Айнымалы ток, кең мағынасында — бағыты мен шамасы периодты түрде өзгеріп отыратын электр тогы. Ал техникада айнымалы ток деп ток күші мен кернеудің период ішіндегі орташа мәні нөлге тең болатын периодты ток түсініледі.
Резистор мен жалғағыш сымдардан тұратын қарапайым тізбектің қысқыштарындағы кернеу заңымен өзегереді.
R кедергіні актив кедергі деп атайды.
Ток күші мен кернеу тербелістерінің графиктері:
Ток күші (және кернеу) өзгерісі қайталанатын уақыттың (секундтпен берілген) ең қысқа аралығы период (Т) деп аталады (1-сурет). Айнымалы токтың тағы бір маңызды сипаттамасы — жиілік (ƒ). Дүние жүзі елдерінің көпшілігіндегі және Қазақстандағы электр энергетикалық жүйелерде пайдаланылатын стандартты жиілік — 50 Гц, ал АҚШ-та 60 Гц. Байланыс техникасында жиілігі жоғары (100 кГц-тен 30 ГГц-ке дейін) айнымалы ток пайдаланылады. Арнайы мақсат үшін өндіріс орындарында, медицинада және ғылым мен техниканың басқа салаларында әр түрлі жиіліктегі айнымалы ток, сондай-ақ импульстік ток қолданылады. Ток кернеуін кемітпей түрлендіруге болатындықтан іс жүзінде айнымалы токты электр энергиясын жеткізуде және таратуда кеңінен пайдаланады.
Ток күші (және кернеу) өзгерісі қайталанатын уақыттың (секундтпен берілген) ең қысқа аралығы период (Т) деп аталады (1-сурет). Айнымалы токтың тағы бір маңызды сипаттамасы — жиілік (ƒ). Дүние жүзі елдерінің көпшілігіндегі және Қазақстандағы электр энергетикалық жүйелерде пайдаланылатын стандартты жиілік — 50 Гц, ал АҚШ-та 60 Гц. Байланыс техникасында жиілігі жоғары (100 кГц-тен 30 ГГц-ке дейін) айнымалы ток пайдаланылады. Арнайы мақсат үшін өндіріс орындарында, медицинада және ғылым мен техниканың басқа салаларында әр түрлі жиіліктегі айнымалы ток, сондай-ақ импульстік ток қолданылады. Ток кернеуін кемітпей түрлендіруге болатындықтан іс жүзінде айнымалы токты электр энергиясын жеткізуде және таратуда кеңінен пайдаланады.
Периодты і(т) айнымалы токтың графигі
Айнымалы токтың үш фазалық жүйесі жиі қолданылады. Тұрақты токқа қарағанда айнымалы токтың генераторлары мен қозғалтқыштарының құрылымы қарапайым, жұмысы сенімді, мөлшері шағын әрі арзан. Айнымалы ток әуелі шала өткізгіштер арқылы, ал одан кейін шала өткізгішті инверторлар көмегімен жиілігі реттелмелі басқа айнымалы токқа түрлендіріледі. Бұл жағдай жылдамдығын бірте-бірте реттеуді талап ететін электр жетектерінің барлық түрі үшін қарапайым әрі арзан қозғалтқыштарын ( асинхронды және синхронды) пайдалануға мүмкіндік береді.
Тәжірибеде жай және неғұрлым маңызды жағдайда айнымалы ток күшінің лездік мәні (i) синусоидалық заңға сәйкес белгілі бір уақыт t ішінде мынадай заң бойынша өзгереді:
Тәжірибеде жай және неғұрлым маңызды жағдайда айнымалы ток күшінің лездік мәні (i) синусоидалық заңға сәйкес белгілі бір уақыт t ішінде мынадай заң бойынша өзгереді:
мұндағы -ток амплитудасы, - токтың бұрыштық жиілігі, - бастапқы фаза.
Сондай жиіліктегі кернеу де синусоидалық заң бойынша өзгереді:
R кедергіні айнымалы ток тізбегіндегі активті кедергі деп атайды.
Айнымалы ток күшінің лездік мәні ( ) синусоидалық заңға сәйкес белгілі бір уақыт ішінде мынадай заң бойынша өзгереді:
Сондай жиіліктегі кернеу де синусоидалық заң бойынша өзгереді:
Мұндай айнымалы токтың әсерлік мәндері мынаған тең болады:
Тек активті кедергісі бар тізбектегі айнымалы токтың бір период ішіндегі орташа қуаты әсерлік ток мәні мен әсерлік кернеу мәнінің көбейтіндісінен кем болады:
.
Айнымалы ток тізбегінде катушка индуктивті қосымша кедергі тудырады. Катушкада лездік мәні
болатын өздік индукцияның ЭҚК-і пайда болады.
Өздік индукцияның ЭҚК-і ток өзгерісіне кері әсер етеді, сондықтан тек индуктивтілік бар тізбекте ток фаза бойынша кернеуден ширек периодқа, яғни -ге қалыс қалады.
Катушкадағы ток күшінің амплитудасы
- идеал катушкасы бар айнымалы ток тізбегі үшін Ом заңы - катушканың индуктивті кедергісі
Конденсаторды айнымалы кернеу көзіне қосса, ол үнемі қайта зарядталып отырады да тізбек арқылы ток жүреді.
Сыйымдылық C шамасы U-ге тең кернеуге қосылғанда, оның заряды:
Периодты түрде өзгеріп отыратын кернеу периодты түрде өзгеретін зарядты тудырады да,сыйымдылық тогы пайда болады:
Ток күшінің амплитудасы
Сыйымдылық кедергі