AC მიკროსქემის ძირითადი პარამეტრები. ალტერნატიული მიმდინარეობა. ძირითადი პარამეტრები
ალტერნატიული მიმდინარეობადაურეკეთ ამას ელექტროობა, რომელიც პერიოდულად იცვლება სიდიდით და მიმართულებით.
ალტერნატიული დენის მისაღებად გამოიყენება ელექტრომანქანის გენერატორები, რომელთა მოქმედება ემყარება ფენომენს ელექტრომაგნიტური ინდუქცია... ალტერნატიული მიმდინარე აქვს უზარმაზარი პრაქტიკული მნიშვნელობა... თითქმის მთელი ელექტროენერგია გამომუშავდება როგორც AC ენერგია.
მიღების უნარი ალტერნატიული მიმდინარეობა სხვადასხვა ძაბვა (მაღალი - ენერგიის დიდ მანძილზე გადასაცემად, დაბალი - სხვადასხვა მომხმარებლებისთვის), ალტერნატორების და ძრავების მოწყობილობის სიმარტივე, მათი მუშაობის საიმედოობა, გამოყენების სიმარტივე და მაღალი სპეციფიკაციები
მათ ფართო გამოყენება მისცა.
ყველაზე გავრცელებულია სინუსოიდული მიმდინარეობა. სინუსოიდის კანონის შესაბამისად მიმდინარე ცვლილება ხდება შეუფერხებლად, ტალღების და მკვეთრი წვეთების გარეშე, რაც სასარგებლო გავლენას ახდენს მუშაობაზე ელექტრო მანქანები და მოწყობილობები.
სინუსოიდული დენის დროის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახაზზე 1. მისი მყისიერი მნიშვნელობა აღწერილია ფორმულით
სად არის დენის მაქსიმალური მნიშვნელობა (ამპლიტუდა); - კუთხოვანი სიხშირე;
საწყისი ეტაპი (არგუმენტის მნიშვნელობა დროის საწყის მომენტში, ანუ t \u003d 0).
ცვლადი EMF, aC ძაბვა და ალტერნატიული მიმდინარეობა ხასიათდება პერიოდის, სიხშირის, მყისიერი, მაქსიმალური მნიშვნელობებით, rms მნიშვნელობით.
ფიგურა: .1 სინუსოიდული დენის დროის დიაგრამა
პერიოდი დროს, რომლის დროსაც ცვლადი EMF (ძაბვა ან მიმდინარე) ახდენს სიდიდისა და მიმართულების ერთ სრულ ცვლილებას (ერთი ციკლი) ეწოდება პერიოდს. პერიოდი მითითებულია წერილით თ და იზომება წამებში (წამებში).
სიხშირე... ცვლად EMF– ში (ძაბვა ან მიმდინარე) სრული ცვლილებების რაოდენობას, 1 წამში განხორციელებულ სიხშირეს ეწოდება. სიხშირე მითითებულია ასოთი და იზომება ჰერცით (Hz). მაღალი სიხშირეების გაზომვისას გამოიყენება kilohertz (kHz) და megahertz (MHz) ერთეულები:
1 kHz \u003d 1 OOO Hz, 1 MHz \u003d 1 OOO kHz \u003d 1 OOO Hz.
რაც უფრო მაღალია AC სიხშირე, მით ნაკლებია პერიოდი. ამრიგად, სიხშირე პერიოდის საპასუხო პროცესია:
როდესაც მარყუჟი მაგნიტურ ველში ბრუნავს, მისი ერთი მარყუჟი შეესაბამება 360 °, ანუ 2n რადიანს. ამ მარყუჟის ბრუნვის კუთხოვანი სიჩქარე გამოხატულია რადიანში წამში (rad / s) და განისაზღვრება თანაფარდობით. ამ რაოდენობას ეწოდება კუთხოვანი სიხშირე და აღინიშნება ასოთი:
დენის კუთხოვანი სიხშირე, წამში რადიანში გამოხატული, ჯერ მეტია, ვიდრე მიმდინარე სიხშირე, გამოხატული ჰერცით
მყისიერი და მაქსიმალური მნიშვნელობები... ცვლადი EMF, მიმდინარე სიძლიერე, ძაბვა და სიმძლავრე ნებისმიერ დროს ეწოდება მყისიერი ღირებულებები ეს მნიშვნელობები დანიშნულია შესაბამისად მცირე ასოებით (,,,) და იწერება შემდეგნაირად:
ერთფაზიანი ალტერნატიული დენის მიღება. ალტერნატიული დენის ძირითადი პარამეტრები.
ცვლადი არის მიმდინარეობა, რომლის მნიშვნელობა და მიმართულება იცვლება რეგულარული ინტერვალებით.
მოდით განვიხილოთ უმარტივესი ალტერნატორის მუშაობის პრინციპი. ელექტრომაგნიტის ან მუდმივი მაგნიტის პოლუსებს შორის (ნახ. 1), არსებობს ცილინდრული როტორი (არმატურა), რომელიც დამზადებულია ელექტრო ფოლადის ფურცლებისგან. სპირალი დამონტაჟებულია როტორზე, რომელიც შედგება მავთულის გარკვეული რაოდენობის შემობრუნებისგან. ამ კოჭის ბოლოები უკავშირდება გადასაფარებელ რგოლებს, რომლებიც ბრუნავს როტორთან. ფიქსირებული კონტაქტები (ჯაგრისები) უკავშირდება გადასაფარებელ რგოლებს, რომელთა დახმარებით ხვეული უკავშირდება გარე წრეს. საჰაერო უფსკრული პოლუსებს და როტორს შორის არის პროფილირებული ისე, რომ ინდუქცია მაგნიტური ველი მასში სინუსოიდური კანონის შესაბამისად შეიცვალა:
სად 
- კუთხის ხვეული სიბრტყესა და ნეიტრალურ სიბრტყეს შორის 
.
როდესაც როტორი მაგნიტურ ველში მოძრაობს სიჩქარით 
ინდუქციური EMF გამოწვეულია სპირალის აქტიურ მხარეებში
სად 
- კუთხე მიმართულებას შორის
yami ინდუქციური ვექტორების მაგნიტი
ფეხის მოედანი INდა სიჩქარე ვ;
ლ- ხვია აქტიური მხარეების სიგრძე.
ხარვეზში მაგნიტური ველი მდებარეობს ისე, რომ კუთხე 
... Ამგვარად,
ბრუნვების რაოდენობით კოჭის აქტიური გვერდების რაოდენობაა 
... შემდეგ EMF of coil :, სად 
- EMF მაქსიმალური მნიშვნელობა.
ამრიგად, გენერატორის EMF იცვლება სინუსოიდალური კანონის შესაბამისად. თუ დატვირთვა უკავშირდება გენერატორის ტერმინალებს, მაშინ მასში ჩაედინება დენი, რომელიც ასევე შეიცვლება სინუსოიალური კანონის შესაბამისად.
შემდეგი პარამეტრები გამოიყენება ალტერნატიული დენის რაოდენობრივად დასახასიათებლად.
1. მყისიერი ღირებულებებიმიმდინარე მე, ვოლტაჟი შენ, EMF ე- მათი ღირებულებები ნებისმიერ დროს: 
;
;
.
2. ამპლიტუდის მნიშვნელობებიმიმდინარე 
, ვოლტაჟი 
, EMF 
- მყისიერი მნიშვნელობების მაქსიმალური მნიშვნელობები მე,
შენდა
ე(იხილეთ სურათი)
3. პერიოდით- დროის მონაკვეთი, რომლის დროსაც მიმდინარე ხდება სრული რხევა და იღებს იმავე მყისიერ მნიშვნელობას და ნიშანს.
4
.კუთხის სიჩქარე ახასიათებს გენერატორის კოჭის ბრუნვის სიჩქარეს მაგნიტურ ველში. პრაქტიკაში, სასურველი სიხშირის მისაღებად შედარებით დაბალი კუთხოვანი სიჩქარით, გენერატორებს აქვთ რამდენიმე წყვილი ბოძი რ.
ფიგურა გვიჩვენებს გენერატორს ორი წყვილი ბოძებით, რომელშიც ხვიაკის ერთი რევოლუციით, EMF იცვლის პოზიციას 4-ჯერ ან 2-ჯერ რდრო განვიხილოთ ელექტრული კუთხის ცნება 
ელ.ფოსტა :
ელ.ფოსტა \u003d 
... შემდეგ სიჩქარე განსაზღვრავს სპირალის ელექტრული კუთხის სიჩქარეს:
ელ.ფოსტა / ( pT) \u003d p2 
/ (pT) \u003d 2 / T,
სად გვ 2 - ელექტრული კუთხე, რომელიც შეესაბამება კოჭის ერთ რევოლუციას სივრცეში; pT- შესაბამისი დრო რმიმდინარე პერიოდები.
ამრიგად, ეს ფორმულა განსაზღვრავს ელექტრულ სიჩქარეს.
5. ციკლური სიხშირევპერიოდის საპასუხო პროცესია T,იმ ვ=1/ თ,
და 1 წმ-ში მიმდინარე მიმდინარე სრული რყევების რაოდენობის დახასიათება.
ციკლური სიხშირის ერთეული არის ჰერცი (Hz):
[ვ]=1/გ\u003d ჰც.
6. RMS მიმდინარე მნიშვნელობებიმე, ვოლტაჟიუ და EMF E.ალტერნატიული დენის, ძაბვის და EMF- ის გასაზომად შემოღებულია ეფექტური მნიშვნელობის კონცეფცია. ალტერნატიული მიმდინარეობა შედარებულია მუდმივ თერმულ ეფექტთან. თუ რეოსტატების პოზიცია შეირჩევა ისე, რომ წრეებში გამოყოფილი სითბოს რაოდენობა (იხ. ნახ.) რეზისტორზე R იგივეა, მაშინ შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ წრეებში მიმდინარე დენებისა იგივეა.
მოდით ვიპოვოთ კავშირი ეფექტურ და პიკურ მიმდინარე მნიშვნელობას შორის. Განმარტებით ,
- პირდაპირი და ალტერნატიული დენებით გამოყოფილი სითბოს რაოდენობა): 
,
სად მე 2 რდტ - სითბოს რაოდენობა , დროთა განმავლობაში გამოყოფილი ალტერნატიული მიმდინარეობა დტ.
ამ გამონათქვამების გათანაბრება, მივიღებთ: 
.
საერთო ფაქტორით შემცირებით რდა იმის გათვალისწინებით 
, ჩვენ ვხვდებით გამონათქვამს დენის ეფექტური მნიშვნელობისთვის: 
,
ან ინტეგრაციის შემდეგ: 
იგი ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში სინუსოიდალური ცვლადი მიმდინარე სახელწოდება "სინუსოიდული მიმდინარეობა" აიხსნება იმით, რომ ძაბვა და მიმდინარე წრე იცვლება სინუსური კანონის შესაბამისად. ხშირად ასეთ დინებას ეწოდება უბრალოდ მონაცვლე ან უბრალოდ სინუსოიდალური.
ალტერნატიული დენის უპირატესობები შემდეგია:
1. AC ძრავები უფრო მარტივი, იაფი და საიმედოა ვიდრე DC ძრავები. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან მილიონობით ელექტროძრავა გამოიყენება მრეწველობაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში.
2. ალტერნატიული მიმდინარეობა შეიძლება გარდაიქმნას, ანუ ტრანსფორმატორის გამოყენებით, მისი მნიშვნელობის გაზრდა ან შემცირება.
ფიგურა: 40. სინუსოიდის ალტერნატიული დენის წრე და სინუსოიდული დენის გრაფიკი
სქემა AC წყაროსთან და AC ვარიაციის გრაფიკით ნაჩვენებია ნახატზე. 40. ნახაზზე მოცემულია სინუსოიდური ცვლადი მიმდინარე ... გრაფიკი ზუსტად იგივე გამოიყურება. სინუსოიდული ძაბვა ან EMF.
პირდაპირი მიმდინარეობისგან განსხვავებით, ალტერნატიული მიმდინარეობა მუდმივად იცვლება სიდიდით და მიმართულებით.
სინუსოიდული რხევები შედგება ორი ნახევარ პერიოდისაგან - დადებითი და უარყოფითი. სურათი 40 გვიჩვენებს, რომ სინუსოიდის ნახევარი პერიოდები იგივეა სიმაღლეში და სიგანეზე. ისინი განსხვავდებიან მხოლოდ პოლარულობით.
ნახევრად ციკლის შეცვლისას, წყაროს ტერმინალებში ძაბვის პოლარობა და, შესაბამისად, წრეში მიმდინარე მიმართულება (იხ. სურათი 40).
სინუსოიდის გრაფიკის გამოკვლევიდან ჩანს, რომ ალტერნატიული დენის მნიშვნელობა წრეში მუდმივად იცვლება. პერიოდის საწყის მომენტში, მიმდინარე არის ნულოვანი. შემდეგ მიმდინარეობა იზრდება დადებით მაქსიმუმამდე, რის შემდეგაც იგი იწყებს შემცირებას და ნულამდე ვარდება. ამ მომენტში მთავრდება პირველი (პოზიტიური) ნახევარ პერიოდი.
მეორე (უარყოფითი) ნახევარციკლში, დენა კვლავ იზრდება მაქსიმუმამდე, მაგრამ მისი მიმართულება (პოლარობა) საპირისპიროა იმისა, რაც იყო პირველ ნახევარციკლში. შემდეგ მიმდინარეობა ნულამდე ვარდება და მეორე ნახევრის ციკლი მთავრდება.
ამის შემდეგ მეორდება მიმდინარე სიდიდისა და მიმართულების შეცვლის გათვალისწინებული პროცესი.
ალტერნატიული დენის მიღება
ინდუსტრიაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში გამოყენებული ალტერნატიული მიმდინარეობა წარმოიქმნება ელექტროსადგურების გენერატორების მიერ. გენერატორების მუშაობა ემყარება ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენს. უკეთ რომ გაიგოთ როგორ მუშაობს გენერატორი, გაიმეორეთ ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი. მოდით განვიხილოთ, თუ როგორ მუშაობს გენერატორი. გენერატორში, მაგნიტურ ველში, ჩარჩო ბრუნავს კუთხოვანი სიჩქარით ω (ომეგა). მაგნიტური ველი წარმოიქმნება ელექტრომაგნიტებით, რომლებიც ნახატზე არ არის ნაჩვენები. ჩარჩო არის მოხრილი მართკუთხა კონდუქტორი. ჩარჩოს როტაცია უზრუნველყოფილია ზოგიერთი გარე ძალის მიერ. მაგალითად, ჰიდროელექტროსადგურში ჩარჩოს ბრუნვა ხდება წყლის ჩამოვარდნით.
ფიგურა: 41. ალტერნატორის მუშაობის პრინციპი
ჩარჩოს მხარეები ჯვარედინადაა ელექტრო სადენები მაგნიტური ველი. ამ შემთხვევაში, EMF გამოწვეულია ჩარჩოში, ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენის შესაბამისად.
ჩარჩოს ყოველი ბოლო უკავშირდება სპილენძის რგოლს, რომელიც ბრუნავს ჩარჩოსთან ერთად. გრაფიტის ჯაგრისები დაჭერილია რგოლებზე. საჭიროა მბრუნავი და ჯაგრისები მბრუნავ ჩარჩოში გამოწვეული EMF სტაციონარული დატვირთვის წინააღმდეგობის R n გადასატანად.
ალტერნატიული დენის გენერატორები გვხვდება არა მხოლოდ ჰიდროელექტროსადგურებში. ალტერნატორებს მანქანებში და სხვა მოწყობილობებში აქვთ მსგავსი დიზაინი და მუშაობის პრინციპი.
გაითვალისწინეთ, რომ საჭიროების შემთხვევაში დ., მაშინ ის მიიღება ცვლადიდან მისი გასწორებით.
AC პარამეტრები
ალტერნატიული მიმდინარეობა ხასიათდება მრავალი პარამეტრით. მოდით განვიხილოთ მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანი.
ნახ. 42 გვიჩვენებს სინუსოიდული დენის გრაფიკს. სინუსოიდული ძაბვის ან EMF გრაფიკები მსგავსია.
ფიგურა: 42. სინუსოიდული დენის გრაფიკი. სინუსოიდის პერიოდი თ.
ნაჩვენებია სინუსოიდური სიდიდის I და ამპლიტუდის მყისიერი მნიშვნელობები
1. პერიოდი - დრო, რომლის დროსაც სინუსოიდი ახდენს ერთ სრულ რხევას. პერიოდი თ წამებში იზომება.
2. სიხშირე - აჩვენებს სინუსოიდის რხევების რაოდენობას 1 წამში. სიხშირე მითითებულია ასოთი ვ (eff) და იზომება ჰერციში (Hz). სინუსოიდული დენის სიხშირე, რომელიც გამოიყენება ინდუსტრიაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში არის 50 ჰერცი. სიხშირე და პერიოდი დაკავშირებულია ფორმულით:
3. კუთხოვანი სიხშირე ω (ომეგა) - გვიჩვენებს გენერატორის ჩარჩოს როტაციის კუთხურ სიჩქარეს (კუთხე რადიანებში, რომლითაც გენერატორის ჩარჩო შეიტრინება ერთ წამში):
ჩარჩოს ერთი სრული როტაცია არის 360 გრადუსი, ანუ 2π რადიანი.
4. დენის, ძაბვის ან EMF- ის მყისიერი მნიშვნელობა. იგი აღინიშნება მცირე (მცირე) ასოთი: მე, შენ, ე.
მყისიერი არის სინუსოიდის მნიშვნელობის მნიშვნელობა დროის მოცემულ მომენტში, მაგალითად, t 1 –ზე, დენის მნიშვნელობა არის i. ნახ. 42 აჩვენებს მიმდინარე მომენტალურ მნიშვნელობებს დროის ორი მომენტისთვის. ჩანს, რომ დროის თითოეულ მომენტში მიმდინარეობას აქვს საკუთარი მნიშვნელობა. შეადარეთ ნახატს დენის სიდიდე (მყისიერი მნიშვნელობა) t 1 და t 2 ჯერზე.
5. ამპლიტუდის (მაქსიმალური) მნიშვნელობა მიმდინარე, ძაბვა ან EMF - ყველაზე დიდია ყველა მყისიერი მნიშვნელობებიდან.
ნახ. 42 გვიჩვენებს პიკური (მაქსიმალური) მიმდინარე მნიშვნელობებს დადებითი I მ და უარყოფითი –I მ ნახევარ პერიოდებში. მათი ზომა ერთი და იგივეა.
ამპლიტუდის მნიშვნელობებს მიუთითებს დიდი ასოთი, ინდექსით m. ზოგჯერ, ასო m- ის ნაცვლად იწერება მაქს.
6. დენის, ძაბვის ან EMF RMS მნიშვნელობა. იგი დანიშნულია დიდი ასოთი ინდექსის გარეშე: I, U, E.
მოქმედი ღირებულება ყველაზე მნიშვნელოვანია პრაქტიკისთვის. იგი ყველაზე ხშირად გამოიყენება ალტერნატიული დენის სიდიდის შესაფასებლად. ვოლტმეტრები და ამპერმეტრი ზუსტად აჩვენებს ეფექტური ღირებულება, შესაბამისად ძაბვა ან მიმდინარე.
სტანდარტული საყოფაცხოვრებო ქსელში ეფექტური ძაბვაა 220 ვ.
ამპლიტუდის მნიშვნელობა 1,41 ჯერ აღემატება მოქმედ მნიშვნელობას (ორი ფესვი).
