Parametrat kryesorë të qarkut AC. Rryma alternative. parametrat kryesorë
Rryma alternativethirre kete elektricitet, i cili ndryshon në mënyrë periodike në madhësi dhe drejtim.
Për të marrë rrymë alternative, përdoren gjeneratorë të makinave elektrike, funksionimi i të cilave bazohet në fenomenin induksioni elektromagnetik... Rryma alternative ka një të madhe domethënia praktike... Pothuajse e gjithë energjia elektrike gjenerohet si energji AC.
Aftësia për të marrë rryma alternative të tensioneve të ndryshme (të larta - për transmetimin e energjisë në distanca të gjata, të ulëta - për të furnizuar konsumatorë të ndryshëm), thjeshtësia e pajisjes së alternatorëve dhe motorëve, besueshmëria e tyre, lehtësia e përdorimit dhe e lartë specifikimet
u dha atyre një përdorim të gjerë.
Më e përhapura është rryma sinusoidale. Ndryshimi i rrymës sipas ligjit sinusoidal ndodh pa probleme, pa rryma dhe pika të mprehta, gjë që ka një efekt të dobishëm në punë makina elektrike dhe pajisjet.
Diagrami i kohës së rrymës sinusoidale tregohet në Fig. 1. Vlera e tij e menjëhershme përshkruhet nga formula
Ku është vlera maksimale (amplituda) e rrymës; - frekuenca këndore;
Faza fillestare (vlera e argumentit në momentin fillestar të kohës, d.m.th. në t \u003d 0).
EMF e ndryshueshme, tensionit AC dhe rryma alternative karakterizohet nga periudha, frekuenca, çastet, vlerat maksimale, vlera rms.
Figura: .1 Diagrami i kohës së rrymës sinusoidale
Periudha Koha gjatë së cilës ndryshorja EMF (tension ose rrymë) bën një ndryshim të plotë në madhësi dhe drejtim (një cikël) quhet periudhë. Periudha tregohet me letër T dhe matet në sekonda (s).
Frekuenca... Numri i ndryshimeve të plota në ndryshoren EMF (tension ose rrymë), e bërë në 1 s, quhet frekuencë. Frekuenca përcaktohet nga një shkronjë dhe matet në herc (Hz). Kur matni frekuencat e larta, përdoren njësitë e kilohertz (kHz) dhe megahertz (MHz):
1 kHz \u003d 1 OOO Hz, 1 MHz \u003d 1 OOo kHz \u003d 1 OO Hz.
Sa më e lartë të jetë frekuenca AC, aq më e shkurtër është periudha. Kështu, frekuenca është reciproke e periudhës:
Kur një lak rrotullohet në një fushë magnetike, një lak i korrespondon 360 °, ose 2n radian. Shpejtësia këndore e rrotullimit të kësaj loop shprehet në radian për sekondë (rad / s) dhe përcaktohet nga raporti. Kjo madhësi quhet frekuencë këndore dhe shënohet me shkronjën:
Frekuenca këndore e rrymës, e shprehur në radian për sekondë, është herë më e madhe se frekuenca e rrymës, e shprehur në herc
Vlerat e menjëhershme dhe maksimale... Thirren vlerat e ndryshores EMF, fuqisë së rrymës, tensionit dhe fuqisë në çdo kohë vlerat e çastit këto vlera përcaktohen përkatësisht me shkronja të vogla (,,,) dhe shkruhen si më poshtë:
Marrja e rrymës alternative njëfazore. Parametrat bazë të rrymës alternative.
Një variabël është një rrymë ndryshimi i së cilës në vlerë dhe drejtim përsëritet në intervale të rregullta.
Le të shqyrtojmë parimin e funksionimit të alternatorit më të thjeshtë. Midis poleve të një elektromagneti ose një magneti të përhershëm (Fig. 1), ekziston një rotor cilindrik (armaturë) i bërë nga fletë çeliku elektrik. Një spirale është montuar në rotor, e përbërë nga një numër i caktuar i kthesave të telit. Skajet e kësaj spiralje janë të lidhura me unaza rrëshqitëse që rrotullohen me rotorin. Kontaktet (furçat) e fiksuara janë të lidhura me unazat e rrëshqitjes, me ndihmën e të cilave spiralja është e lidhur me qarkun e jashtëm. Hendeku i ajrit midis poleve dhe rotorit profilizohet në mënyrë që induksioni fushë magnetike në të ndryshuar sipas një ligji sinusoidal:
ku 
- këndi midis rrafshit të spirales dhe rrafshit neutral 
.
Kur rotori rrotullohet në një fushë magnetike me një shpejtësi 
induksioni EMF induktohet në anët aktive të mbështjelljes
ku 
- këndi midis drejtimit
magnet i vektorëve të induksionit yami
fusha e këmbëve NËdhe shpejtësia v;
l- gjatësia e anëve aktive të spirales kthehet.
Fusha magnetike në boshllëk është e vendosur në mënyrë që këndi 
... Në këtë mënyrë,
Me numrin e kthesave numri i anëve aktive të spirales është 
... Pastaj EMF e spirales :, ku 
- vlera maksimale e EMF.
Kështu, EMF i gjeneratorit ndryshon sipas një ligji sinusoidal. Nëse një ngarkesë është e lidhur me terminalet e gjeneratorit, atëherë një rrymë do të rrjedhë përmes saj, e cila gjithashtu do të ndryshojë sipas një ligji sinusoidal.
Parametrat e mëposhtëm përdoren për të karakterizuar në mënyrë sasiore rrymën alternative.
1. Vlerat e menjëhershmeaktual unë, tensionit u, EMF e- vlerat e tyre në çdo kohë: 
;
;
.
2. Vlerat e amplitudësaktual 
, tensionit 
, EMF 
- vlerat maksimale të vlerave të çastit Une,
udhe
e(shih foton)
3. PeriudhaT- periudha kohore gjatë së cilës rryma bën një lëkundje të plotë dhe merr të njëjtën vlerë dhe shenjë të menjëhershme.
4
.Shpejtësia këndore karakterizon shpejtësinë e rrotullimit të spirales së gjeneratorit në një fushë magnetike. Në praktikë, për të marrë frekuencën e dëshiruar me një shpejtësi këndore relativisht të ulët, gjeneratorët kanë disa palë pole r.
Figura tregon një gjenerator me dy palë shtylla, në të cilën, në një revolucion të spiralës, EMF ndryshon pozicionin 4 herë ose 2 rkoha Le të prezantojmë konceptin e këndit elektrik 
postën elektronike :
email \u003d 
... Pastaj shpejtësia përcakton shpejtësinë këndore elektrike të spirales:
email / ( pT) \u003d p2 
/ (pT) \u003d 2 / T,
ku p2 - kënd elektrik që korrespondon me një rrotullim të spiralit në hapësirë; pT- koha përkatëse rperiudhat e rrymës.
Kështu, kjo formulë përcakton shpejtësinë elektrike.
5. Frekuenca ciklikefA është reciproke e periudhës T,ato. f=1/ T,
dhe duke karakterizuar numrin e luhatjeve të plota të rrymës në 1 s.
Njësia për frekuencën ciklike është herc (Hz):
[f]=1/c\u003d Hz
6. Vlerat aktuale të RMSUne, tensionitU dhe EMF E.Për të matur rrymën alternative, tensionin dhe EMF, prezantohet koncepti i vlerës efektive. Rryma alternative krahasohet me efektin termik konstant. Nëse pozicioni i reostateve zgjidhet ashtu që sasia e nxehtësisë e lëshuar në qarqe (shih Fig.) Në rezistencën R është e njëjtë, atëherë mund të supozojmë se rrymat në qarqe janë të njëjta.
Le të gjejmë marrëdhënien midis vlerës aktuale efektive dhe pikut. Sipas përkufizimit ,
- sasia e nxehtësisë së lëshuar nga rrymat e drejtpërdrejta dhe alternative): 
,
ku unë 2 Rdt - sasia e nxehtësisë , rryma alternative e emetuar me kalimin e kohës dt.
Duke barazuar këto shprehje, ne marrim: 
.
Duke zvogëluar nga një faktor i përbashkët Rdhe duke marrë parasysh atë 
, gjejmë një shprehje për vlerën efektive të rrymës: 
,
ose pas integrimit: 
Përdoret gjerësisht në industri dhe në jetën e përditshme ndryshore sinusoidale aktual Emri "rrymë sinusoidale" shpjegohet me faktin se voltazhi dhe rryma në qark ndryshojnë në përputhje me ligjin e sinusit. Shpesh një rrymë e tillë quhet thjesht alternative ose thjesht sinusoidale.
Përparësitë e rrymës alternative janë si më poshtë:
1. Motorët AC janë më të thjeshtë, më të lirë dhe më të besueshëm se motorët DC. Kjo është shumë e rëndësishme pasi miliona motorë elektrikë përdoren në industri dhe në jetën e përditshme.
2. Rryma alternative mund të transformohet, dmth., Duke përdorur një transformator, të rritni ose ulni vlerën e tij.
Figura: 40. Një qark i rrymës alternative sinusoidale dhe një grafik i rrymës sinusoidale
Një qark me një burim AC dhe një grafik të variacionit AC është treguar në Fig. 40. Shifra tregon një ndryshore sinusoidale aktual ... Grafiku do të duket saktësisht i njëjtë. tensioni sinusoidal ose EMF.
Ndryshe nga rryma e drejtpërdrejtë, rryma alternative ndryshon vazhdimisht në madhësi dhe drejtim.
Lëkundjet sinusoidale përbëhen nga dy gjysmë-periudha - pozitive dhe negative. Figura 40 tregon se gjysmë periudhat e sinusoidit janë të njëjta në lartësi dhe gjerësi. Ata ndryshojnë vetëm në polaritet.
Kur gjysma e ciklit ndryshohet, polarizimi i tensionit në terminalet e burimit dhe, në përputhje me rrethanat, drejtimi i rrymës në qark (shih Fig. 40).
Nga një ekzaminim i grafikut sinusoid, mund të shihet se vlera e rrymës alternative në qark po ndryshon vazhdimisht. Në momentin fillestar të periudhës, rryma është zero. Pastaj rryma rritet në një maksimum pozitiv, pas së cilës fillon të ulet dhe bie në zero. Në këtë moment, gjysma e periudhës së parë (pozitive) mbaron.
Në gjysmën e ciklit të dytë (negativ), rryma rritet përsëri në maksimum, por drejtimi (polarizimi) i saj është i kundërt me atë që ishte në gjysmë ciklin e parë. Pastaj rryma bie në zero dhe gjysma e dytë e ciklit përfundon.
Pas kësaj, procesi i konsideruar i ndryshimit të madhësisë dhe drejtimit të rrymës përsëritet.
Marrja e rrymës alternative
Rryma alternative e përdorur në industri dhe në jetën e përditshme gjenerohet nga gjeneratorët në termocentralet. Puna e gjeneratorëve bazohet në fenomenin e induksionit elektromagnetik. Për të kuptuar më mirë se si funksionon gjeneratori, përsëritni fenomenin e induksionit elektromagnetik. Le të shqyrtojmë se si funksionon gjeneratori. Në gjenerator, në një fushë magnetike, korniza rrotullohet me një shpejtësi këndore ω (omega). Fusha magnetike gjenerohet nga elektromagnetët që nuk tregohen në figurë. Korniza është një përcjellës drejtkëndëshe i përkulur. Rrotullimi i kornizës sigurohet nga një lloj forcë e jashtme. Për shembull, në një hidrocentral, rrotullimi i kornizës sigurohet nga rënia e ujit.
Figura: 41. Parimi i funksionimit të alternatorit
Anët e kryqit të kornizës linjat e energjisë fushë magnetike. Në këtë rast, një EMF induktohet në kornizë, në përputhje me fenomenin e induksionit elektromagnetik.
Çdo fund i kornizës është i lidhur me një unazë bakri që rrotullohet me kornizën. Furçat e grafitit shtypen në unaza. Unazat dhe furçat janë të nevojshme për të transferuar EMF të induktuar në kornizën rrotulluese në rezistencën e ngarkesës stacionare R n.
Gjeneratorët e rrymës alternative gjenden jo vetëm në hidrocentralet. Alternatorët në makina dhe pajisje të tjera kanë një dizajn dhe parim të ngjashëm të funksionimit.
Vini re se nëse është e nevojshme d.C., atëherë merret nga një ndryshore duke e drejtuar atë.
Parametrat AC
Rryma alternative karakterizohet nga një numër parametrash. Le të shqyrtojmë më të rëndësishmet prej tyre.
Në fig. 42 tregon një grafik të rrymës sinusoidale. Grafikët e tensionit sinusoidal ose EMF duken të ngjashëm.
Figura: 42. Grafiku i rrymës sinusoidale. Periudha e sinusoidit T.
Shfaqen vlerat e menjëhershme i dhe amplituda I të madhësisë sinusoidale
1. Periudha - koha gjatë së cilës sinusoidi bën një lëkundje të plotë. Periudha T matur në sekonda.
2. Frekuenca - tregon numrin e lëkundjeve të një sinusoidi në 1 sekondë. Frekuenca tregohet me shkronjë f (eff) dhe matet në herc (Hz). Frekuenca e rrymës sinusoidale e përdorur në industri dhe në jetën e përditshme është 50 Hz. Frekuenca dhe periudha lidhen me formulën:
3. Frekuenca këndore ω (omega) - tregon shpejtësinë këndore të rrotullimit të kornizës së gjeneratorit (kënd, në radian, me të cilin korniza e gjeneratorit do të rrotullohet në një sekondë):
Një rrotullim i plotë i kornizës është 360 gradë, ose 2π radian.
4. Vlera e menjëhershme e rrymës, tensionit ose EMF. Shënohet me një letër të vogël (të vogël): unë, u, e.
E çastit është vlera e një vlere sinusoidale në një moment të caktuar kohe, për shembull, në t 1, vlera e rrymës është i 1. Fig. 42 tregon vlerat e çastit të rrymës për dy momente të kohës. Mund të shihet se në çdo moment të kohës rryma ka vlerën e vet. Krahasoni në figurë madhësinë (vlerën e menjëhershme) të rrymës në momentet t 1 dhe t 2.
5. Vlera e amplitudës (maksimale) rryma, voltazhi ose EMF - më e madhja nga të gjitha vlerat e çastit.
Në fig. 42 tregon vlerat aktuale kulmore (maksimale) për gjysmën e periudhave pozitive I m dhe negative -I m. Ata janë të njëjtë në madhësi.
Vlerat e amplitudës tregohen me një shkronjë të madhe me indeksin m. Ndonjëherë, në vend të shkronjës m, shkruhet max.
6. Vlera RMS e rrymës, tensionit ose EMF. Ajo përcaktohet nga një shkronjë e madhe pa indeks: I, U, E.
Vlera e aktrimit është më e rëndësishmja për praktikë. Përdoret më shpesh për të vlerësuar madhësinë e një rryme alternative. Voltmetrat dhe ampermetrat tregojnë saktësisht vlera efektive, përkatësisht tensionit ose rrymës.
Në një rrjet standard shtëpiak, voltazhi efektiv është 220 V.
Vlera e amplitudës është 1.41 herë më e madhe se vlera e veprimit (rrënja e dy).
