Дәріс. Активті кедергісі бар тізбек. Идеал индуктивті элементі бар тізбек. Идеал сыйымдылық элементі бар тізбек

Активті кедергісі бар тізбек. Кедергісі бар элементті резистор дейді. Осы резистордың айнымалы токқа көрсететін кедергісін активті кедергі деп атайды. Активті кедергі айнымалы токтың электр энергиясының жылу энергиясына айналуын сипаттайды.

13-сурет	Синусоидалы кернеуді u=Umsin( t+ u)активті кедергісі бар тізбекке берсек ( 13а-сурет) , онда кедергі арқылы жүретін токтың лездік мәні i=u/r= Um/r sin( t+ u)=Imsin( t+ i). Бұдан токтың әрекеттік мәні I= (Um/ ) /r, ал фазасы i= u, Фазалық ығысу = u- i = 0 Сонымен токтың I және кернеудің комплекстердің U векторлары өзара бір түзудің бойында орналасады және бағыттас болады ( 13б-сурет). Лездік қуат деп кернеудің лездік мәнінің токтың лездік мәніне көбейтіндісін айтады: р=ui = UmImsin2 t = UmIm( )=
14-сурет	Лездік қуат тұрақты құраушыдан және екі еселенген жиілікпен өзгеретін айнымалы құраушыдан тұрады ( 14-сурет). Оның таңбасы әр уақытта оң, яғни электр энергиясы тұрақты түрде басқа түрлі энергияға түрленеді. Период ішіндегі орташа қуатты активті қуат деп атаймыз: P= , немесе P=UI= =I2 r = . Активті қуаттың өлшем бірлігі ретінде Ватт ( Вт) қабылданған. Идеал индуктивті элементі бар тізбек (15-сурет). Индуктивтік элемент уақытқа байланысты магнит ағынының өзгерісінен э.қ.к.-тің туу құбылысын және нақты электр тізбегінің элементінде магнит өрісінің

энергиясының жинақталу құбылысын есептеуге мүмкіндік береді. Индуктивті орамамен айнымалы ток жүрген кезде оның бойында бағыты сол токқа қарама- қарсы өзіндік э.қ.к. e_L пайда болады.

15-сурет 16-сурет 17-сурет

Оны берілген кернеу теңгереді: u = -eL, мұндағы eL= - L . Бұдан uL= L . Егер ток синусоидалы болса i=Imsin t, онда uL = L = Im Lcos t = Umsin( t+90o), мұндағы Um=Im* L=Im xL, ал xL= L индуктивті кедергі деп аталады. Фазалық ығысу = u - i =90o , яғни векторлық диаграммада кернеудің U векторы токтың I векторы фаза бойынша 90о-қа озады(16-сурет). Лездік қуат: p = iu = Im sin t Umcos t = (sin2ωt) UmIm/2, яғни оның екі еселенген жиілікпен өзгеретіндігін көреміз. Оның амплитудасын QL реактивті индуктивті қуат деп атайды. QL= ; Өлшем бірлігі - вольтампер реактивтік [ВАр]. Периодтың бірінші ширегінде индуктивті элемент электр желісінен энергия алып, оны магнит өрісінің энергиясына айналдырады да, бойына жинайды(17-сурет). Екінші ширекте лездік қуаттың таңбасы теріс, яғни индуктивті элемент бойына жинақтаған магнит энергиясын электр энергиясына түрлендіріп, электр желісіне қайтарады. Үшінші ширекте индуктивті элемент электр желісінен энергия алады да,

төртінші ширекте сол энергияны қайтарады. Период ішіндегі орташа қуат нөлге тең( P=0). Сонымен индуктивті элементте электр энергиясының магнит энергиясына, магнит энергиясының электр энергиясына айналу құбылысы алма кезек жүріп жатады.

Идеал сыйымдылық элементі бар тізбек ( 18-сурет).Егер сыйымдылық элементке синусоидалы кернеу u = U_msin t берілген болса, ондағы заряд та синусоидалы заңдылықпен өзгереді:

18-сурет   19-сурет

q=Cu= СUmsin t. Сыйымдылық элементпен жүретін ток i = dq/dt = C . Бұдан Im= UmC = = Um/xc , мұндағы xC= сыйымдылық кедергі. Токтың әрекеттік мәні I= Uc/xc. Фазалық ығысу = u - i =0-90o= -90o, яғни векторлық диаграммада сыйымдылық элементпен жүретін токтың I векторы кернеудің U векторынан фаза бойынша 90о-қа озады (19-сурет). Лездік қуат: p = i u = Imsin( t+90o)Umsin t = (sin2 t) , яғни ол екі еселенген жиілікпен өзгереді Оның амплитудасын реактивті сыйымдылық қуат Qс деп атайды. QC= ; Өлшем бірлігі- [ВАр]

Конденсатор периодтың бірінші және үшінші ширектерде қоректендіргіштен энергия алып, бойына жинайды( яғни зарядталады ). Ал екінші және төртінші ширектерде бойына жинаған энергияны электр желісіне қайтарып береді (17-сурет) . Сонымен конденсаторда энергия алмасу құбылыстары жүріп жатады. Период ішіндегі орташа қуат, яғни активті қуат нөлге тең (Р= 0).

Негізгі әдебиеттер: [1(72-78, 94-98), 2(145-152)]

Қосымша әдебиеттер: [ 5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1. Активті кедергісі бар тізбек үшін ток және фазалық ығысу қалай анықталады? Бұл тізбек үшін векторлық диаграмма тұрғызыңыз. Тізбектің лездік қуатын аналитикалық және графикалық жолмен сипаттаңыз. Активті қуат неге тең?

2.Идеал индуктивті элементі бар тізбек үшін кернеуді, индуктивті кедергіні және фазалық ығысуды қалай анықталады? Векторлық диаграммада кернеу мен токтың векторларының өзара орналасуына түсініктеме беріңіз.Лездік қуаттың сипаты қандай? Индуктивті реактивті қуат қалай анықталады?

3. Идеал сиымдылық элемент бар тізбек үшін ток, сиымдылық кедергі және фазалық ығысу қалай анықталады? Бұл тізбек үшін векторлық диаграмма тұрғызыңыз. Тізбектің лездік қуатын аналитикалық және графикалық жолмен сипаттаңыз. Сыйымдылық реактивті қуат неге тең?