Реактивтік кедергілердің параллель қосылуы. Токтар Резонансы
жүктеу/скачать 307,06 Kb.
|
дәріс 8
| I = √( I1а + I2а)2+( I1р +I2р )2= √ Iа2+Ip2 (3.36)
мұндағы Iа = I1а+I2р және Iр = I1р +I2р тізбектің тарамдалмаған белігіндегі I тогының активтік және реактивтік сәйкес құраушылары болып табылады. U кернеуі мен I тогының арасындағы фазалық ығысу бұрышы φ-дің косинусы мына теңдіктен cos φ = Iа/I анықталады. Екі тармақты параллель қосудың өте маңызды түрін қарайық: олардың біреуі активтік кедергі R-ден және индуктивтік L-ден тұрса, ал екіншісі сыйымдылығы С конденсатордан тұрады (37 а-сурет), а және б нүктелеріне берілген генератордың кернеуі U-ға, ал бұрыштық жиілігі ω-ға тең. Индуктивтігі бар тармақтағы ток I1 = U/ √ R2+ (ωL)2 және ол фаза бойынша U кернеуден φ бұрышка қалып отыратыны анық. Конденсаторы бар тармақта ток I2 = U/1/ωC=UωC Конденсаторы бар тармақта активтік кедергі болмағандыктан, ондағы ток I2, векторлық диаграммада (37 б-сурет) көрсетілгендей, кернеу (U-дан фаза бойынша 90° бұрышқа алға шығады. Горизонталь ось бойымен Оа кесіндісі түрінде кернеу салынған. U кернеуден қалып отыратын жаққа қарай (сағат тілінің бағытымен) φ бұрыш жасап Об кесіндісі тұрғызылған, оған I1 ток салынған. Сосын кернеуден алға шығып отыратын жаққа қарай (сағат тілінің бағытына қарсы) — 90° бұрыш жасап Ов кесіндісі тұр-ғызылып, оның бойымен I2 тогы салынған. Геометриялық түрде I1 және I2 токтардың векторларын қосып, тізбектің I тарамдалмаған бөлігіндегі I тогының векторын аламыз. 37 Сурет – Индуктивтілік пен сыйымдылықты қатарлап қосу: а) сұлбасы; б) векторлық диаграммасы О кесіндісі I токты анықтайды, ал φ бұрышы тізбектің тарамдалмаған бөлігіндегі U кернеумен I токтың арасындағы фазалық ығысу бұрышын береді. Егер активтік кедергісі R және индуктивтігі L бар тармақка параллель қосылған С конденсаторлы тармақ болмаса, онда тізбектегі ток I1- ге тең болатындығы осы диаграммадан көрініп тұр. Конденсатордың болуы тізбектің тарамдалмаған бөлігіндегі токты I Токтар резонансы кезінде тізбектің тарамдалмаган белігінде токтың мәні минимал болғандықтан қосатын сымдар мен айнымалы ток генераторларының орамаларындағы шығындар да минимал болады. Активтік және индуктивтік кедергілерден тұратын тізбекке конденсаторды параллель жалғау cos φ-ді үлкейтеді. Сыйымдылығы С конденсаторды және активтік кедергісін ескерусіз қалдыруға болатын, индуктивтігі L орауышты параллель қоссақ, тармақтардағы токтар былайша анықталады: индуктивтігі бар тармақта I1 = U/ωL сыйымдылығы бар тармақта I=ωCU L индуктивтік және С сыйымдылықты, ZL және Iс токтары бір бірімен тең болатындай етіп, яғни U/ωL=UωC таңдап алайық. Осыдан резонанстық бұрыштық жиілікті ω0=1/√LC және резонанстық жиілікті f0= 1/2π √2С аныктаймыз. Сыйымдылығы бар бұтактағы ток IС — кернеуден фаза бойынша 90° бұрышка алға шығып, индуктивтігі бар бұтактағы ток I2, U — кернеуден фаза бойынша 90° бұрышка кейін қалып отырады. Тізбектің тарамдалмаған белігіндегі ток I нольге тең, ойткені шамалары жағынан бірдей Іс және I2 токтары бір біріне қарсы бағытталған. Идеал резонанс болған кезде тізбектің тарамдалмаған бөлігіндегі ток нольге тең, онда параллель қосылған индуктивтік пен сыйымдылықтан тұратын тізбектің кіріс кедергісі шексіз үлкен шама болады. Егер конденсаторды белгілі бір U-кернеуге дейін зарядтап, ин-дуктивтік орауышқа тұйықтасақ (38 а-сурет), онда тұйық контур да ток туып, конденсатор орауыш арқылы разрядталады. 38 Сурет – Тербелмелі контур: а) сұлбасы; б) векторлық диаграммасы Бұл жағдайда конденсаторда жиналған электр энергиясы орауштың магнит өрісінің энергиясына айналады. Конденсатордың кернеуі өте үлкен болған алғашкы кезде орауштың тогы мен магнит opici жылдам өсе бастайды. Индуктивтікте өздік индукцияның ЭҚК-і EL туады да, ол конденсатордағы U кернеумен теңеседі. Конденсатордың разрядталу проңесінде оның кернеуі азайып және ол нольге дейін кішірейген кезінде контурдағы ток максимал шамасына жетеді, яғни орауштың магнит өрісі ең үлкен болады. Сосын тізбектегі ток азая бастайды және өздік индукцияның ЭҚК-і бағытын өзгертіп, конденсаторды өздік индукцияның ЭҚК-нің, ток нольге дейін кішірейетін сәтіне сәйкес келетін ең жоғарғы шамасына дейін зарядтайды (қарама-қарсы полярлыкпен). Бұл жағдайда орауштың магнит өрісінің энергиясы конденсаторға қайтып оралады. Содан соң тағы да конденсатордың разряды басталады, бірақ та разряд тогының бағыты бастапкы қарама-қарсы болады, өйткені конденсатордағы кернеу өзінің полярлығын өзгертті. Сонымен тізбекте ток пен кернеудің резонанстық жиілікте f0= 1/2π √2С периодты түрде өзгеру проңесі жүріп турады (38б-сурет). Мұндай тізбек тербеліс контуры деп аталады. Контурдағы ток және оның кернеуі уақыт өткен сайын азайып отырады. Өйткені тізбектегі реактивтік кедергілерден басқа индуктивтік орауштың орамасы болып табылатын сымның активтік кедергісі бар. Сымның активтік кедергісінде жылуға айналып сымды қыздыратын энергия бөлініп шығады. Сондықтан да, конденсаторда жиналған және индуктивтік орауштың магнит өрісінің энергиясына айналатын, ал сосын қайтадан конденсаторға көшетін энергия әрбір период сайын жәйлап азая береді, бұл тербелістердің ешуіне әкеп соғады. жүктеу/скачать 307,06 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|