz - ampermetrdən istifadə edərək ölçülür.

Gərginlik

Gərginlik işin yükə nisbətidir. İş joul (J), yük kulonla ölçülür. Bu vahid Volt (V) adlanır.

Elektrik müqaviməti

Müxtəlif keçiricilərdə ampermetr oxunuşları fərqli dəyərlər verir. Elektrik dövrəsinin gücünü ölçmək üçün 3 cihazdan istifadə etmək lazımdır. Bu fenomen hər bir dirijorun fərqli keçiriciliyə malik olması ilə izah olunur. Ölçü vahidi Ohm adlanır və Latın hərfi ilə işarələnir R. Müqavimət də dirijorun uzunluğundan asılıdır.

Elektrik tutumu

Bir-birindən təcrid olunmuş iki keçirici elektrik yüklərini toplaya bilər. Bu fenomen fiziki ilə xarakterizə olunur elektrik tutumu adlanan kəmiyyət. Onun ölçü vahidi faraddır (F).

Elektrik cərəyanının gücü və işi

Dövrənin müəyyən bir hissəsində elektrik cərəyanının işi cərəyan gərginliyinin güc və zamanla vurulmasına bərabərdir. Gərginlik voltla, güc amperlə, vaxt saniyələrlə ölçülür. İş üçün ölçü vahidi joule (J) idi.

Elektrik cərəyanının gücü işin tamamlanma müddətinə nisbətidir. Güc P hərfi ilə simvollaşdırılır və vatt (W) ilə ölçülür. Güc formulu çox sadədir: cərəyan gərginliklə vurulur.

Vatt-saat adlı bir vahid də var. Vat ilə qarışdırılmamalıdır, bunlar 2 fərqli fiziki kəmiyyətdir. Vatt gücü ölçür (enerjinin istehlakı və ya ötürülməsi sürəti) və vatt-saat müəyyən bir zamanda istehsal olunan enerjini ifadə edir. Bu ölçü tez-tez məişət elektrik cihazları üçün istifadə olunur.

Məsələn, 100 Vt gücündə bir lampa bir saat işlədi, sonra 100 Wh istehlak etdi və 40 vatt gücündə bir lampa 2,5 saatda eyni miqdarda elektrik istehlak edəcəkdir.

Elektrik dövrəsinin gücünü ölçmək üçün bir vattmetr istifadə olunur.

Hansı növ cərəyan daha səmərəlidir və onlar arasındakı fərq nədir?

Generatorların paralel qoşulması vəziyyətində birbaşa cərəyandan istifadə etmək asandır, alternativ cərəyan generatorun və enerji sisteminin sinxronizasiyasını tələb edir.

Tarixdə “Cərəyanların müharibəsi” adlı bir hadisə baş verdi. Bu "müharibə" iki parlaq ixtiraçı - Tomas Edison və Nikola Tesla arasında baş verdi. Birincisi sabit elektrik cərəyanını dəstəklədi və fəal şəkildə təşviq etdi, ikincisi isə alternativ. “Müharibə” 2007-ci ildə Teslanın qələbəsi ilə başa çatdı, Nyu York nəhayət dəyişən sürətə keçdi.

Enerjinin məsafəyə ötürülməsinin səmərəliliyindəki fərq, alternativ cərəyanın lehinə çox böyük oldu. Stansiya istehlakçıdan uzaqda yerləşirsə, sabit elektrik cərəyanından istifadə edilə bilməz.

Ancaq daimi olan hələ də bir tətbiq sahəsi tapdı: elektrik mühəndisliyində, sinklənmədə və bəzi qaynaq növlərində geniş istifadə olunur. Həmçinin, daimi elektrik cərəyanı şəhər nəqliyyatı (trolleybus, tramvay, metro) sahəsində çox geniş yayılmışdır.

Təbii ki, pis və ya yaxşı cərəyan yoxdur, hər növün özünəməxsus üstünlükləri və mənfi cəhətləri var, ən əsası onlardan düzgün istifadə etməkdir.

Cərəyan növləri

Elektrik cərəyanının növləri arasında:

DC:

Təyinat (-) və ya DC (birbaşa cərəyan).

Alternativ cərəyan:

Təyinat (

) və ya AC (Alternativ cərəyan).

Düzgün cərəyan (-) vəziyyətində cərəyan bir istiqamətdə axır. Birbaşa cərəyan, məsələn, quru batareyalar, günəş panelləri və aşağı cərəyan istehlakı olan cihazlar üçün batareyalar tərəfindən təmin edilir. Alüminiumun elektrolizi, elektrik qövs qaynağı və elektrikləşdirilmiş dəmir yollarının istismarı üçün yüksək güclü birbaşa cərəyan tələb olunur. AC rektifikasiyasından və ya DC generatorlarından istifadə etməklə yaradılır.

Cərəyanın texniki istiqaməti ondan ibarətdir ki, o, “+” işarəsi olan kontaktdan “-” işarəsi olan kontakta axır.

Alternativ cərəyan olduqda (

) bir fazalı dəyişən cərəyanı, üç fazalı dəyişən cərəyanı və yüksək tezlikli cərəyanı fərqləndirir.

Alternativ cərəyanla cərəyan daim öz böyüklüyünü və istiqamətini dəyişir. Qərbi Avropanın elektrik şəbəkəsində cərəyan öz istiqamətini saniyədə 50 dəfə dəyişir. Bir saniyədə rəqslərin dəyişmə tezliyinə cərəyanın tezliyi deyilir. Tezlik vahidi hertsdir (Hz). Tək fazalı alternativ cərəyan bir gərginlik keçiricisi və geri dönmə keçiricisi tələb edir.

Alternativ cərəyan tikinti sahəsində və sənayedə əl zımparaları, elektrik qazma və dairəvi mişarlar kimi elektrik maşınlarını idarə etmək, həmçinin iş sahəsinin işıqlandırılması və tikinti sahəsi avadanlıqları üçün istifadə olunur.

Üç fazalı alternativ cərəyan generatorları üç sarımının hər birində 50 Hz tezliyi ilə alternativ gərginlik yaradır. Bu gərginlik üç ayrı şəbəkəni təmin edə bilər və irəli və geri keçiricilər üçün yalnız altı teldən istifadə edə bilər. Dönüş keçiricilərini birləşdirsəniz, özünüzü yalnız dörd tel ilə məhdudlaşdıra bilərsiniz

Ümumi qaytarma teli neytral keçirici (N) olacaqdır. Bir qayda olaraq, əsaslıdır. Digər üç keçirici (xarici keçiricilər) LI, L2, L3 qısaldılmışdır. Alman şəbəkəsində xarici keçirici ilə neytral keçirici və ya torpaq arasındakı gərginlik 230 V-dir. İki xarici keçirici arasında, məsələn, L1 və L2 arasında gərginlik 400 V-dir.

Yüksək tezlikli cərəyanın, rəqs tezliyi 50 Hz-dən (15 kHz-dən 250 MHz-ə qədər) əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olduqda baş verdiyi deyilir. Yüksək tezlikli cərəyandan istifadə edərək, keçirici materialları qızdıra və hətta metallar və bəzi sintetik materiallar kimi əridə bilərsiniz.

Konvertorlar dəyişən sabit cari Qurğu.

Vasili Sonkin

İnsanlar bütün Bağ Üzüyü boyunca dayansalar, əl-ələ tutsalar və eyni zamanda bir istiqamətə getsələr, hər kəsişmədən çox adam keçəcək. Bu birbaşa cərəyandır. Bir-iki addım sağa, sonra sola getsələr, hər kəsişmədən çox adam keçəcək, amma eyni adamlar olacaq. Bu alternativ cərəyandır.

Cari elektronların müəyyən bir istiqamətdə hərəkətidir. Cihazlarımızda da elektronların hərəkət etməsi lazımdır. Çıxışdakı cərəyan haradan gəlir?

Elektrik stansiyası elektronların kinetik enerjisini elektrik enerjisinə çevirir. Yəni, su elektrik stansiyası turbin fırlanması üçün axar sudan istifadə edir. Turbin pervanesi iki maqnit arasında bir mis topu fırladır. Maqnitlər misdəki elektronları hərəkətə keçirməyə məcbur edir ki, bu da mis topuna qoşulan naqillərdəki elektronların hərəkətinə səbəb olur və nəticədə cərəyan yaranır.

Generator su nasosuna, məftil isə şlanq kimidir. Generator-nasos naqillər-şlanqlar vasitəsilə elektronları-suyu vurur.

Alternativ cərəyan çıxışda olan cərəyandır. Elektronların hərəkət istiqaməti daim dəyişdiyinə görə dəyişən adlanır. Rozetlərdən gələn AC gücü fərqli tezliklərə və elektrik gərginliyinə malikdir. Bunun mənası nədi? Rus rozetkalarında tezlik 50 herts, gərginlik isə 220 voltdur. Belə çıxır ki, bir saniyə ərzində elektron axını elektronların hərəkət istiqamətini və yükü müsbətdən mənfiyə 50 dəfə dəyişir. Floresan lampaları yandırdığınız zaman istiqamət dəyişikliyini görə bilərsiniz. Elektronlar sürətlənərkən, bir neçə dəfə yanıb-sönür - bu, hərəkət istiqamətində dəyişiklikdir. Və 220 volt elektronların bu şəbəkədə hərəkət etdiyi maksimum mümkün "təzyiq" dir.

Alternativ cərəyanda yük daim dəyişir. Bu o deməkdir ki, gərginlik ya 100%, sonra 0%, sonra yenidən 100% təşkil edir. Gərginlik 100% sabit olsaydı, böyük diametrli naqil lazım olardı, lakin dəyişən yüklə tellər daha incə ola bilərdi. Rahatdır. Elektrik stansiyası kiçik bir tel vasitəsilə milyonlarla volt göndərə bilər, sonra fərdi ev üçün bir transformator, məsələn, 10.000 volt alır və hər çıxışa 220 verir.

Birbaşa cərəyan telefonunuzun batareyasında və ya batareyalarında olan cərəyandır. Elektronların hərəkət istiqaməti dəyişmədiyi üçün sabit adlanır. Şarj cihazları şəbəkədən dəyişən cərəyanı birbaşa cərəyana çevirir və bu formada o, akkumulyatorlarda bitir.

Alternativ cərəyan nədir və o, birbaşa cərəyandan nə ilə fərqlənir?

Alternativ cərəyan. birbaşa cərəyandan fərqli olaraq. davamlı olaraq həm böyüklükdə, həm də istiqamətdə dəyişir və bu dəyişikliklər vaxtaşırı baş verir, yəni müntəzəm fasilələrlə tam olaraq təkrarlanır.

Dövrədə belə bir cərəyanı induksiya etmək üçün dəyişən cərəyan mənbələri istifadə olunur, vaxtaşırı böyüklük və istiqamətdə dəyişən alternativ bir emf yaradır. Belə mənbələrə alternatorlar deyilir.

Şəkildə. Şəkil 1 sadə alternativ cərəyan generatorunun cihaz diaqramını (modeli) göstərir.

Mis teldən hazırlanmış düzbucaqlı bir çərçivə bir oxa quraşdırılır və bir kəmər sürücüsündən istifadə edərək bir maqnit sahəsində fırlanır. Çərçivənin ucları, çərçivə ilə fırlanan, kontakt plitələri (fırçalar) boyunca sürüşən mis kontakt üzüklərə lehimlənir.

Şəkil 1. Sadə alternatorun diaqramı

Belə bir cihazın həqiqətən alternativ EMF mənbəyi olduğuna əmin olaq.

Fərz edək ki, maqnit öz qütbləri arasında vahid maqnit sahəsi yaradır. yəni sahənin hər hansı bir hissəsində maqnit sahəsi xətlərinin sıxlığının eyni olduğu biri. fırlanan, çərçivə maqnit sahəsi xətlərini keçir və onun a və b tərəflərinin hər birində bir emf induksiya olunur.

Çərçivənin c və d tərəfləri işləmir, çünki çərçivə fırlananda onlar maqnit sahəsinin xətlərini kəsmirlər və buna görə də EMF-nin yaradılmasında iştirak etmirlər.

EMF-nin istiqamətini müəyyən etmək üçün tanınmış sağ qaydadan istifadə etsəniz, bunu yoxlamaq asandır.

Beləliklə, çərçivənin vahid fırlanması ilə, həm böyüklükdə, həm də istiqamətdə vaxtaşırı dəyişən bir emf induksiya ediləcəkdir.

Çərçivədə yaranan EMF bir cihazla ölçülə bilər və xarici dövrədə cərəyan yaratmaq üçün istifadə edilə bilər.

Elektromaqnit induksiya fenomenindən istifadə. alternativ bir emf və buna görə də alternativ cərəyan əldə edə bilərsiniz.

Sənaye məqsədləri və işıqlandırma üçün alternativ cərəyan buxar və ya su turbinləri və daxili yanma mühərrikləri ilə idarə olunan güclü generatorlar tərəfindən istehsal olunur.

Birbaşa və dəyişən cərəyanların qrafik təsviri

Qrafik metod zamandan asılı olaraq müəyyən bir dəyişənin dəyişdirilməsi prosesini vizual şəkildə təqdim etməyə imkan verir.

Şəkildə. 2 birbaşa və dəyişən cərəyanları qrafik olaraq göstərir. Bu halda, biz cari dəyərləri çəkirik və O oxlarının kəsişmə nöqtəsindən şaquli olaraq yuxarıya doğru adətən müsbət adlanan bir istiqamətin cari dəyərlərini və bu nöqtədən aşağı - əks istiqamətdə, adətən mənfi adlanır.

Şəkil 2. DC və AC cərəyanının qrafik təsviri

Şəkildə qurulanların düzgünlüyünü yoxlayaq. 2 və 50 mA sabit cərəyanın qrafiki.

Vaxt keçdikcə bir neçə sonrakı nöqtə üçün oxşar bir tikinti etdikdən sonra, əlaqəsi 50 mA birbaşa cərəyanın qrafik təsviri olan düz bir xətt verəcək bir sıra nöqtələr əldə edəcəyik.

EMF dəyişəninin qrafikinin çəkilməsi

İndi EMF dəyişəninin qrafikinin öyrənilməsinə keçək. Şəkildə. Yuxarıdakı 3-də maqnit sahəsində fırlanan çərçivə, aşağıda isə yaranan EMF dəyişəninin qrafik təsviri göstərilir.

Şəkil 3. Dəyişən EMF-nin qrafikinin çəkilməsi

Çərçivə üfüqi mövqeyə yaxınlaşdıqca, içindəki emf azalacaq və sıfıra enəcək. Qrafikdə bu, azalan hamar əyri kimi təsvir olunacaq.

Qrafik, EMF-nin istiqamətindəki dəyişikliyi nəzərə alır ki, EMF-i təsvir edən əyri zaman oxu ilə kəsişir və indi bu oxun altında yerləşir. Çərçivə şaquli mövqe tutana qədər EMF yenidən artır. Sonra EMF azalmağa başlayacaq və çərçivə bir tam inqilabı tamamlayaraq orijinal vəziyyətinə qayıtdıqda onun dəyəri sıfıra bərabər olacaqdır. Qrafikdə bu, əks istiqamətdə pik nöqtəsinə çatan EMF əyrisinin (nöqtə 4) sonra zaman oxuna (nöqtə 5) cavab verməsi ilə ifadə ediləcəkdir.

Beləliklə, çərçivənin hər bir inqilabı üçün onda yaranan EMF onun dəyişməsinin tam dövrünü tamamlayır.

Çərçivə hər hansı bir xarici dövrəyə bağlıdırsa, o zaman dövrə vasitəsilə alternativ cərəyan axacaq, onun qrafiki EMF qrafiki ilə eyni olacaq.

Əldə etdiyimiz dalğaya bənzər əyriyə sinus dalğası deyilir. və bu qanuna görə dəyişən cərəyan, EMF və ya gərginlik sinusoidal adlanır.

Əyrinin özü sinus dalğası adlanır, çünki o, sinus adlı dəyişən triqonometrik kəmiyyətin qrafik təsviridir.

Müxtəlif alternativ cərəyanları (EMF və gərginliklər) müqayisə etmək üçün müəyyən bir cərəyanı xarakterizə edən kəmiyyətlər var. Bunlara AC parametrləri deyilir.

Dövr, amplituda və tezlik - dəyişən cərəyanın parametrləri

Şəkil 4. Sinusoidal cərəyan əyrisi

Cari dəyişikliyin tam dövrünün baş verdiyi vaxt dövrü dövr adlanır. Dövr T hərfi ilə təyin olunur və saniyələrlə ölçülür.

Qrafikdən göründüyü kimi, bir dəyişiklik dövründə cərəyan maksimum dəyərinin iki qatına çatır.

Alternativ cərəyanın maksimum dəyəri (emf və ya gərginlik) onun amplituda və ya amplituda cərəyan dəyəri adlanır.

Im, Em və Um cərəyan, EMF və gərginliyin amplitüdləri üçün ümumiyyətlə qəbul edilmiş təyinatlardır.

Biz ilk növbədə cərəyanın amplituda dəyərinə diqqət yetirdik. lakin, qrafikdən göründüyü kimi, amplitudadan az olan saysız-hesabsız ara dəyərlər var.

Zamanın hər hansı seçilmiş anına uyğun gələn alternativ cərəyanın (EMF, gərginlik) dəyəri onun ani dəyəri adlanır.

i. e və u cərəyan, emf və gərginliyin ani dəyərləri üçün ümumiyyətlə qəbul edilmiş təyinatlardır.

Ani cərəyan dəyəri, eləcə də onun amplituda dəyəri qrafikdən istifadə etməklə asanlıqla müəyyən edilə bilər. Bunu etmək üçün, üfüqi oxun bizi maraqlandıran zaman anına uyğun olan istənilən nöqtəsindən cari əyri ilə kəsişmə nöqtəsinə şaquli xətt çəkirik; şaquli düz xəttin nəticədə seqmenti dəyərini təyin edəcək. müəyyən bir anda cərəyan, yəni onun ani dəyəri.

Aydındır ki, qrafikin başlanğıc nöqtəsindən T/2 vaxtından sonra cərəyanın ani dəyəri sıfıra, T/4 vaxtından sonra isə onun amplituda dəyərinə bərabər olacaqdır. Cari də amplituda dəyərinə çatır, lakin əks istiqamətdə, 3/4 T-yə bərabər bir müddətdən sonra.

Cərəyanın 1 saniyədə yerinə yetirdiyi tam dövrlərin sayı dəyişən cərəyanın tezliyi adlanır və Latın f hərfi ilə işarələnir.

Dəyişən cərəyanın tezliyini təyin etmək, yəni cərəyanın 1 saniyə ərzində neçə dövr dəyişdiyini öyrənmək. 1 saniyəni bir dövrün vaxtına bölmək lazımdır f = 1/T. Alternativ cərəyanın tezliyini bilərək, dövrü müəyyən edə bilərsiniz: T = 1/f

Alternativ cərəyanın tezliyi herts adlanan vahidlə ölçülür.

Əgər alternativ cərəyanımız varsa. kimin dəyişmə tezliyi 1 herts olarsa, belə cərəyanın müddəti 1 saniyəyə bərabər olacaqdır. Və əksinə, cari dəyişiklik dövrü 1 saniyədirsə, belə cərəyanın tezliyi 1 herts-dir.

Beləliklə, biz alternativ cərəyanın parametrlərini - dövr, amplituda və tezliyi təyin etdik. - müxtəlif alternativ cərəyanları, EMF və gərginlikləri bir-birindən ayırmağa və lazım olduqda onların qrafiklərini qurmağa imkan verən.

Müxtəlif dövrələrin alternativ cərəyana müqavimətini təyin edərkən, alternativ cərəyanı xarakterizə edən başqa bir köməkçi kəmiyyətdən, sözdə açısal və ya dairəvi tezlikdən istifadə edin.

Dairəvi tezlik #969 hərfi ilə təyin olunur və #969 = 2#960 f əlaqəsi ilə f tezliyi ilə əlaqələndirilir.

Bu asılılığı izah edək. Dəyişən EMF-nin qrafikini qurarkən, çərçivənin bir tam inqilabı zamanı EMF dəyişikliklərinin tam dövrü baş verdiyini gördük. Başqa sözlə, çərçivənin bir dövrə vurması, yəni 360° dönməsi üçün bir dövrə bərabər vaxt, yəni T saniyə lazımdır. Sonra 1 saniyədə kadr 360°/T inqilab edir. Nəticə etibarilə, 360°/T çərçivənin 1 saniyə ərzində fırlandığı bucaqdır və çərçivənin fırlanma sürətini ifadə edir ki, bu da adətən bucaq və ya dairəvi sürət adlanır.

Lakin T dövrü f tezliyi ilə f = 1/T nisbəti ilə əlaqəli olduğundan, dairəvi sürət tezliklə ifadə edilə bilər və #969 = 360 ° f-ə bərabər olacaqdır.

Beləliklə, #969 = 360°f olduğu qənaətinə gəldik. Bununla belə, bütün növ hesablamalarda dairəvi tezlikdən istifadənin rahatlığı üçün bir inqilaba uyğun gələn 360° bucaq 2 #960 radana bərabər radial ifadə ilə əvəz olunur, burada #960 = 3.14. Beləliklə, biz nəhayət #969 = 2 #960 f alırıq. Buna görə də, alternativ cərəyanın dairəvi tezliyini (EMF və ya gərginlik) müəyyən etmək üçün hertzdəki tezliyi 6.28 sabit nömrəsinə vurmaq lazımdır.

Facebook-da saytımız: