), ne supozuam se rezistenca aktive e këtij qarku ishte zero.

Sidoqoftë, në realitet, si teli i vetë spirales ashtu edhe telat lidhës kanë rezistencë, megjithëse të vogël, por aktive, kështu që qarku konsumon në mënyrë të pashmangshme energjinë e burimit aktual.

Prandaj, gjatë përcaktimit të rezistencës totale të një qarku të jashtëm, është e nevojshme të shtoni rezistencat e tij reaktive dhe aktive. Por është e pamundur të shtohen këto dy rezistenca të ndryshme në natyrë.

Në këtë rast, impedanca e qarkut ndaj rrymës alternative gjendet me shtim gjeometrik.

Ndërtohet një trekëndësh me kënd të drejtë (shih Figurën 1), njëra anë e të cilit është vlera e rezistencës induktive dhe ana tjetër është vlera e rezistencës aktive. Rezistenca e dëshiruar e qarkut përcaktohet nga ana e tretë e trekëndëshit.

Figura 1. Përcaktimi i rezistencës së rezistencës së një qarku që përmban rezistencë induktive dhe aktive

Impedanca e një qarku shënohet me shkronjën latine Z dhe matet në ohmë. Nga konstruksioni shihet se rezistenca totale është gjithmonë më e madhe se rezistenca induktive dhe aktive e marra veçmas.

Shprehja algjebrike për rezistencën totale të qarkut është:

ku Z - rezistenca totale, R - rezistenca aktive, XL - rezistenca induktive e qarkut.

Në këtë mënyrë, rezistenca totale e qarkut ndaj rrymës alternative, e përbërë nga rezistenca aktive dhe induktive, është e barabartë me rrënjën katrore të shumës së katrorëve të rezistencave aktive dhe induktive të këtij qarku.

Për një qark të tillë, ai do të shprehet me formulën I = U / Z, ku Z është rezistenca totale e qarkut.

Le të analizojmë tani se cili do të jetë voltazhi nëse qarku, përveç dhe dhe zhvendosjes së fazës midis rrymës dhe induktivitetit, ka gjithashtu një rezistencë aktive relativisht të madhe. Në praktikë, një qark i tillë mund të jetë, për shembull, një qark që përmban një plagë induktore me bërthamë hekuri nga një tel i hollë (mbytje me frekuencë të lartë).

Në këtë rast, zhvendosja e fazës midis rrymës dhe tensionit nuk do të jetë më një e katërta e një periudhe (siç ishte në një qark me vetëm rezistencë induktive), por shumë më pak; dhe sa më e madhe të jetë rezistenca, aq më i vogël do të jetë zhvendosja e fazës.

Figura 2. Rryma dhe voltazhi në një qark që përmban R dhe L

Tani ai vetë nuk është në antifazë me tensionin e burimit aktual, pasi zhvendoset në lidhje me tensionin jo për gjysmën e periudhës, por më pak. Për më tepër, voltazhi i krijuar nga burimi aktual në terminalet e spirales nuk është i barabartë me EMF të vetë-induksionit, por është më i madh se ai nga sasia e rënies së tensionit në rezistencën aktive të telit të spirales. Me fjalë të tjera, voltazhi në të gjithë spiralen përbëhet, si të thuash, nga dy përbërës:

u L është përbërësi reaktiv i tensionit, i cili balancon efektin e EMF të vetë-induksionit,

u R është përbërësi aktiv i tensionit që do të kapërcejë rezistencën aktive të qarkut.

Nëse lidhim një rezistencë të madhe aktive në seri me spiralen, zhvendosja e fazës do të zvogëlohej aq shumë sa që sinusoidi aktual pothuajse do të arrinte sinusoidin e tensionit dhe ndryshimi i fazës midis tyre do të ishte mezi i dukshëm. Në këtë rast, amplituda e termit dhe, do të ishte më e madhe se amplituda e termit.

Në të njëjtën mënyrë, ju mund të zvogëloni zhvendosjen e fazës dhe madje ta zvogëloni plotësisht atë në zero nëse ulni frekuencën e gjeneratorit në një farë mënyre. Një ulje e frekuencës do të çojë në një ulje të EMF të vetë-induksionit, dhe, rrjedhimisht, në një ulje të zhvendosjes së fazës midis rrymës dhe tensionit në qark të shkaktuar prej tij.

Fuqia e një qarku AC që përmban një induktor

Qarku i rrymës alternative që përmban bobinën nuk konsumon energjinë e burimit të rrymës dhe se në qark ekziston një proces i shkëmbimit të energjisë midis gjeneratorit dhe qarkut.

Le të analizojmë tani se si do të jenë gjërat me fuqinë e konsumuar nga një qark i tillë.

Fuqia e konsumuar në qarkun e rrymës alternative është e barabartë me produktin e rrymës dhe tensionit, por duke qenë se rryma dhe voltazhi janë sasi të ndryshueshme, atëherë fuqia do të jetë gjithashtu e ndryshueshme. Në këtë rast, ne mund të përcaktojmë vlerën e fuqisë për çdo moment në kohë nëse shumëzojmë vlerën aktuale me vlerën e tensionit që korrespondon me një moment të caktuar në kohë.

Për të marrë një grafik të fuqisë, duhet të shumëzojmë vlerat e segmenteve të vijës së drejtë që përcaktojnë rrymën dhe tensionin në kohë të ndryshme. Një ndërtim i tillë është paraqitur në Fig. 3, a. Kurba e valëzuar p na tregon se si ndryshon fuqia në një qark të rrymës alternative që përmban vetëm reaktancë induktive.

Gjatë ndërtimit të kësaj kurbë, u përdor si më poshtë rregulla e shumëzimit algjebrik: Kur një vlerë pozitive shumëzohet me një vlerë negative, fitohet një vlerë negative dhe kur shumëzohen dy vlera negative ose dy pozitive, fitohet një vlerë pozitive.

Në fig. 4 tregon një grafik fuqie për një qark që përmban rezistencë induktive dhe aktive. Në këtë rast, ndodh gjithashtu transferimi i kundërt i energjisë nga qarku në burimin aktual, por në një masë shumë më të vogël sesa në një qark me një reaktancë induktive.

Pas shqyrtimit të grafikëve të mësipërm të fuqisë, konkludojmë se vetëm zhvendosja fazore midis rrymës dhe tensionit në qark krijon fuqi "negative". Në këtë rast, sa më i madh të jetë zhvendosja e fazës midis rrymës dhe tensionit në qark, aq më pak energji konsumohet nga qarku dhe, anasjelltas, sa më i vogël të jetë zhvendosja e fazës, aq më e madhe është fuqia e konsumuar nga qarku.

§ 54. Induktiviteti në një qark të rrymës alternative

Kalimi i një rryme elektrike përmes një përcjellësi ose spirale shoqërohet me shfaqjen e një fushe magnetike. Konsideroni një qark elektrik me rrymë alternative (Fig. 57, a), i cili përfshin një spirale induktiviteti, i cili ka një numër të vogël kthesash teli me një seksion kryq relativisht të madh, rezistenca aktive e të cilit mund të konsiderohet pothuajse e barabartë me zero.
Nën ndikimin e e. etj me. gjenerator në qark, rrjedh një rrymë alternative, duke ngacmuar një fluks magnetik të alternuar. Kjo rrjedhë kalon kthesat "veta" të spirales dhe në të lind forca elektromotore e vetë-induksionit.

ku L- induktiviteti i spirales;
- shkalla e ndryshimit të rrymës në të.
Forca elektromotore e vetë-induksionit, sipas rregullit të Lenz-it, gjithmonë kundërshton shkakun që e shkakton atë. Që nga e. etj me. vetë-induksioni gjithmonë kundërvepron ndryshimet në rrymën alternative të shkaktuar nga e. etj me. gjenerator, ai ndërhyn në kalimin e rrymës alternative. Në llogaritjet, kjo merret parasysh nga rezistenca induktive, e cila shënohet X L dhe matet në ohmë.

Kështu, reaksioni induktiv i spirales X L, varet nga vlera e e. etj me. vetëinduksioni, dhe për këtë arsye, ai, si p.sh. etj me. vetë-induksioni, varet nga shpejtësia e ndryshimit të rrymës në spirale (në frekuencën ω) dhe nga induktiviteti i spirales L

X L = ω L, (58)

ku X L- rezistencë induktive, ohm;
ω - frekuenca këndore e rrymës alternative, rad / sek;
L- induktiviteti i spirales, gn.
Meqenëse frekuenca këndore e rrymës alternative ω = 2π f, pastaj reaktancën induktive

X L= 2π f L, (59)

ku f- Frekuenca AC, hz.

Shembull. Spirale me induktivitet L = 0,5 gn, i lidhur me një burim të rrymës alternative, frekuenca e të cilit f = 50 hz... Përcaktoni:
1) reaktancë induktive e spirales në frekuencë f = 50 hz;
2) reaksioni induktiv i kësaj bobine ndaj rrymës alternative, frekuenca e së cilës f = 800 hz.
Zgjidhje . Rezistenca induktive AC në f = 50 hz

X L= 2π f L= 2 3,14 50 0,5 = 157 ohm.

Në frekuencën aktuale f = 800 hz

X L= 2π f L= 2 3,14 800 0,5 = 2512 ohm.

Ky shembull tregon se reaktanca induktive e një spirale rritet me frekuencën e rrymës alternative që rrjedh nëpër të. Ndërsa frekuenca e rrymës zvogëlohet, rezistenca induktive zvogëlohet. Për rrymën e drejtpërdrejtë, kur rryma në spirale nuk ndryshon dhe fluksi magnetik nuk kalon kthesat e tij, p.sh. etj me. vetë-induksioni nuk ndodh, reaktanca induktive e spirales X Lështë e barabartë me zero. Induktori DC është vetëm një rezistencë

Le të zbulojmë se si ndryshon z. etj me. vetë-induksion, kur një rrymë alternative rrjedh nëpër induktor.
Dihet se me një induktivitet konstant të spirales e. etj me. Vetëinduksioni varet nga shkalla e ndryshimit të fuqisë aktuale dhe gjithmonë drejtohet drejt shkakut që e ka shkaktuar atë.
Në grafikun (Fig. 57, c), rryma alternative paraqitet si një sinusoid (vijë e ngurtë). Në tremujorin e parë të periudhës, rryma rritet nga zero në vlerën maksimale. Forca elektromotore e vetë-induksionit e c, sipas rregullit të Lenz-it, parandalon një rritje të rrymës në qark. Prandaj, grafiku (vija e ndërprerë) tregon se BE-ja në këtë kohë ka një vlerë negative. Në tremujorin e dytë të periudhës, rryma në spirale zvogëlohet në zero. Në këtë kohë, e. etj me. vetë-induksioni ndryshon drejtimin e tij dhe rritet, duke parandaluar një ulje të forcës aktuale. Në tremujorin e tretë të periudhës, rryma ndryshon drejtimin e saj dhe gradualisht rritet në vlerën e saj maksimale; e. etj me. vetëinduksioni ka një vlerë pozitive dhe më tej, kur rryma zvogëlohet, p.sh. etj me. vetë-induksioni përsëri ndryshon drejtimin e tij dhe përsëri parandalon një ulje të rrymës në qark.

Nga sa u tha del se rryma në qark dhe e. etj me. vetë-induksionet janë jashtë fazës. Rryma është përpara e. etj me. vetë-induksioni në fazë për një të katërtën e një periudhe ose për një kënd φ = 90 °. Gjithashtu duhet pasur parasysh se në një qark me induktivitet që nuk përmban r, në çdo moment të kohës forca elektromotore e vetëinduksionit drejtohet drejt tensionit të gjeneratorit. U... Në këtë drejtim, tensioni dhe e. etj me. vetëinduksioni e c janë gjithashtu 180 ° jashtë fazës në lidhje me njëri-tjetrin.
Nga sa më sipër, rrjedh se në një qark të rrymës alternative që përmban vetëm induktivitet, rryma mbetet prapa tensionit të gjeneruar nga gjeneratori me një kënd φ = 90 ° (nga një e katërta e periudhës) dhe është përpara e. etj me. vetë-induksion në 90 °. Mund të thuash gjithashtu se në një qark induktiv, voltazhi është 90 ° jashtë fazës me rrymën.
Le të ndërtojmë një diagram vektorial të rrymës dhe tensionit për një qark të rrymës alternative me rezistencë induktive. Për ta bërë këtë, ne shtyjmë vektorin aktual Unë horizontalisht në shkallën tonë të zgjedhur (Fig. 57, b.)
Për të treguar në diagramin vektorial se voltazhi është përpara rrymës në fazë me një kënd φ = 90 °, ne shtyjmë vektorin e tensionit U lart në një kënd prej 90 °. Ligji i Ohm-it për një qark me induktivitet mund të shprehet si më poshtë:

Duhet të theksohet se ekziston një ndryshim i rëndësishëm midis rezistencës induktive dhe aktive ndaj rrymës alternative.
Kur një ngarkesë rezistente lidhet me alternatorin, energjia konsumohet në mënyrë të pakthyeshme nga rezistenca.
Nëse një reaktancë induktive lidhet me burimin AC r= 0, atëherë energjia e tij, ndërsa rryma rritet, shpenzohet për ngacmimin e fushës magnetike. Një ndryshim në këtë fushë shkakton shfaqjen e e. etj me. vetëinduksioni. Me një ulje të fuqisë aktuale, energjia e ruajtur në fushën magnetike, për shkak të e. etj me. vetëinduksioni i kthehet gjeneratorit.
Në tremujorin e parë të periudhës, rryma në qark me induktivitet rritet dhe energjia e burimit aktual grumbullohet në fushën magnetike. Në këtë kohë, e. etj me. Vetëinduksioni drejtohet kundër stresit.
Kur forca aktuale arrin vlerën e saj maksimale dhe fillon të ulet në tremujorin e dytë të periudhës, atëherë e. etj me. vetë-induksioni, pasi ka ndryshuar drejtimin e tij, kërkon të ruajë rrymën në qark. Nën ndikimin e e. etj me. vetë-induksioni, energjia e fushës magnetike kthehet te burimi i energjisë - gjeneratori. Gjeneratori në këtë kohë funksionon në modalitetin e motorit, duke e kthyer energjinë elektrike në energji mekanike.
Në tremujorin e tretë të periudhës, rryma në qark nën ndikimin e e. etj me. gjeneratori rritet, dhe rryma rrjedh në drejtim të kundërt. Në këtë kohë, energjia e gjeneratorit akumulohet përsëri në fushën e induktivitetit magnetik.
Në tremujorin e katërt të periudhës, rryma në qark zvogëlohet, dhe energjia e grumbulluar në fushën magnetike kur ekspozohet ndaj e. etj me. vetë-induksioni i kthehet gjeneratorit sërish.
Kështu, në tremujorin e parë dhe të tretë të çdo periudhe, alternatori shpenzon energjinë e tij në qark me induktivitet për të krijuar një fushë magnetike, dhe në tremujorin e dytë dhe të katërt të çdo periudhe, energjia e ruajtur në fushën magnetike të spirales si si rezultat i emetimit që rezulton. etj me. vetë-induksioni, kthehet përsëri te gjeneratori.
Nga kjo rezulton se një ngarkesë induktive, ndryshe nga ajo aktive, mesatarisht nuk konsumon energjinë që gjeneron gjeneratori, dhe në një qark me induktivitet, energjia "pompohet" nga gjeneratori në ngarkesën induktive dhe anasjelltas. është, ndodhin luhatje të energjisë.
Nga sa më sipër rezulton se reaktanca induktive është reaktancë. Në një qark që përmban reaktancë, energjia luhatet nga gjeneratori në ngarkesë dhe anasjelltas.

1 Burime reale dhe ideale të postës elektronike energji. Skemat e zëvendësimit... Çdo burim i energjisë elektrike konverton llojet e tjera të energjisë (mekanike, të lehta, kimike, etj.) në energji elektrike. Rryma në burimin e energjisë elektrike është e drejtuar nga negative në pozitive për shkak të forcave të jashtme për shkak të llojit të energjisë që burimi e shndërron në energji elektrike. Një burim real i energjisë elektrike në analizën e qarqeve elektrike mund të përfaqësohet ose si një burim tensioni ose si një burim rrymë. Kjo tregohet më poshtë duke përdorur një shembull të një baterie të zakonshme.

Oriz. 14. Paraqitja e një burimi real të energjisë elektrike qoftë si burim tensioni ose si burim rrymë

Metodat për paraqitjen e një burimi real të energjisë elektrike ndryshojnë nga njëra-tjetra në qarqet ekuivalente (qarqet e projektimit). Në fig. 15, burimi real përfaqësohet (zëvendësohet) nga qarku i burimit të tensionit, dhe në Fig. 16 burimi real përfaqësohet (zëvendësohet) nga qarku i burimit aktual.

Siç mund të shihet nga diagramet në Fig. 15 dhe 16, secili prej qarqeve ka një burim ideal (tension ose rrymë) dhe rezistencën e tij të brendshme r HV. Nëse rezistenca e brendshme e burimit të tensionit është zero (r VN = 0), atëherë rezulton burim ideal i tensionit(Burimi EMF). Nëse rezistenca e brendshme e burimit aktual është pafundësisht e lartë (r HV = ), atëherë rezulton burimi ideal i rrymës(burimi i rrymës lëvizëse). Diagramet e një burimi ideal të tensionit dhe një burimi ideal të rrymës janë paraqitur në Fig. 17 dhe 18. Vini re se një burim rrymë ideale do ta shënojmë me shkronjë J. 2. Qarqet AC. Rryma alternative njëfazore. Karakteristikat themelore, frekuencat fazore, faza fillestare.RRYMË NJËFAZORE ALTERNATUESE. Një rrymë që ndryshon në kohë në vlerë dhe drejtim quhet alternative. Në praktikë, ato përdoren periodikisht nga rryma alternative që ndryshon sipas ligjit sinusoidal (Fig. 1) Madhësitë sinusoidale karakterizohen nga parametrat kryesorë të mëposhtëm: perioda, frekuenca, amplituda, faza fillestare ose zhvendosja e fazës.

Periudha(T) është koha (s) gjatë së cilës ndryshorja lëkundet plotësisht. Frekuenca- numri i periodave për sekondë. Njësia e matjes për frekuencën është Hertz (shkurtuar si Hz), 1 Hz është e barabartë me një lëkundje për sekondë. Periudha dhe frekuenca janë të lidhura T = 1 / f. Duke ndryshuar me kalimin e kohës, vlera sinusoidale (tensioni, rryma, EMF) merr vlera të ndryshme. Vlera e një sasie në një kohë të caktuar quhet e menjëhershme. Amplituda- vlera më e madhe e vlerës sinusoidale. Amplituda e rrymës, tensionit dhe EMF përcaktohen me shkronja të mëdha me një indeks: I m, U m, E m, dhe vlerat e tyre të menjëhershme - me shkronja të vogla. i, u, e... Vlera e menjëhershme e një vlere sinusoidale, për shembull një rrymë, përcaktohet nga formula i = I m sin (ωt + ψ), ku ωt + ψ është këndi i fazës që përcakton vlerën e vlerës sinusoidale në një kohë të caktuar. ; ψ është faza fillestare, pra këndi që përcakton vlerën e sasisë në momentin fillestar të kohës. Madhësitë sinusoidale që kanë të njëjtën frekuencë por faza fillestare të ndryshme quhen të zhvendosura në fazë.

3 Në fig. 2 tregon grafikët e sasive sinusoidale (rryma, tensioni), të zhvendosura në fazë. Kur fazat fillestare të dy madhësive janë të barabarta ψ i = ψ u, atëherë diferenca ψ i - ψ u = 0 dhe, për rrjedhojë, nuk ka zhvendosje fazore φ = 0 (Fig. 3). Efektiviteti i veprimit mekanik dhe termik të rrymës alternative vlerësohet nga vlera e tij efektive. Vlera rms e rrymës alternative është e barabartë me vlerën e rrymës së drejtpërdrejtë, e cila, në një kohë të barabartë me një periudhë të rrymës alternative, do të lëshojë në të njëjtën rezistencë të njëjtën sasi nxehtësie si rryma alternative. Vlera efektive tregohet me shkronja të mëdha pa indeks: Unë, U, E. Oriz. 2 Grafikët e rrymës dhe tensionit sinusoidal të zhvendosur në fazë. Oriz. 3 Vizatimi i rrymës dhe tensionit sinusoidal në fazë

Për vlerat sinusoidale, vlerat efektive dhe amplituda lidhen nga relacionet:

I = I M / √2; U = U M / √2; E = E M √2. Vlerat efektive të rrymës dhe tensionit maten me ampermetra dhe voltmetra AC, dhe vlera mesatare e fuqisë matet me vatmetra.

4 Vlera efektive (efektive).forcërrymë alternative quhet sasia e rrymës direkte, veprimi i së cilës do të prodhojë të njëjtën punë (efekt termik ose elektrodinamik) si rryma alternative e konsideruar gjatë një periudhe. Në literaturën moderne, më shpesh përdoret përkufizimi matematikor i kësaj vlere - vlera rms e rrymës alternative. Me fjalë të tjera, vlera efektive e rrymës mund të përcaktohet me formulën:

.

Për luhatjet e rrymës harmonike

5 Formula e reaktancës induktive:

ku L është induktiviteti.

Formula e rezistencës kapacitore:

ku C është kapaciteti.

Ne propozojmë të shqyrtojmë një qark të rrymës alternative, në të cilin përfshihet një rezistencë aktive, dhe ta vizatojmë atë në fletore. Pasi kontrolloj figurën, ju them se në qarkun elektrik (Fig. 1, a), nën veprimin e një tensioni alternativ, rrjedh një rrymë alternative, ndryshimi i së cilës varet nga ndryshimi i tensionit. Nëse tensioni rritet, rryma në qark rritet, dhe kur voltazhi është zero, nuk ka rrymë në qark. Ndryshimi në drejtimin e tij do të përkojë gjithashtu me ndryshimin e drejtimit të tensionit.

(Fig. 1, c).

Fig 1. Qarku AC me rezistencë aktive: a - diagram; b - diagrami vektorial; c - diagrami valor

Unë përshkruaj grafikisht në tabelë sinusoidet e rrymës dhe tensionit, të cilat janë në fazë, duke shpjeguar se megjithëse periudha dhe frekuenca e lëkundjeve, si dhe vlerat maksimale dhe efektive, mund të përcaktohen nga sinusoidi, megjithatë është mjaft e vështirë të ndërtohet. një sinusoid. Një mënyrë më e thjeshtë për të paraqitur vlerat e rrymës dhe tensionit është vektori. Për këtë, vektori i stresit (në shkallë) duhet të vizatohet në të djathtë nga një pikë e zgjedhur në mënyrë arbitrare. Mësuesi/ja fton nxënësit të shtyjnë vetë vektorin e rrymës, duke kujtuar se tensioni dhe rryma janë në fazë. Pas ndërtimit të një diagrami vektorial (Fig. 1, b), duhet të tregohet se këndi ndërmjet vektorëve të tensionit dhe rrymës është zero, dmth? = 0. Rryma në një qark të tillë do të përcaktohet nga ligji i Ohm-it: Pyetja 2... Qarku AC me rezistencë induktive Konsideroni një qark elektrik me rrymë alternative (Fig. 2, a), i cili përfshin një reaktancë induktive. Një rezistencë e tillë është një spirale me një numër të vogël kthesash teli me seksion kryq të madh, në të cilin rezistenca aktive konsiderohet të jetë e barabartë me 0.

Oriz. 2. Qarku AC me rezistencë induktive

Rreth kthesave të spirales gjatë kalimit të rrymës do të krijohet një fushë magnetike alternative, e cila indukton emf vetë-induksioni në kthesa. Sipas rregullit të Lenz-it, edeja e induksionit kundërshtohet gjithmonë nga shkaku që e shkakton atë. Dhe meqenëse edeja e vetë-induksionit shkaktohet nga ndryshimet në rrymën alternative, ajo gjithashtu parandalon kalimin e saj. Rezistenca e shkaktuar nga vetë-induksioni quhet induktiv dhe shënohet me shkronjën x L. Rezistenca induktive e spirales varet nga shpejtësia e ndryshimit të rrymës në spirale dhe induktiviteti i saj L: ku X L është rezistenca induktive, Ohm; - frekuenca këndore e rrymës alternative, rad / s; L është induktiviteti i spirales, G.

Frekuenca këndore ==,

prandaj, .

Rezistenca kapacitive në një qark të rrymës alternative. Para fillimit të shpjegimit, duhet të rikujtojmë se ka një sërë rastesh kur krahas rezistencave aktive dhe induktive, ekziston edhe një rezistencë kapacitive në qarqet elektrike. Një pajisje e krijuar për të ruajtur ngarkesat elektrike quhet kondensator. Kondensatori më i thjeshtë është dy tela të ndara nga një shtresë izolimi. Prandaj, telat e bllokuar, kabllot, mbështjelljet e motorit, etj., kanë rezistencë kapacitive. Shpjegimi shoqërohet me shfaqjen e një kondensatori të llojeve dhe kapaciteteve të ndryshme me lidhjen e tyre me një qark elektrik. Unë propozoj të shqyrtojmë rastin kur një rezistencë kapacitore mbizotëron në qarkun elektrik, dhe ato aktive dhe induktive mund të neglizhohen për shkak të vlerave të tyre të vogla (Fig. 6, a). Nëse kondensatori përfshihet në qarkun DC, atëherë rryma nuk do të rrjedhë nëpër qark, pasi ekziston një dielektrik midis pllakave të kondensatorit. Nëse rezistenca kondensative është e lidhur me një qark të rrymës alternative, atëherë rryma I do të rrjedhë nëpër qark, e shkaktuar nga rimbushja e kondensatorit. Rimbushja ndodh sepse tensioni i alternuar ndryshon drejtimin e tij dhe, për rrjedhojë, nëse lidhim një ampermetër në këtë qark, ai do të tregojë rrymën e ngarkimit dhe shkarkimit të kondensatorit. Në këtë rast, rryma nuk kalon as përmes kondensatorit. Fuqia e rrymës që kalon në një qark me një rezistencë kondensative varet nga rezistenca kondensative e kondensatorit Xc dhe përcaktohet nga ligji i Ohmit.

ku U është voltazhi i burimit emf, V; Xc - rezistenca kapacitive, Ohm; / - forca aktuale, A.

Oriz. 3. Qarku AC me rezistencë kapacitive

Rezistenca kapacitive, nga ana tjetër, përcaktohet nga formula

ku C është rezistenca kondensative e kondensatorit, F. Unë sugjeroj që nxënësit të ndërtojnë një diagram vektorial të rrymës dhe tensionit në një qark me një rezistencë kapacitore. Më lejoni t'ju kujtoj se gjatë studimit të proceseve në një qark elektrik me një rezistencë kapacitore, u zbulua se rryma është përpara tensionit me një kënd φ = 90 °. Ky zhvendosje fazore e rrymës dhe tensionit duhet të tregohet në një diagram valor. Unë përshkruaj grafikisht një sinusoid të tensionit në dërrasën e zezë (Fig. 3, b) dhe i udhëzoj studentët të vizatojnë në mënyrë të pavarur një sinusoid të rrymës në vizatim, duke e çuar tensionin me një kënd prej 90 °

Ne e dimë se rryma e vetë-induksionit të spirales shkon për të përmbushur rrymën në rritje të gjeneratorit. Kjo rezistenca e rrymës së vetë-induksionit të bobinës ndaj rrymës në rritje të gjeneratorit quhet reaktancë induktive.

Për të kapërcyer këtë kundërshtim, shpenzohet një pjesë e energjisë së rrymës alternative të gjeneratorit. E gjithë kjo pjesë e energjisë shndërrohet plotësisht në energjinë e fushës magnetike të spirales. Kur rryma e gjeneratorit zvogëlohet, fusha magnetike e spirales gjithashtu do të ulet, duke ndërprerë spiralen dhe duke induktuar një rrymë vetë-induksioni në qark. Tani rryma e vetë-induksionit do të shkojë në të njëjtin drejtim si rryma e gjeneratorit në rënie.

Kështu, e gjithë energjia e shpenzuar nga rryma e gjeneratorit për të kapërcyer rezistencën e rrymës së vetë-induksionit të spirales kthehet plotësisht në qark në formën e energjisë së rrymës elektrike. Prandaj, reaktanca induktive është reaktive, domethënë nuk shkakton humbje të pakthyeshme të energjisë.

Njësia matëse për reaktancën induktive është Ohm

Rezistenca induktive tregohet nga X L.

X- qëndron për reaktancën dhe L qëndron për reaktancën induktive.

f- frekuenca Hz, L- induktiviteti i spirales HH, X L- reaktanca induktive Ohm

Marrëdhënia midis fazave U dhe I në X L

Meqenëse rezistenca aktive e spirales sipas kushteve është e barabartë me zero (rezistenca thjesht induktive), atëherë i gjithë tensioni i aplikuar nga gjeneratori në spirale shkon për të kapërcyer e. etj me. spirale vetë-induksioni. Kjo do të thotë se grafiku i tensionit të aplikuar nga gjeneratori në spirale është i barabartë në amplitudë me grafikun e e. etj me. vetëinduksioni i bobinës dhe është në antifazë me të.

Tensioni i aplikuar nga gjeneratori në rezistencën thjesht induktive dhe rryma që vjen nga gjeneratori nga rezistenca thjesht induktive janë zhvendosur në fazë me 90 0, d.m.th. Kjo do të thotë, voltazhi është përpara rrymës me 90 0.

Një spirale e vërtetë, përveç rezistencës induktive, ka edhe një rezistencë aktive. Këto rezistenca duhet të konsiderohen të lidhura në seri.

Në rezistencën aktive të bobinës, voltazhi i aplikuar nga gjeneratori dhe rryma që vjen nga gjeneratori janë në fazë.

Në një reaktancë thjesht induktive, voltazhi i aplikuar nga gjeneratori dhe rryma që vjen nga gjeneratori zhvendosen në fazë me 90 0. Tensioni është përpara rrymës me 90 0. Tensioni që rezulton i aplikuar nga gjeneratori në spirale përcaktohet nga rregulli i paralelogramit.

klikoni mbi foto për ta zmadhuar

Tensioni që rezulton i aplikuar nga gjeneratori në spirale është gjithmonë përpara rrymës me një kënd më të vogël se 90 0.

Vlera e këndit φ varet nga vlerat e rezistencës aktive dhe induktive të spirales.

Rreth rezistencës së mbështjelljes që rezulton

Rezistenca që rezulton e spirales nuk mund të gjendet duke mbledhur vlerat e aktivit dhe reaktancës së saj.

Rezistenca që rezulton e mbështjelljes Z është

Ekzistojnë dy lloje - aktive dhe reaktive. Aktive përfaqësohet nga rezistorët, llambat inkandeshente, bobinat e ngrohjes, etj. Me fjalë të tjera, të gjithë elementët në të cilët rryma rrjedhëse kryen drejtpërdrejt punë të dobishme ose, në një rast të veçantë, shkakton ngrohjen e dëshiruar të përcjellësit. Nga ana tjetër, reaktive është një term ombrellë. Kuptohet si rezistencë kapacitive dhe induktive. Në elementët e qarkut, të cilët kanë reaktancë, ndodhin transformime të ndryshme të ndërmjetme të energjisë gjatë kalimit të një rryme elektrike. Një kondensator (kapaciteti) grumbullon ngarkesë dhe më pas ia jep qarkut. Një shembull tjetër është reaktansa induktive e një mbështjelljeje, në të cilën një pjesë e energjisë elektrike shndërrohet në një fushë magnetike.

Në fakt, nuk ka rezistencë "të pastër" aktive ose reaktive. Komponenti i kundërt është gjithmonë i pranishëm. Për shembull, gjatë llogaritjes së telave për linjat e energjisë në distanca të gjata, ato marrin parasysh jo vetëm, por edhe kapacitetin. Dhe kur merrni parasysh reaksionin induktiv, duhet të mbani mend se si përçuesit ashtu edhe furnizimi me energji elektrike bëjnë rregullimet e tyre në llogaritjet.

Duke përcaktuar rezistencën totale të seksionit të qarkut, është e nevojshme të shtoni përbërësit aktivë dhe reaktivë. Për më tepër, është e pamundur të merret një shumë e drejtpërdrejtë me një veprim të zakonshëm matematikor, prandaj, përdoret një metodë gjeometrike (vektoriale) e mbledhjes. Ndërtohet një trekëndësh kënddrejtë, dy këmbët e të cilit përfaqësojnë rezistencë aktive dhe induktive, dhe hipotenuza është totale. Gjatësitë e segmenteve korrespondojnë me vlerat efektive.

Merrni parasysh reaktancën induktive në një qark të rrymës alternative. Imagjinoni një qark të thjeshtë të përbërë nga një furnizim me energji elektrike (EMF, E), një rezistencë (komponent rezistent, R) dhe një spirale (induktiviteti, L). Meqenëse rezistenca induktive lind për shkak të EMF të vetë-induksionit (E si) në kthesat e spirales, është e qartë se ajo rritet me një rritje të induktivitetit të qarkut dhe një rritje në vlerën e rrymës që rrjedh përgjatë qarku.

Ligji i Ohmit për një qark të tillë duket si ky:

E + E si = I * R.

Pasi të keni përcaktuar derivatin e rrymës nga koha (I pr), mund të llogaritni vetë-induksionin:

E si = -L * I pr.

Shenja "-" në ekuacion tregon se veprimi i E si drejtohet kundër ndryshimit të vlerës aktuale. Rregulli i Lenz-it thotë se me çdo ndryshim në rrymë, ndodh një EMF i vetë-induksionit. Dhe meqenëse ndryshime të tilla në qarqe janë të natyrshme (dhe ndodhin vazhdimisht), atëherë E si formon një kundërshtim të rëndësishëm ose, që është gjithashtu e vërtetë, rezistencë. Në rastin e një burimi energjie, kjo varësi nuk plotësohet dhe kur përpiqeni të lidhni një spirale (induktivitet) me një qark të tillë, do të ndodhte një qark i shkurtër klasik.

Për të kapërcyer E si, burimi i energjisë duhet të krijojë një ndryshim të tillë potencial në terminalet e spirales në mënyrë që të jetë e mjaftueshme, të paktën, për të kompensuar rezistencën E si. Kjo nënkupton:

U cat = -E si.

Me fjalë të tjera, voltazhi në të gjithë induktivitetin është numerikisht i barabartë me forcën elektromotore të vetë-induksionit.

Meqenëse me një rritje të rrymës në qark, fusha e vorbullës gjeneruese rritet nga ana tjetër, duke shkaktuar një rritje të kundërrrymës në induktivitet, mund të themi se ka një zhvendosje fazore midis tensionit dhe rrymës. Prandaj, një veçori vijon: meqenëse EMF e vetë-induksionit parandalon çdo ndryshim në rrymë, atëherë kur rritet (çereku i parë i periudhës në sinusoid), krijohet një fushë kundërrryme, por kur ajo bie (çereku i dytë ), përkundrazi, rryma e induktuar bashkëdrejtohet me atë kryesore. Kjo do të thotë, nëse teorikisht supozojmë ekzistencën e një burimi ideal të energjisë pa rezistencë të brendshme dhe induktivitet pa një komponent aktiv, atëherë luhatjet në "burimin - spiralen" e energjisë mund të ndodhin pafundësisht.