1 Tunay at perpektong pinagmumulan ng kuryente. enerhiya. Mga katumbas na circuit . Anumang pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya ay nagpapalit ng iba pang uri ng enerhiya (mekanikal, ilaw, kemikal, atbp.) sa elektrikal na enerhiya. Ang kasalukuyang sa pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya ay nakadirekta

mula sa negatibong terminal hanggang sa positibo

dahil sa mga panlabas na puwersa na tinutukoy ng uri ng enerhiya na binago ng pinagmumulan sa enerhiyang elektrikal. Ang isang tunay na pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya kapag nagsusuri ng mga de-koryenteng circuit ay maaaring kinakatawan alinman bilang isang pinagmumulan ng boltahe o bilang isang kasalukuyang pinagmumulan. Ito ay ipinapakita sa ibaba gamit ang isang halimbawa ng isang ordinaryong baterya.

kanin. 14. Representasyon ng isang tunay na pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya alinman bilang pinagmumulan ng boltahe o bilang isang kasalukuyang pinagmumulan Ang mga pamamaraan ng kumakatawan sa isang tunay na pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya ay naiiba sa bawat isa sa mga katumbas na circuits (calculation circuits). Sa Fig. 15 ang tunay na pinagmulan ay kinakatawan (pinalitan) ng isang circuit ng pinagmulan ng boltahe, at sa Fig. 16, ang tunay na pinagmulan ay kinakatawan (pinalitan) ng isang kasalukuyang source circuit. Tulad ng makikita mula sa mga diagram sa Fig. 15 at 16, ang bawat isa sa mga circuit ay may perpektong pinagmulan (boltahe o kasalukuyang) at sarili nitong panloob na pagtutol r HV. Kung ang panloob na paglaban ng pinagmulan ng boltahe ay zero (r VN = 0), pagkatapos ito ay lumiliko perpektong mapagkukunan ng boltahe (pinagmulan ng EMF). Kung ang panloob na paglaban ng kasalukuyang pinagmulan ay walang hanggan na malaki (r VN =), pagkatapos ito ay lumiliko. perpektong kasalukuyang mapagkukunan(pinagmulan ng kasalukuyang pagmamaneho). Ang mga circuit ng isang perpektong mapagkukunan ng boltahe at isang perpektong mapagkukunan ng kasalukuyang ay ipinapakita sa Fig. 17 at 18. Lalo naming napapansin na tutukuyin namin ang perpektong kasalukuyang pinagmulan sa pamamagitan ng sulat J 2. AC circuits. Single phase alternating current. Mga pangunahing katangian, mga frequency ng phase, paunang yugto. ALTERNATING SINGLE-PHASE CURRENT.

Ang agos na nagbabago sa paglipas ng panahon sa halaga at direksyon ay tinatawag na alternating. Sa pagsasagawa, ginagamit ang mga ito nang pana-panahon mula sa alternating current na nag-iiba ayon sa sinusoidal na batas (Fig. 1) Ang mga dami ng sinusoidal ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na pangunahing parameter: period, frequency, amplitude, initial phase o phase shift.- bilang ng mga yugto bawat segundo. Ang yunit ng dalas ay Hertz (dinaglat na Hz), ang 1 Hz ay ​​katumbas ng isang oscillation bawat segundo. Ang panahon at dalas ay magkaugnay T = 1/f. Ang pagbabago sa paglipas ng panahon, ang sinusoidal na dami (boltahe, kasalukuyang, emf) ay tumatagal sa iba't ibang mga halaga. Ang halaga ng isang dami sa isang naibigay na sandali sa oras ay tinatawag na madalian. Amplitude- ang pinakamalaking halaga ng sinusoidal na dami. Ang mga amplitude ng kasalukuyang, boltahe at EMF ay ipinahiwatig sa malalaking titik na may index: I m, U m, E m, at ang kanilang mga agarang halaga ay ipinahiwatig sa maliliit na titik i, u, e.

3 Ang agarang halaga ng isang sinusoidal na dami, halimbawa kasalukuyang, ay tinutukoy ng formula i = I m sin(ωt + ψ), kung saan ang ωt + ψ ay ang phase-angle na tumutukoy sa halaga ng sinusoidal na dami sa isang takdang oras; Ang ψ ay ang paunang yugto, ibig sabihin, ang anggulo na tumutukoy sa halaga ng dami sa unang sandali ng oras. Ang mga dami ng sinusoidal na may parehong dalas ngunit magkaibang mga paunang yugto ay tinatawag na phase-shifted. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 2 ang mga graph ng sinusoidal na dami (kasalukuyan, boltahe) na inilipat sa yugto. Kapag ang mga unang yugto ng dalawang dami ay pantay ψ i = ψ u, kung gayon ang pagkakaiba ψ i − ψ u = 0 at, samakatuwid, walang phase shift φ = 0 (Fig. 3).. Ang pagiging epektibo ng mekanikal at thermal na pagkilos ng alternating current ay tinasa ng epektibong halaga nito. Ang epektibong halaga ng alternating current ay katumbas ng halaga ng direktang kasalukuyang, na, sa isang oras na katumbas ng isang panahon ng alternating current, ay maglalabas sa parehong pagtutol ng parehong halaga ng init bilang ang alternating current. Ang epektibong halaga ay ipinahiwatig sa malalaking titik na walang index: Ako, U, E kanin. 2 Mga graph ng sinusoidal kasalukuyang at boltahe, phase shifted.

kanin. 3

Mga graph ng sinusoidal current at boltahe na nasa phase

4 Para sa mga sinusoidal na dami, ang epektibo at amplitude na mga halaga ay nauugnay sa mga ugnayan:I=I M /√2;U=U M /√2; E=E M √2.

.

Para sa maharmonya kasalukuyang oscillations

5 Formula ng inductive reactance:

kung saan ang L ay inductance.

Formula ng kapasidad:

kung saan ang C ay kapasidad.

Iminumungkahi naming isaalang-alang ang isang alternating current circuit, na kinabibilangan ng isang aktibong paglaban, at iguhit ito sa iyong mga notebook. Pagkatapos suriin ang figure, sasabihin ko sa iyo na sa isang de-koryenteng circuit (Larawan 1, a) sa ilalim ng impluwensya ng alternating boltahe, alternating kasalukuyang daloy, ang pagbabago nito ay depende sa pagbabago sa boltahe. Kung ang boltahe ay tumaas, ang kasalukuyang sa circuit ay tumataas, at kapag ang boltahe ay zero, walang kasalukuyang sa circuit.

Ang pagbabago sa direksyon nito ay kasabay din ng pagbabago sa direksyon ng boltahe

(Larawan 1, c).

Fig. 1. AC circuit na may aktibong pagtutol: a – diagram; b - diagram ng vector; c – wave diagram

Grapiko kong inilalarawan sa board ang sinusoids ng kasalukuyang at boltahe na nasa yugto, na nagpapaliwanag na kahit na posible upang matukoy ang panahon at dalas ng mga oscillations, pati na rin ang maximum at epektibong mga halaga mula sa isang sinusoid, gayunpaman ay medyo mahirap. upang bumuo ng isang sinusoid. Ang isang mas simpleng paraan upang kumatawan sa kasalukuyan at mga halaga ng boltahe ay vector. Para dito, ang boltahe vector (sa sukat) ay dapat na naka-plot sa kanan mula sa isang arbitraryong napiling punto. Inaanyayahan ng guro ang mga mag-aaral na i-plot ang kasalukuyang vector sa kanilang sarili, na nagpapaalala sa kanila na ang boltahe at kasalukuyang ay nasa phase. Pagkatapos bumuo ng isang vector diagram (Larawan 1, b), dapat itong ipakita na ang anggulo sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang mga vector ay zero, i.e. = 0. Ang kasalukuyang lakas sa naturang circuit ay matutukoy ng batas ng Ohm:

Sa paligid ng mga liko ng coil, kapag ang kasalukuyang pumasa, isang alternating magnetic field ay malilikha, na nag-uudyok ng isang self-induction emf sa mga pagliko. Ayon sa panuntunan ni Lenz, ang epekto ng induction ay palaging sumasalungat sa sanhi na sanhi nito. At dahil ang self-induction ay sanhi ng mga pagbabago sa alternating current, pinipigilan nito ang pagpasa nito. Ang paglaban na dulot ng self-induction ay tinatawag na inductive at tinutukoy ng letrang x L.

Ang inductive reactance ng coil ay depende sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa coil at ang inductance nito L: kung saan ang X L ay ang inductive reactance, Ohm; – angular frequency ng alternating current, rad/s;

L ay ang inductance ng coil, G.

Angular frequency == ,

kaya naman, .

Kapasidad sa isang alternating current circuit.

Bago simulan ang paliwanag, dapat itong alalahanin na mayroong isang bilang ng mga kaso kapag sa mga de-koryenteng circuit, bilang karagdagan sa aktibo at pasaklaw na pagtutol, mayroon ding capacitive reactance.

kung saan ang C ay ang kapasidad ng kapasitor, F. Inaanyayahan ko ang mga mag-aaral na bumuo ng isang vector diagram ng kasalukuyang at boltahe sa isang circuit na may kapasidad. Hayaan akong ipaalala sa iyo na kapag nag-aaral ng mga proseso sa isang de-koryenteng circuit na may capacitive reactance, natagpuan na ang kasalukuyang humahantong sa boltahe sa isang anggulo φ = 90°. Ang phase shift na ito ng kasalukuyang at boltahe ay dapat ipakita sa isang wave diagram. Grapiko kong inilalarawan ang isang boltahe sinusoid sa pisara (Larawan 3, b) at tinuturuan ang mga mag-aaral na mag-isa na gumuhit ng kasalukuyang sinusoid na humahantong sa boltahe sa isang anggulo na 90°.

§ 54. Inductance sa isang alternating current circuit

Ang pagpasa ng electric current sa pamamagitan ng isang conductor o coil ay sinamahan ng hitsura ng isang magnetic field. Isaalang-alang natin ang isang alternating current electrical circuit (Larawan 57, a), na kinabibilangan ng isang inductor na may isang maliit na bilang ng mga pagliko ng wire ng isang medyo malaking cross-section, ang aktibong paglaban na maaaring ituring na halos katumbas ng zero.
Sa ilalim ng impluwensya ng e. d.s. generator, isang alternating current na dumadaloy sa circuit, nakakapanabik ng isang alternating magnetic flux. Ang daloy na ito ay tumatawid sa "sariling" pagliko ng coil at isang electromotive force ng self-induction ang lumitaw dito

saan L- coil inductance;
- ang rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa loob nito.
Ang electromotive force ng self-induction, ayon sa panuntunan ni Lenz, ay palaging sumasalungat sa sanhi na sanhi nito. Since e. d.s. Ang self-induction ay laging sumasalungat sa mga pagbabago sa alternating current na dulot ng e. d.s. generator, pinipigilan nito ang pagpasa ng alternating current. Sa mga kalkulasyon, ito ay isinasaalang-alang ng inductive reactance, na tinutukoy XL at sinusukat sa ohms.

Kaya, ang inductive reactance ng coil XL, depende sa halaga ng e. d.s. self-induction, at samakatuwid, ito, tulad ng e. d.s. self-induction, depende sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa coil (sa frequency ω) at sa inductance ng coil L

XL = ω L, (58)

saan XL- inductive reactance, ohm;
ω - angular frequency ng alternating current, rad/seg;
L- coil inductance, gn.
Dahil ang angular frequency ng alternating current ay ω = 2π f, pagkatapos ay ang inductive reactance

XL= 2π f L, (59)

saan f- dalas ng AC, Hz.

Halimbawa. Coil na may inductance L = 0,5 gn, konektado sa isang alternating current source na ang dalas f = 50 Hz. tukuyin:
1) inductive reactance ng coil sa dalas f = 50 Hz;
2) ang inductive resistance ng coil na ito sa alternating current, ang dalas nito f = 800 Hz.
Solusyon . Inductive reactance sa alternating current sa f = 50 Hz

XL= 2π f L= 2 · 3.14 · 50 · 0.5 = 157 ohm.

Sa kasalukuyang dalas f = 800 Hz

XL= 2π f L= 2 · 3.14 · 800 · 0.5 = 2512 ohm.

Ang halimbawa sa itaas ay nagpapakita na ang inductive reactance ng isang coil ay tumataas sa pagtaas ng dalas ng alternating current na dumadaloy dito. Habang bumababa ang dalas ng kasalukuyang, bumababa ang inductive reactance. Para sa direktang kasalukuyang, kapag ang kasalukuyang sa likid ay hindi nagbabago at ang magnetic flux ay hindi tumatawid sa mga pagliko nito, hal. d.s. hindi nangyayari ang self-induction, ang inductive reactance ng coil XL katumbas ng zero. Ang inductor para sa direktang kasalukuyang ay isang pagtutol lamang

Alamin natin kung paano nagbabago ang z. d.s. self-induction, kapag ang alternating current ay dumadaloy sa inductor.
Ito ay kilala na may pare-pareho ang likid inductance e. d.s. Ang self-induction ay nakasalalay sa bilis ng pagbabago sa kasalukuyang lakas at ito ay palaging nakadirekta sa dahilan na nagdulot nito.
Sa graph (Larawan 57, c) ang alternating current ay ipinapakita sa anyo ng isang sinusoid (solid line). Sa unang quarter ng panahon, ang kasalukuyang pagtaas mula sa zero hanggang sa pinakamataas na halaga. Electromotive na puwersa ng self-induction e c, ayon sa panuntunan ni Lenz, pinipigilan ang pagtaas ng kasalukuyang sa circuit. Samakatuwid, ipinapakita ng graph (dashed line) na ang ec sa oras na ito ay may negatibong halaga. Sa ikalawang quarter ng panahon, ang kasalukuyang sa coil ay bumababa sa zero. Sa panahong ito e. d.s. Ang self-induction ay nagbabago ng direksyon nito at tumataas, na pinipigilan ang pagbaba ng kasalukuyang. Sa ikatlong quarter ng panahon, nagbabago ang kasalukuyang direksyon at unti-unting tumataas sa pinakamataas na halaga nito; e. d.s. Ang self-induction ay may positibong halaga pa, kapag bumababa ang kasalukuyang lakas, e. d.s. muling binabago ng self-induction ang direksyon nito at muling pinipigilan ang pagbaba ng kasalukuyang sa circuit.

Mula sa itaas ito ay sumusunod na ang kasalukuyang sa circuit at e. d.s. wala sa yugto ang self-inductions. Nauuna ang agos sa e. d.s. self-induction in phase sa pamamagitan ng isang-kapat ng isang yugto o sa pamamagitan ng isang anggulo φ = 90°. Dapat ding tandaan na sa isang circuit na may inductance na hindi naglalaman ng r, sa bawat sandali ng oras ang electromotive force ng self-induction ay nakadirekta patungo sa boltahe ng generator U. Kaugnay nito, ang boltahe at e. d.s. pagtatalaga sa sarili e Ang c ay inililipat din sa phase na may kaugnayan sa isa't isa ng 180°.
Mula sa naunang nabanggit ay sumusunod na sa isang alternating current circuit na naglalaman lamang ng inductance, ang kasalukuyang nahuhuli sa boltahe na nabuo ng generator sa pamamagitan ng isang anggulo φ = 90° (isang-kapat ng isang panahon) at nauuna sa e. d.s. self-induction ng 90°. Maaari din nating sabihin na sa isang inductive circuit ang boltahe ay 90° nangunguna sa kasalukuyang nasa phase.
Bumuo tayo ng vector diagram ng kasalukuyang at boltahe para sa isang alternating current circuit na may inductive reactance. Upang gawin ito, itabi natin ang kasalukuyang vector ako pahalang sa sukat na aming pinili (Larawan 57, b.)
Upang ipakita sa isang vector diagram na ang boltahe ay nauuna sa kasalukuyang in phase sa pamamagitan ng isang anggulo φ = 90°, i-plot namin ang boltahe vector U pataas sa isang anggulo na 90°. Ang batas ng Ohm para sa isang circuit na may inductance ay maaaring ipahayag bilang mga sumusunod:

Dapat itong bigyang-diin na mayroong isang makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng inductive at aktibong paglaban sa alternating current.
Kapag ang isang aktibong load ay konektado sa isang alternator, ang enerhiya ay hindi na mababawi na natupok ng aktibong pagtutol.
Kung ang isang inductive reactance ay konektado sa alternating current source r= 0, pagkatapos ang enerhiya nito, habang tumataas ang kasalukuyang lakas, ay ginugugol sa kapana-panabik na magnetic field. Ang pagbabago sa larangang ito ay nagiging sanhi ng e. d.s. pagtatalaga sa sarili. Kapag bumababa ang kasalukuyang, ang enerhiya na nakaimbak sa magnetic field dahil sa nagreresultang e. d.s. ang self-induction ay ibinalik sa generator.
Sa unang quarter ng panahon, ang kasalukuyang lakas sa circuit na may inductance ay tumataas at ang enerhiya ng kasalukuyang pinagmulan ay naipon sa magnetic field. Sa panahong ito e. d.s. ang self-induction ay nakadirekta laban sa boltahe.
Kapag naabot ng kasalukuyang ang pinakamataas na halaga nito at nagsimulang bumaba sa ikalawang quarter ng panahon, pagkatapos ay hal. d.s. self-induction, pagbabago ng direksyon nito, ay may posibilidad na mapanatili ang kasalukuyang sa circuit. Sa ilalim ng impluwensya ng e. d.s. Self-induction, ang enerhiya ng magnetic field ay bumalik sa pinagmumulan ng enerhiya - ang generator. Sa oras na ito, ang generator ay nagpapatakbo sa engine mode, na nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya.
Sa ikatlong quarter ng panahon, ang kasalukuyang lakas sa circuit sa ilalim ng impluwensya ng e. d.s. ang generator ay tumataas, at sa parehong oras ang kasalukuyang daloy sa kabaligtaran direksyon. Sa oras na ito, ang enerhiya ng generator ay muling naipon sa magnetic field ng inductance.
Sa ikaapat na quarter ng panahon, ang kasalukuyang lakas sa circuit ay bumababa, at ang enerhiya na naipon sa magnetic field sa ilalim ng impluwensya ng e. d.s. ang self-induction ay ibinalik muli sa generator.
Kaya, sa una at ikatlong quarter ng bawat panahon, ginugugol ng alternator ang enerhiya nito sa isang circuit na may inductance upang lumikha ng magnetic field, at sa ikalawa at ikaapat na quarter ng bawat panahon, ang enerhiya na nakaimbak sa magnetic field ng coil bilang resulta ng resulta e. d.s. self-induction, babalik pabalik sa generator.
Ito ay sumusunod mula dito na ang isang inductive load, hindi tulad ng isang aktibong load, sa karaniwan ay hindi kumonsumo ng enerhiya na nabuo ng generator, at sa isang circuit na may inductance, ang enerhiya ay "pumped" mula sa generator hanggang sa inductive load at likod, i.e., nagaganap ang mga pagbabago sa enerhiya.
Mula sa itaas ay sumusunod na ang inductive reactance ay reaktibo. Sa isang circuit na naglalaman ng reactance, ang enerhiya ay nag-oscillates mula sa generator patungo sa load at likod.

Mayroong dalawang uri - aktibo at reaktibo. Ang aktibo ay kinakatawan ng mga resistors, incandescent lamp, heating coils, atbp. Sa madaling salita, ang lahat ng mga elemento kung saan ang dumadaloy na kasalukuyang direktang gumaganap ng kapaki-pakinabang na gawain o, sa isang partikular na kaso, ay nagiging sanhi ng nais na pag-init ng konduktor. Sa turn, ang reaktibo ay isang pangkalahatang termino. Ito ay tumutukoy sa capacitive at inductive reactance. Sa mga elemento ng circuit na may reactance, ang iba't ibang intermediate na pagbabago ng enerhiya ay nangyayari sa panahon ng pagpasa ng electric current. Ang isang kapasitor (kapasidad) ay nag-iipon ng singil at pagkatapos ay ilalabas ito sa circuit. Ang isa pang halimbawa ay ang inductive reactance ng isang coil, kung saan ang bahagi ng elektrikal na enerhiya ay na-convert sa isang magnetic field.

Sa katunayan, walang mga "purong" aktibo o reaktibo na pagtutol. Mayroong palaging isang kabaligtaran na bahagi. Halimbawa, kapag kinakalkula ang mga wire para sa malayuang mga linya ng kuryente, hindi lamang ang kapasidad ang isinasaalang-alang. At kapag isinasaalang-alang ang inductive reactance, kailangan mong tandaan na ang parehong mga conductor at ang power source ay gumagawa ng kanilang sariling mga pagsasaayos sa mga kalkulasyon.

Kapag tinutukoy ang kabuuang paglaban ng isang seksyon ng circuit, kinakailangan upang magdagdag ng mga aktibo at reaktibo na bahagi. Bukod dito, imposibleng makakuha ng direktang kabuuan gamit ang isang ordinaryong operasyong matematika, kaya ginagamit nila ang geometric (vector) na paraan ng karagdagan. Ang isang kanang tatsulok ay itinayo, ang dalawang paa nito ay kumakatawan sa aktibo at pasaklaw na pagtutol, at ang hypotenuse ay kabuuan. Ang haba ng mga segment ay tumutugma sa kasalukuyang mga halaga.

Isaalang-alang natin ang inductive reactance sa isang alternating current circuit. Isipin natin ang isang simpleng circuit na binubuo ng isang pinagmumulan ng kapangyarihan (EMF, E), isang risistor (aktibong sangkap, R) at isang coil (inductance, L). Dahil ang inductive reactance ay lumitaw dahil sa self-inductive emf (Esi) sa mga pagliko ng coil, malinaw na tumataas ito sa pagtaas ng inductance ng circuit at pagtaas sa halaga ng kasalukuyang dumadaloy sa circuit. .

Ang batas ng Ohm para sa naturang circuit ay ganito ang hitsura:

E + E si = I*R.

Ang pagkakaroon ng pagtukoy sa derivative ng kasalukuyang sa oras (I pr), maaari nating kalkulahin ang self-induction:

E si = -L*I pr.

Ang "-" sign sa equation ay nagpapahiwatig na ang aksyon ng Esi ay nakadirekta laban sa pagbabago sa kasalukuyang halaga. Ang tuntunin ni Lenz ay nagsasaad na sa anumang pagbabago sa kasalukuyang, nangyayari ang isang self-inductive emf. At dahil ang mga naturang pagbabago sa mga circuit ay natural (at patuloy na nangyayari), kung gayon ang E si ay bumubuo ng isang makabuluhang kontraksiyon o, na totoo rin, paglaban. Sa kaso ng isang pinagmumulan ng kapangyarihan, ang pag-asa na ito ay hindi humahawak at kung susubukan mong ikonekta ang isang coil (inductance) sa naturang circuit, isang klasikong maikling circuit ang magaganap.

Upang malampasan ang Esi, ang pinagmumulan ng kapangyarihan ay dapat lumikha ng isang potensyal na pagkakaiba sa mga terminal ng coil na sapat na, sa pinakamababa, upang mabayaran ang paglaban ng Esi. Ito ay sumusunod mula dito:

U pusa = -E si.

Sa madaling salita, ang boltahe sa buong inductance ay katumbas ng bilang ng electromotive force ng self-induction.

Dahil habang ang kasalukuyang sa circuit ay tumataas, ang pagbuo ng vortex field naman ay tumataas, na nagiging sanhi ng pagtaas ng countercurrent sa inductance, maaari nating sabihin na mayroong isang phase shift sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang. Ang isang tampok ay sumusunod mula dito: dahil pinipigilan ng self-induction na EMF ang anumang pagbabago sa kasalukuyang, pagkatapos ay kapag ito ay tumaas (ang unang quarter ng panahon sa isang sinusoid), isang countercurrent ay nabuo ng field, ngunit kapag ito ay bumagsak (ang pangalawang quarter), sa kabaligtaran, ang sapilitan na kasalukuyang ay nakadirekta kasama ang pangunahing isa. Iyon ay, kung teoretikal nating ipinapalagay ang pagkakaroon ng isang perpektong pinagmumulan ng kapangyarihan na walang panloob na pagtutol at inductance na walang aktibong sangkap, kung gayon ang mga pagbabago sa enerhiya na "source-coil" ay maaaring mangyari nang walang katiyakan.

Alam namin na ang kasalukuyang self-induction ng coil ay nakakatugon sa pagtaas ng kasalukuyang ng generator. Ito na ang pagsalungat ng kasalukuyang self-induction ng coil sa pagtaas ng kasalukuyang ng generator ay tinatawag na inductive reactance.

Ang bahagi ng alternating current energy ng generator ay ginugugol sa pagtagumpayan ng kontraaksyon na ito. Ang lahat ng bahaging ito ng enerhiya ay ganap na na-convert sa enerhiya ng magnetic field ng coil. Kapag bumababa ang kasalukuyang generator, bababa din ang magnetic field ng coil, na pinuputol ang coil at nagdudulot ng self-induction current sa circuit. Ngayon ang kasalukuyang self-induction ay dadaloy sa parehong direksyon bilang ang nagpapababa ng kasalukuyang generator.

Kaya, ang lahat ng enerhiya na ginugol ng kasalukuyang generator upang mapagtagumpayan ang counteraction ng self-induction current ng coil ay ganap na ibinalik sa circuit sa anyo ng electric current energy. Samakatuwid, ang inductive reactance ay reaktibo, ibig sabihin, hindi ito nagiging sanhi ng hindi mababawi na pagkawala ng enerhiya.

Ang yunit ng inductive reactance ay Ohm

Ang inductive reactance ay tinutukoy ng X L.

Ang letrang X- ay nangangahulugan ng reactance, at ang L ay nangangahulugan na ang reactance na ito ay inductive.

f - frequency Hz, L - coil inductance H, X L - inductive reactance Ohm

Relasyon sa pagitan ng mga phase U at I sa X L

Dahil ang aktibong paglaban ng coil ay katumbas ng zero (purely inductive resistance), kung gayon ang lahat ng boltahe na inilapat ng generator sa likid ay ginagamit upang mapagtagumpayan ang e. d.s. self-inductance ng coil. Nangangahulugan ito na ang graph ng boltahe na inilapat ng generator sa coil ay katumbas ng amplitude sa graph ng e. d.s. self-induction ng coil at nasa antiphase kasama nito.

Ang boltahe na inilapat ng generator sa purong inductive reactance at ang kasalukuyang dumadaloy mula sa generator sa pamamagitan ng purong inductive reactance ay inililipat sa phase ng 90 0, i.e. ibig sabihin, ang boltahe ay humahantong sa kasalukuyang ng 90 0.

Bilang karagdagan sa inductive reactance, ang isang tunay na coil ay mayroon ding aktibong pagtutol. Ang mga paglaban na ito ay dapat ituring na konektado sa serye.

Sa aktibong paglaban ng coil, ang boltahe na inilapat ng generator at ang kasalukuyang nagmumula sa generator ay nasa phase.

Sa isang purong inductive reactance, ang boltahe na inilapat ng generator at ang kasalukuyang nagmumula sa generator ay inililipat sa phase ng 90 0. Ang boltahe ay humantong sa kasalukuyang sa pamamagitan ng 90 0. Ang nagresultang boltahe na inilapat ng generator sa likid ay tinutukoy ng panuntunan ng paralelogram.

i-click ang larawan para palakihin

Ang nagresultang boltahe na inilapat ng generator sa coil ay palaging humahantong sa kasalukuyang sa pamamagitan ng isang anggulo na mas mababa sa 90 0.

Ang magnitude ng anggulo φ ay nakasalalay sa mga halaga ng aktibo at pasaklaw na paglaban ng coil.

Tungkol sa nagresultang paglaban ng likid

Ang nagreresultang paglaban ng likid ay hindi mahahanap sa pamamagitan ng pagbubuod ng mga halaga ng mga aktibo at reaktibong pagtutol nito.

Ang resultang coil resistance Z ay

), ipinapalagay namin na ang aktibong paglaban ng circuit na ito ay zero.

Gayunpaman, sa katotohanan, ang parehong wire ng coil mismo at ang connecting wires ay may, bagaman maliit, aktibong paglaban, kaya ang circuit ay hindi maaaring hindi kumonsumo ng enerhiya ng kasalukuyang pinagmulan.

Samakatuwid, kapag tinutukoy ang kabuuang pagtutol ng isang panlabas na circuit, kailangan mong idagdag ang reaktibo at aktibong pagtutol nito. Ngunit imposibleng idagdag ang dalawang pagtutol na ito, na magkaiba sa kalikasan.

Sa kasong ito, ang kabuuang paglaban ng circuit sa alternating current ay matatagpuan sa pamamagitan ng geometric na karagdagan.

Ang isang kanang tatsulok ay itinayo (tingnan ang Larawan 1), ang isang bahagi nito ay ang halaga ng inductive reactance, at ang isa pa ay ang halaga ng aktibong pagtutol. Ang kinakailangang kabuuang pagtutol ng circuit ay tinutukoy ng ikatlong bahagi ng tatsulok.

Figure 1. Pagpapasiya ng impedance ng isang circuit na naglalaman ng inductive at active resistance

Ang kabuuang paglaban ng isang circuit ay tinutukoy ng Latin na titik Z at sinusukat sa ohms. Mula sa pagtatayo ay malinaw na ang kabuuang pagtutol ay palaging mas malaki kaysa sa pasaklaw at aktibong mga pagtutol na kinuha nang hiwalay.

Ang algebraic expression para sa kabuuang paglaban ng circuit ay:

saan Z - kabuuang pagtutol, R - aktibong paglaban, XL - pasaklaw na pagtutol ng circuit.

kaya, Ang kabuuang paglaban ng isang alternating current circuit, na binubuo ng aktibo at inductive resistance, ay katumbas ng square root ng kabuuan ng mga parisukat ng aktibo at inductive resistance ng circuit na ito.

Para sa naturang circuit ito ay ipahahayag ng formula I = U / Z, kung saan ang Z ay ang kabuuang pagtutol ng circuit.

Suriin natin ngayon kung ano ang magiging boltahe kung ang circuit, bilang karagdagan sa at at ang phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at ang inductance, ay mayroon ding medyo malaking aktibong resistensya. Sa pagsasagawa, ang naturang circuit ay maaaring, halimbawa, isang circuit na naglalaman ng isang inductor na walang isang iron core, sugat mula sa isang manipis na wire (high frequency choke).

Sa kasong ito, ang phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe ay hindi na magiging isang-kapat ng isang panahon (tulad ng ito ay sa isang circuit na may lamang inductive reactance), ngunit higit na mas mababa; Bukod dito, mas malaki ang aktibong paglaban, mas maliit ang phase shift.

Figure 2. Kasalukuyan at boltahe sa isang circuit na naglalaman ng R at L

Ngayon ito mismo ay wala sa antiphase na may boltahe ng kasalukuyang pinagmulan, dahil hindi na ito inililipat sa boltahe sa kalahating panahon, ngunit mas kaunti. Bilang karagdagan, ang boltahe na nilikha ng kasalukuyang pinagmumulan sa mga terminal ng coil ay hindi katumbas ng self-inductive emf, ngunit mas malaki kaysa sa dami ng pagbaba ng boltahe sa aktibong paglaban ng coil wire. Sa madaling salita, ang boltahe sa coil ay binubuo ng dalawang bahagi:

u L - reaktibong bahagi ng boltahe, binabalanse ang pagkilos ng self-induction EMF,

Ang u R ay ang aktibong bahagi ng boltahe na ginagamit upang madaig ang aktibong paglaban ng circuit.

Kung isasama namin ang isang malaking aktibong paglaban sa serye na may coil, ang phase shift ay bababa nang labis na ang kasalukuyang sinusoid ay halos maabutan ang boltahe sinusoid at ang pagkakaiba ng phase sa pagitan ng mga ito ay halos hindi mahahalata. Sa kasong ito, ang amplitude ng bahagi at magiging mas malaki kaysa sa amplitude ng bahagi.

Sa parehong paraan, maaari mong bawasan ang phase shift at kahit na ganap na bawasan ito sa zero kung bawasan mo ang dalas ng generator sa ilang paraan. Ang pagbaba sa dalas ay hahantong sa pagbaba sa self-induction EMF, at dahil dito sa pagbaba ng phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe sa circuit na dulot nito.

Kapangyarihan ng isang AC circuit na naglalaman ng isang inductor

Ang AC circuit na naglalaman ng coil ay hindi kumukonsumo ng enerhiya mula sa kasalukuyang pinagmulan at ang circuit ay sumasailalim sa isang proseso ng pagpapalitan ng enerhiya sa pagitan ng generator at ng circuit.

Tingnan natin ngayon kung paano tatayo ang mga bagay sa kapangyarihang natupok ng naturang circuit.

Ang kapangyarihan na natupok sa isang AC circuit ay katumbas ng produkto ng kasalukuyang at boltahe, ngunit dahil ang kasalukuyang at boltahe ay variable na dami, ang kapangyarihan ay magiging variable din. Sa kasong ito, matutukoy natin ang halaga ng kapangyarihan para sa bawat sandali sa oras kung i-multiply natin ang kasalukuyang halaga sa halaga ng boltahe na tumutugma sa isang naibigay na sandali sa oras.

Upang makakuha ng power graph, dapat nating i-multiply ang mga halaga ng mga segment ng tuwid na linya na tumutukoy sa kasalukuyang at boltahe sa iba't ibang oras. Ang konstruksiyon na ito ay ipinapakita sa Fig. 3, a. Ang dotted wave-shaped curve p ay nagpapakita sa atin kung paano nagbabago ang kapangyarihan sa isang alternating current circuit na naglalaman lamang ng inductive reactance.

Ang mga sumusunod ay ginamit upang bumuo ng kurba na ito: panuntunan ng algebraic multiplication: Kapag ang isang positibong halaga ay pinarami ng isang negatibong halaga, ang resulta ay isang negatibong halaga, at kapag ang dalawang negatibo o dalawang positibong mga halaga ay pinarami, ang isang positibong halaga ay nakuha.

Sa Fig. Ang Figure 4 ay nagpapakita ng power graph para sa isang circuit na naglalaman ng parehong inductive at active resistance. Sa kasong ito, ang isang reverse transfer ng enerhiya mula sa circuit sa kasalukuyang pinagmulan ay nangyayari din, ngunit sa isang mas maliit na lawak kaysa sa isang circuit na may isang inductive reactance.

Ang pagkakaroon ng pagtingin sa mga graph ng kapangyarihan sa itaas, dumating kami sa konklusyon na tanging ang phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe sa isang circuit ay lumilikha ng "negatibong" kapangyarihan. Sa kasong ito, mas malaki ang phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe sa circuit, mas mababa ang kapangyarihan na natupok ng circuit, at, sa kabaligtaran, mas maliit ang phase shift, mas malaki ang kapangyarihan na natupok ng circuit.