file loc phone login_m arrow_left arrow_right author ca cat compl coms del down fav fav_del fav_m fav_m_del fb gp left like login mail od reply right search sort sort_down sort_m sort_up tw up view vk ya

Айнымалы ток. Кернеуліктің және токтың максимал, орташаквадратты (әсерлік мәні), жиілік және период. Физика, 11 сынып, қосымша материал 2.


Теориялық түсінік

Айнымалы ток тiзбегiндегi актив кедергi. Кернеу мен ток күшiнiң әсерлiк мәнi

Тұрақты ток тiзбегiнiң заңдары айнымалы ток тiзбегi үшiн де орынды болады. Тек бұл жағдайдағы айырмашылық, айнымалы ток тiзбегiнде физикалық шамалар уақыттың өтуiмен байланысты өзгерiп отыратын болғандықтан, бұл заңдар сәйкес шамалардың берiлген уақыт мезетiндегi лездiк мәнi үшiн орындалады. Айнымалы ток тiзбегiне қосылған R актив кедергiсiн қарастыралық. Егер бұл кедергiнiң ұштарына уақытқа байланысты

u = Um cos ωt   заңдылығымен өзгеретiн айнымалы кернеу берсек, онда Ом заңына сәйкес тiзбектегi ток күшiнiң лездiк мәнi

өрнегiмен анықталады. Мұндағы Im=Um/R ток күшiнiң амплитудалық мәнi. Бұл жерден ток күшiнiң де кернеу тәрiздi гармониялық заңдылықпен өзгеретiнi және тiзбектегi токтың фазасы кедергi ұштарындағы кернеудiң фазасына дәл келетiнi көрiнiп тұр. Кернеу мен ток күшi арасындағы осы байланысты мына жерден көруге болады.

Ендi осы тiзбекте бөлiнетiн қуаттың мәнiн табалық. Ол

p = iu = Im cos ω t·Um cos ωt = ImUmcos2ωt

тең. Яғни қуаттың лездiк мәнi де уақыттың өтуiне байланысты өзгерiп отырады екен. Ал оның орташа мәнi неге тең? Оны табу үшiн (2.12) өрнегiнiң орташа мәнiн табу керек. Im және Um шамалары уақытқа қатысты өзгермейдi, ал уақытқа қатысты өзгерiп отырған косинустың квадратының бiр периодтағы орташа мәнi 1/2 – ге тең, онда сәйкес қуаттың орташа мәнi

Бұл жерде егер және деп белгiлесек, онда қуаттың бұл өрнегi тұрақты ток тiзбегiндегi өрнекпен бiрдей болып шығады, яғни

Pорт=LәUә

Осылай анықталған Iә және Uә шамаларын ток күшi мен кернеудiң әсерлiк мәндерi деп атайды.

Есептер шығару

Айнымалы ток тiзбегiндегi сыйымдылық

Айнымалы ток тiзбегiне жалғанған С сыйымдылығын қарастыралық Конденсатордың астарларына

u = Um cos ωt

заңдылығымен өзгеретiн кернеу берiлiп тұрсын делiк. Онда осы тiзбектегi токтың мәнi қалай өзгередi? Оны табу үшiн алдымен зарядтың лездiк мәнiн анықталық. Ол мынаған тең:

q = Cu = CUmcos ωt           

Тiзбектегi электр тогы конденсатор астарларындағы зарядтардың өзгеруiмен байланысты болғандықтан токтың әдеттегi анықтамасынан мынаны аламыз

Бұл өрнек тiзбектегi ток күшiнiң уақытқа байланысты қалай өзгеретiнiн көрсетедi. Мұндағы Im=ωCUm шамасы - ток күшiнiң амплитудалық мәнi. Осы (2.15) және (2.17) өрнектерiн салыстыра отырып, тiзбектегi кернеудiң фазасы сәйкес токтың фазасынан π/2 – ге қалып отыратындығын байқауға болады. Кернеу мен ток күшi арасындағы бұл байланысты мына жерден көруге болады. Тұрақты ток тiзбегiндегi Ом заңының өрнегiне ұқсас, айнымалы ток тiзбегiнде де кернеудiң амплитудалық мәнiнiң сәйкес токтың амплитудалық мәнiне қатынасы кедергiнi бередi, яғни

Оны сыйымдылық кедергiсi деп атайды. Сыйымдылық кедергiсi тұрақты шама емес, ол тiзбектегi айнымалы токтың жиiлiгiнен тәуелдi. Ток пен кернеудiң арасында фазалар ығысуының салдарынан тiзбектегi бөлiнетiн қуаттың толық бiр период кезiндегi орташа мәнi нөлге тең болады.

Айнымалы ток тiзбегiндегi индуктивтiлiк

Айнымалы ток тiзбегiндегi L индуктивтi катушканы қарастыралық.

Бұл кедергiсi елеместей аз сымнан оралған идеал катушка болсын делiк. Осы катушка арқылы өтетiн ток

i = Imcos ωt                гармониялық заңдылығымен өзгерсе, онда туындылайтын өздiк индукция ЭҚК-i

ε s = -Li" = ωLImsin ωt               

Ал катушканың актив кедергiсi елеместей аз болғандықтан өздiк индукция ЭҚК-i катушканың ұштарындағы кернеуге шамасы жағынан тең, ал таңбасы қарама-қарсы болады, яғни

Жоғарыдағы(2.19) және (2.21) өрнектерiнен катушканың ұштарындағы кернеудiң фазасы сәйкес токтың фазасынан π/2 – ге iлгерi отыратындығы көрiнiп тұр. Кернеу мен ток күшi арасындағы бұл байланыс мына жерде де келтiрiлген.

Тiзбектегi кернеудiң амплитудалық мәнi Um= ωLI m, ал кернеудiң амплитудалық мәнiнiң токтың амплитудалық мәнiне қатынасы индуктивтiлiк кедергінi бередi, яғни

Индуктивтiлiк кедергiсi тұрақты шама емес, ол да сыйымдылық кедергiсi тәрiздi айнымалы токтың жиiлiгiнен тәуелдi.

Ток пен кернеудiң арасында фазалар ығысуы болғандықтан индуктивтi катушкада бөлiнетiн қуаттың толық бiр период кезiндегi орташа мәнi нөлге тең болады.



Толық нұсқасын 29 секундтан кейін жүктей аласыз!!!


Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз:
Facebook | VK | WhatsApp | Telegram | Twitter

Қарап көріңіз 👇



Пайдалы сілтемелер:
» Туған күнге 99 тілектер жинағы: өз сөзімен, қысқаша, қарапайым туған күнге тілек
» Абай Құнанбаев барлық өлеңдер жинағын жүктеу, оқу
» Дастархан батасы: дастарханға бата беру, ас қайыру

Соңғы жаңалықтар:
» Freedom bank-те керемет акция! 1000 ₸ кэшбек сыйлайды
» 2025 жылы Ораза және Рамазан айы қай күні басталады?
» Утиль алым мөлшерлемесі өзгермейтін болды
Пікір жазу