XXI БӨЛІМ

ЕРІКСІЗ ЭЛЕКТР ТЕРБЕЛІСТЕРІ. АЙНЫМАЛЫ ТОК.

§ 241. Бастапқы ескертпе

Енді тізбекте электр қозғаушы күші периодты өзгеретін генераторы бар болған жағдайдағы электр тербелістерін қарастырайық. Олар сыртқы периодты күш әсерінен туындаған механикалық тербелістерге ұқсайды. Осындай электр тербелістері техникада кең қолданысқа ие. Еріксіз тербеліс бұл – электростанцилардың генераторларынан шыққан сыртқы ЭҚК әсерінен туатын техникалық айнымалы тоқ. Еріксіз электр тербелістері барлық радиоқабылдағышы бар қондырғыларда табылады.

Бұл бөлімде тек жинақталған сыйымдылығы мен индуктивтілігі бар тізбектерді қарастырып, айнымалы токты ХХ бөлімде айтылғандай квазистационарлы деп қабылдаймыз. Басқаша айтқанда, электрлік шамалар керекті мәнді  уақытында қабылдайды деп, және  уақыты тербеліс периодына Т қарағанда елеусіз деп қарастырамыз, сол себепті барлық электрлік шамаларға тұрақты токтың лездік мәнін береміз.

Енді күші тек синусоида заңына бағынып ауысатын токтарды ғана қарастырамыз.

Бұл бірнеше себептермен баяндалады. Біріншіден, ХІІ бөлімде көрсетілгендей, барлық техникалық генераторлар ЭҚК синусоида зыңына ұқсайтын тәртіппен өзгеретін токка ие және осы генетраторлар тудыратын токтар синусоидалы. Екіншіден, синусоидалы токтар теориясы өте қарапайым, сол себепті осындай токтар мысалында электр тербелістерінің ерекшеліктерін анықтау жеңіл болады.

Дегенмен, іс жүзінде пішіні өте күрделі тербелістерді де кездестіруге болады. Алайда, кез-келген синусоидалы емес тербелісті синусоидалы, гармоникалық тербелістер суммасы ретінде қарастыруға болады (Фурье теоремасы). Сондықтан күрделі тербелістерді зерттеуін синусоидалы тербелістерді зерттеу түріне келтіруге болады. Осыған орай гармоникалық және синусоидалы тербелістер ең қарапайым және ең маңызды болып саналады.

Қорытындылай келе, енді тербелістерді орныққан тербелістер деп санайтын боламыз. Басқаша айтқанда, токтың амплитудасы мен кернеуі сыртқы ЭҚК сәйкес мәнге жетуі үшін жеткілікті уақыт өтті деп санаймыз.

§ 242. Айнымалы ток тізбегіндегі кедергі.

a

Алдымен сыртқы тізбекке тұйықталған айнымалы ток генераторын қарастырайық.

r

U

б

463 Сурет. Ток пен кернеудің кедергіге қатысты тербелісі.

U

462 Сурет. Айнымалы ток тізбегіндегі кедергі.

i

t

индуктивность и емкость, что ими можно пренебречь. Положим, что в цепи имеется переменный ток

540

и найдем, по какому закону изменяется напряжение между концами цепи а и б (рис. 462). Применяя к участку аrб закон Ома, имеем:

Таким образом, напряжение на концах участка изменяется также по закону синуса, причем разность фаз между колебаниями тока и напряжения равна нулю. Напряжение и ток одновремен­но достигают максимальных значений и одновременно обращаются в нуль (рис. 463). Максимальное значение напря­жения есть

В § 142 мы видели, что гармонически изменяющиеся величины можно наглядно изображать при помощи векторных диаграмм. Применим этот способ к нашему случаю. Для этого выберем ось диаграммы таким обра­зом, чтобы вектор, изображающий колебания тока, был направлен вдоль этой оси. В дальнейшем мы будем называть эту ось «осью токов». Тогда вектор, изображающий колебания напряжения, будет направлен вдоль оси токов, так как разность фаз между током и напряжением равна нулю (рис. 464). Длина этого вектора равна амплитуде напряжения i₀r.