تكييفهو تيار يتغير بشكل دوري من حيث الحجم والاتجاه. يظهر التيار المتردد بفضلالحث الكهرومغناطيسي. الحث الكهرومغناطيسي هذه هي ظاهرة حدوث تيار في دائرة مغلقة عندما يتغير التدفق المغناطيسي الذي يمر عبرها. لكي تفهم بالضبط كيف ينشأ التيار، تخيل إطارًا (قطعة من سلك مستطيل) يقع تحت التأثير المجال المغنطيسي ب.

عندما يكون الإطار في حالة سكون، لا يوجد تيار فيه. ولكن بمجرد أن نبدأ في تدويره، ستبدأ الإلكترونات الموجودة في الإطار في التحرك معه، أي التحرك في مجال مغناطيسي. ونتيجة لذلك، يبدأ المجال المغناطيسي في التأثير على الإلكترونات، مما يجبرها على التحرك على طول الإطار. كلما زادت خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق الإطار، زادت القوة المؤثرة على الإلكترونات، وبالتالي التيار الكهربائينفس. وتبين أن التيار يصل إلى حده الأقصى في اللحظة التي يكون فيها الإطار متعامداً مع المجال المغناطيسي (أكبر قدر من الخط يخترق الإطار) ويساوي الصفر عندما يكون موازياً (أقل قدر من الخط يخترق الإطار) . وبناءً على ذلك، تتغير أيضًا القوة المؤثرة على الإلكترونات. بعد مرور اللحظة التي يكون فيها الإطار موازيًا لمتجه الحث المغناطيسي ب،يبدأ التيار الموجود فيه بالتدفق في الاتجاه المعاكس.

التيار الذي يتم الحصول عليه عندما يدور الإطار، ويتغير بمرور الوقت، يصف الجيوب الأنفية، أي أنه جيبي. التيار الجيبي المتناوب هو حالة خاصة من التيار المتردد الدوري. القانون الذي يصف التغير في التيار له الشكل:

السعة ايم- هذه هي أكبر قيمة مطلقة يقبلها تيار متغير بشكل دوري.

المرحلة الأولية ψ - دعوى التيار الجيبي(الزاوية)، وتقاس من النقطة التي يمر فيها التيار من الصفر إلى قيمة موجبة.

يسمى الزمن الذي يتغير خلاله التيار في الموصل اتجاهه مرتين الفترة T. يتم قياس الفترة بالثواني.

التردد الدوري وويسمى متبادل الفترة. يقاس بالهرتز، في منفذ منزلي، يكون التردد الدوري للتيار 50 هرتز، ويسمى أيضًا التردد الصناعي. على هذا التردد تكون الفترة الحالية تساوي

هذا يعني أنه خلال مائتين من الثانية، يتغير اتجاه التيار في المقبس مرتين.

التردد الزاوي ωيوضح مدى سرعة مرحلة التغييرات الحالية ويتم تعريفها على أنها

متوسط ​​القيمة Iavيتم تحديد التيار الجيبي لفترة T من المفاهيم الهندسية: مساحة المستطيل ذو القاعدة T/2 وارتفاع Iav تساوي مساحة منحنى التيار المحدود:

وبعد التبسيط نحصل على الصيغة:

قيمة فعالةيتم تحديد التيار الجيبي من مفاهيم الطاقة: التيار الفعال يساوي التيار المباشر I، والذي في المقاومة النشطة R خلال الفترة T يطلق نفس كمية الطاقة مثل التيار المعطى i. أي أن القيمة الفعالة هي نوع من القياس بين التيار المتردد والتيار المباشر.
بالنسبة للتيار الجيبي، يتم تحديد القيمة الفعالة بالصيغة:

أو

هذا هو الشيء الأساسي الذي تحتاج إلى معرفته حول التيار الجيبي المتناوب. حظ سعيد!

§ 49. الكميات الأساسية التي تميز التيار المتناوب

تتميز القوى الدافعة الكهربية المتغيرة والجهد المتردد والتيار المتردد بالفترة والتردد والقيم اللحظية والحد الأقصى والفعال.

فترة.الوقت الذي يكون فيه المتغير e. د.س. (الجهد أو التيار) يحدث تغييرًا كاملاً في الحجم والاتجاه (دورة واحدة)، يسمى فترة. يتم تحديد الفترة بالحرف T ويتم قياسها بالثواني.

إذا كان هناك تغيير كامل في متغير emf يحدث في 1/50 ثانية، ثم فترة هذا ه. د.س. يساوي 1/50 ثانية.

تكرار. عدد التغييرات الكاملة في المتغير e . د.س. (الجهد أو التيار) الذي يتم إجراؤه في ثانية واحدة يسمى التردد. يُشار إلى التردد بالحرف f ويُقاس بالهرتز ( هرتز). عند قياس الترددات العالية يتم استخدام وحدات كيلوهرتز ( كيلو هرتز) و ميجاهيرتز ( ميغاهيرتز); 1 كيلو هرتز = 1000 هرتز,

1 ميغاهيرتز = 1000 كيلو هرتز، 1 ميغا هرتز=1,000,000 هرتز=10 6 هرتز. كلما زاد تردد التيار المتردد، قصرت الفترة. وبالتالي فإن التردد هو مقلوب الدورة.

مثال. مدة الدورة الواحدة للتيار المتردد هي 1/500 ثانية. تحديد تردد التيار.

حل.يحدث تغيير كامل في التيار المتردد خلال 1/500 ثانية. لذلك، سيحدث 500 تغيير من هذا القبيل في ثانية واحدة. وعلى هذا الأساس تردد

كلما طالت فترة التيار المتردد، انخفض تردده. وبالتالي فإن الدورة هي مقلوب التردد، أي.

مثال.التردد الحالي 2000 هرتز (2 كيلو هرتز). تحديد فترة هذا التيار المتردد.

حل.ل 1 ثانيةتحدث 2000 تغييرات كاملة في التيار المتناوب. وبالتالي، يحدث تغيير كامل في التيار - فترة واحدة في 1/2000 من الثانية. بناء على هذه الفترة

التردد الزاوي. عندما يدور ملف في مجال مغناطيسي، فإن الدورة الواحدة تقابل 360 درجة، أو 2π راديان. على سبيل المثال، إذا كانت الثورة في الزمن T = 3 ثانيةيقوم بدورة واحدة، ثم السرعة الزاوية لدورانه في ثانية واحدة

وبناءً على ذلك، يتم التعبير عن السرعة الزاوية لدوران هذا المنعطف بـ rad/sec ويتم تحديدها بواسطة النسبة. تسمى هذه الكمية التردد الزاويويشار إليه بالحرف ω.

هكذا

نظرًا لأن تردد التيار المتردد f = ، فعند استبدال قيمة f هذه في تعبير التردد الزاوي، نحصل على:

التردد الزاوي ω، معبرًا عنه بالراد/ثانية، أكبر بمقدار 2π من التردد الحالي f، معبرًا عنه بالهرتز.

إذا كان تردد التيار المتردد f = 50 هرتزثم التردد الزاوي

في مختلف مجالات التكنولوجيا، يتم استخدام التيارات المتناوبة ذات الترددات المختلفة. في محطات توليد الطاقة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، يتم تركيب مولدات تنتج قوة دافعة كهربائية متناوبة، ترددها f = 50 هرتز. في الهندسة الراديوية والإلكترونيات، يتم استخدام التيارات المتناوبة بترددات تتراوح من عشرات إلى عدة ملايين من الهرتز.

القيم اللحظية والحد الأقصى.ويطلق على حجم القوة الدافعة الكهربائية المتغيرة والتيار والجهد والقدرة في أي وقت القيم اللحظية لهذه الكميات ويشار إليها بأحرف صغيرة ( ه، أنا،أعلى).

القيمة القصوى(السعة) متغير ه. د.س. (أو الجهد أو التيار) هي أكبر قيمة يصل إليها في فترة واحدة. يتم تحديد القيمة القصوى للقوة الدافعة الكهربائية بـ E ت، الجهد - ش مالحالي - أنا م.

في الشكل. 48 من الواضح أن المتغير e. د.س. يصل إلى قيمته مرتين في فترة واحدة.

قيمة فعالة. يعمل التيار الكهربائي المتدفق عبر الأسلاك على تسخينها بغض النظر عن اتجاهه. في هذا الصدد، يتم توليد الحرارة ليس فقط في الدوائر العاصمة، هو جديد في الدوائر الكهربائية التي يتدفق من خلالها التيار المتردد.

إذا كان التيار الكهربائي يتدفق عبر موصل ذو مقاومة r أوم، فسيتم إطلاق كمية معينة من الحرارة كل ثانية. تتناسب كمية الحرارة هذه بشكل مباشر مع القيمة القصوى للتيار المتردد.

من الممكن اختيار تيار مباشر، يتدفق عبر نفس مقاومة التيار المتردد، ويطلق كمية مساوية من الحرارة. في هذه الحالة، يمكننا القول أنه في المتوسط، فإن عمل (كفاءة) التيار المتردد من حيث كمية الحرارة المتولدة يساوي عمل التيار المباشر.

إن القيمة الفعالة (أو الفعالة) للتيار المتردد هي قوة التيار المباشر التي تتدفق من خلال مقاومة متساوية وفي نفس الوقت مع التيار المتردد، تطلق نفس الكمية من الحرارة.

تقوم أدوات القياس الكهربائية (مقياس التيار الكهربائي، الفولتميتر) المتصلة بدائرة التيار المتردد بقياس القيمة الفعالة للتيار والجهد، على التوالي.

بالنسبة للتيار المتردد الجيبي، تكون القيمة الفعالة أقل بمقدار 1.41 مرة من الحد الأقصى، أي مرات.

وبالمثل، فإن القيم الفعالة للقوة الدافعة الكهربائية المتناوبة والجهد هي أيضًا أقل بمقدار 1.41 مرة من قيمها القصوى.

من القيم الفعالة المقاسة للتيار المتردد أو الجهد أو القوة الدافعة الكهربائية، يمكن حساب قيمها القصوى:

مثال.يُظهر الفولتميتر المتصل بأطراف الدائرة الجهد الفعال U = 127 V. احسب القيمة القصوى (السعة) لهذا الجهد المتناوب.

حل. وبالتالي فإن قيمة الجهد القصوى أكبر بعدة مرات من الجهد الفعال

لتوصيف كل قوة دافعة كهربائية متغيرة، جهد متردد أو تيار متردد، لا يكفي معرفة الفترة والتردد والقيمة القصوى.

مرحلة. تحول المرحلة.عند مقارنة اثنين أو أكثر من الكميات الجيبية المتغيرة (emf s، الجهد أو التيار)، من الضروري أيضًا مراعاة أنها يمكن أن تتغير بشكل غير متساو مع مرور الوقت وتصل إلى قيمتها القصوى في أوقات مختلفة. إذا تغير التيار في الدائرة الكهربائية مع مرور الوقت بنفس الطريقة التي يتغير بها المجال الكهرومغناطيسي، أي عندما تكون القوة الدافعة الكهربائية صفر والتيار في الدائرة صفر، وعندما يزيد المجال الكهرومغناطيسي، فإنه يزيد في نفس الوقت إلى قيمة قصوى موجبة و يصل إلى قيمة قصوى موجبة والقوة الحالية في الدائرة، وأبعد من ذلك، عندما e. د.س. يتناقص إلى الصفر والتيار يصبح في نفس الوقت صفرًا ، وما إلى ذلك ، ثم في مثل هذه الدائرة تكون القوة الدافعة الكهربائية المتناوبة والتيار المتردد في الطور.

في الشكل. يوضح الشكل 49 لحظات دوران موصلين في مجال مغناطيسي ورسوم بيانية للتغيرات في القوى الدافعة الكهربية. مع. في الأسلاك. يتم تعويض السلك 1 والسلك 2 بزاوية. عندما يتقاطع التدفق المغناطيسي، يظهر متغير e.m في كل من الأسلاك. مع. عندما تكون القوة الدافعة الكهربية في السلك 2 صفرًا، فإنها في السلك 1 ستكون الحد الأقصى. يوجد 2 emf في السلك. يزداد تدريجيًا ويصل إلى قيمته القصوى في الوقت t 1، وفي السلك 1، تكون القوة الدافعة الكهربية المستحثة. يتناقص تدريجيا وفي نفس اللحظة الزمنية يساوي الصفر. وبالتالي، المستحث على سبيل المثال في الأسلاك. د.س. لا تتطابق في الطور، ولكن يتم إزاحتها بالنسبة لبعضها البعض في الطور بمقدار 1/4 من الدورة أو بزاوية j=90°. بالإضافة إلى ذلك، د. مع. في السلك 1 يصل إلى الحد الأقصى قبل e.m. مع. في السلك 2، وبالتالي يُعتقد أن القوة الدافعة الكهربائية e 1 تتقدم على e في الطور. د.س. ه 2، أو ه. د.س. e 2 يتأخر في الطور عن القوة الدافعة الكهربية. ه 1. عند حساب دوائر التيار المتردد، يتحول الطور بين الجهد المتغيروالصدمة الكهربائية.

يُطلق على الوقت الذي تحدث فيه دورة واحدة من التذبذب (تغيير كامل في القوى الدافعة الكهربية) أو ثورة كاملة لمتجه نصف القطر فترة تذبذب التيار المتردد

يتم قياس الفترة بالثواني ويشار إليها بحرف لاتيني ت. كما تم استخدام وحدات أصغر لقياس الفترة - المللي ثانية. (آنسة)- جزء من الألف من الثانية والميكروثانية (ميكروثانية)- جزء من المليون من الثانية.

1 مللي ثانية = 0.001 ثانية = 10 -3 ثانية.
1 μs = 0.001 مللي ثانية = 0.000001 ثانية = 10 -6 ثانية.
1000 ميكروثانية = 1 مللي ثانية.

كلما زادت سرعة تغير المجال الكهرومغناطيسي، قصرت فترة التذبذب وزاد التردد. ولذلك فإن تردد وفترة التيار هي كميات متناسبة عكسيا مع بعضها البعض. يتم وصف العلاقة الرياضية بين الفترة والتكرار بواسطة الصيغ.

يشار إلى التردد بحرف لاتيني وويتم التعبير عنها بفترات في الثانية أو في هيرتز. ألف هرتز يسمى كيلوهرتز (كيلو هرتز)، والمليون هرتز هو ميغاهيرتز (ميجاهرتز). تستخدم بنفس الطريقة الوحدة الماديةجيجاهيرتز (جيجاهرتز)يساوي ألف ميغاهيرتز.

1000 هرتز = 10 3 هرتز = 1 كيلو هرتز؛
1000000 هرتز = 10 6 هرتز = 1000 كيلو هرتز = 1 ميجا هرتز؛
1000000000 هرتز = 10 9 هرتز = 1000000 كيلو هرتز = 1000 ميجا هرتز = 1 جيجا هرتز؛

و = 1/T أو T = 1/و

على سبيل المثال، من المعروف أن تردد التيار في الشبكة الكهربائيةالتيار المتردد هو 50 هرتز، فإن الفترة ستكون 0.02 ثانية

تسمى الترددات من 20 إلى 20.000 هرتز بالترددات الصوتية لأنها قابلة للإدراك بواسطة الأذن البشرية. بعد ذلك تأتي ترددات الموجات فوق الصوتية، وهي عبارة عن موجات مرنة في النطاق أعلى بقليل من النطاق الصوتي من 20 كيلو هرتز أو أكثر، وهي ترددات عالية، والتي توضح عمل الموجات فوق الصوتية بشكل مثالي. ولكن على سبيل المثال، بعض أجهزة الإرسال الراديوية أو الهواتف المحمولةتعمل على ترددات بالفعل ميغاهيرتز وحتى غيغاهرتز. ولذلك، تسمى الترددات العالية ترددات الراديو. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام ترددات أعلى، على سبيل المثال، في هوائيات الرادار، والاتصالات الساتلية، وGLONASS، ومدى تردد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من 40 جيجا هرتز وحتى أعلى.

تسمى القيمة القصوى التي يصل إليها القوة الدافعة الكهربية أو التيار خلال فترة ما السعة EMF أو التيار المتردد. من السهل أن نرى من الشكل أن السعة على المقياس يتم تحديدها من خلال طول ناقل نصف القطر. يشار إلى سعة التيار والمجال الكهرومغناطيسي والجهد على التوالي بالرموز اللاتينية ايم، إم وأم.

تردد زاوية التيار المتردد

ويسمى معدل دوران ناقل نصف القطر، أو التغير في مقدار زاوية الدوران خلال ثانية واحدة، بالتردد الزاوي للتيار المتردد ويشار إليه بالرمز اليوناني ω (أوميغا). لا يتم قياس زاوية دوران متجه نصف القطر في أي لحظة بالنسبة لموقعه الأولي بالدرجات، بل بوحدات خاصة - راديان. الراديان هو القيمة الزاوية لقوس الدائرة، الذي يتوافق طوله مع نصف قطر هذه الدائرة. الدائرة بأكملها التي تشكل 360 درجة تساوي 6.28 راديان، أي 2π.

ثم، 1 راد = 360°/2π

وهذا يعني أن نهاية متجه نصف القطر تغطي مسارًا يساوي 6.28 راديان (2π) خلال فترة واحدة. نظرًا لأن ناقل نصف القطر سيقوم خلال ثانية واحدة بإجراء عدد من الثورات المقابلة لتردد التيار المتردد f، فإن نهايته ستقطع في الثانية مسافة تساوي 6.28 × فراديان. هذا التعبير، الذي يخبرنا عن سرعة دوران ناقل نصف القطر، هو التردد الزاوي للتيار المتردد ω.

ω= 6.28×f = 2fπ

تسمى زاوية دوران ناقل نصف القطر في أي لحظة ممكنة بالنسبة لموضعه الأولي مرحلة التيار المتردد. تميز الطور حجم المجال الكهرومغناطيسي أو التيار في لحظة معينة تعسفية أو، كما يقولون، القيمة اللحظية للمجال الكهرومغناطيسي واتجاهه في الدائرة واتجاه تغيره؛ تخبرنا المرحلة ما إذا كان المجال الكهربي يتناقص أو يزيد في لحظة زمنية اعتباطية

الدورة الكاملة (الثورة) لمتجه نصف القطر تساوي 360 درجة. مع بداية دورة جديدة لمتجه نصف القطر، يتغير المجال الكهرومغناطيسي بنفس الترتيب الذي حدث أثناء الثورة الأولى. ولذلك، فإن جميع مراحل المجال الكهرومغناطيسي ستستمر بنفس الترتيب. على سبيل المثال، فإن طور المجال الكهرومغناطيسي عندما يتم تدوير ناقل نصف القطر بزاوية 370 درجة سيكون هو نفسه عندما يتم تدويره بمقدار عشر درجات. في كلتا الحالتين، سيتخذ متجه نصف القطر نفس الموضع، وبالتالي فإن القيم اللحظية للقوة الدافعة الكهربية ستكون هي نفسها في الطور في كلتا الحالتين.

تردد التيار الدوري المتناوب، ويساوي عددياً عدد الفترات في الثانية الواحدة:

T هي فترة التيار المتردد، أي. أقصر فترة زمنية تتكرر بعدها القيم الحالية اللحظية بنفس التسلسل.

أبسط نوع من التيار الدوري هو التيار التوافقي:

أو

ω = 2 π و-التردد الزاوي (rad/s)

I m، U m، E m - اتساع التيار، الجهد، EMF؛
القيمة بين قوسين - المرحلة (المرحلة الكاملة)؛
ψ i، ψ u، ψ e – المرحلة الأولية للتيار، الجهد، EMF؛
ω - التردد الدوري، ω = 2πf؛
و - التردد، و = 1 / T؛ ت – الفترة. في الاتحاد الروسي التردد الصناعي و = 50 هرتز

يتم قياس القيم i، I m بالأمبير، ويتم قياس القيم U، U m، e، E m بالفولت؛ يتم قياس قيمة T (الفترة) بالثواني (الثواني)؛ التردد f - بالهرتز (هرتز)، التردد الدوري ω له البعد rad/s. يمكن قياس قيم المراحل الأولية ψ i، ψ u، ψ e بالراديان أو الدرجات. تعتمد قيمة ψ i، ψ u، ψ e على بداية الوقت t = 0. يتم رسم قيمة موجبة إلى اليسار، وقيمة سالبة إلى اليمين.

5) الاتجاهات الإيجابية للتيارات والفولتية في دوائر التيار الجيبية.في دائرة التيار المتردد، تتغير اتجاهات المجالات الكهرومغناطيسية والتيارات والفولتية مرتين في كل فترة. ومع ذلك، عند حساب دائرة التيار الجيبية، من الضروري إنشاء معادلات وفقًا لقوانين كيرشوف، وهي تتطلب تحديد اتجاهات معينة للكميات المشار إليها. لذلك، يتم اختيار الاتجاهات الإيجابية للتيارات، كما هو الحال بالنسبة لدائرة التيار المباشر، بشكل تعسفي. وبعد حساب التيارات بالطريقة المعقدة يمكن تسجيل قيمها اللحظية. يتزامن الاتجاه الفعلي للتيار مع الاتجاه الإيجابي في تلك اللحظات الزمنية التي تكون فيها قيم التيار اللحظية موجبة ( أنا> 0). سوف نختار الاتجاه الإيجابي للجهد على العنصر السلبي للدائرة ليتزامن مع الاتجاه الإيجابي للتيار (الشكل 30، 34) ومعناه هو نفسه بالنسبة للتيار. تتم الإشارة إلى الاتجاه الإيجابي للمجال الكهرومغناطيسي بواسطة سهم (الشكل 35). ويجب أن تكون المرحلة الأولية للمجال الكهرومغناطيسي معروفة في هذا الاتجاه الإيجابي.
عندما يتم عكس الاتجاه الإيجابي للتيار أو الجهد أو المجالات الكهرومغناطيسية، تتغير المرحلة الأولية للقيمة المقابلة بمقدار 180 درجة.

التذكرة رقم 6

1. حلقة الطريقة الحاليةتستخدم هذه الطريقة في الحالات التي يكون فيها عدد المعادلات التي يجب كتابتها لدائرة كهربائية بناءً على قانون كيرتشوف II أقل من عدد المعادلات التي يجب كتابتها بناءً على قانون كيرتشوف I.

عند الحساب باستخدام طريقة تيار الحلقة، من المفترض أن كل دائرة مستقلة من الدائرة لها تيار حلقة خاص بها. يتم إعداد المعادلات وحلها لتيارات الحلقة. يتم تحديد التيارات في الفروع المجاورة وفقًا لمبدأ التراكب. عدد المجهولات في الطريقة يساوي عدد المعادلات التي يجب تجميعها وفقًا لقانون كيرشوف الثاني.

خوارزمية طريقة الحلقة الحالية:

1. يتم ضبطها حسب اتجاه التيارات الفرعية وبيانها على الرسم التخطيطي.

2. تحديد دوائر مستقلةوهم معدودون. إذا كان هناك مصادر تيار في الدائرة دوائر مستقلة، والتي يتم تجميع المعادلات لها طريقة الحلقة الحالية، يمكن تحديده إذا قمت بإزالة المصادر الحالية عقليًا.

3. اختر الاتجاه تيارات الحلقة(ويفضل أن يكون في اتجاه واحد) وتكوين المعادلات وفقا لذلك طريقة الحلقة الحالية، يدور حول كل كفاف في اتجاهه حلقة الحالية. حلقة الحاليةالمرور عبر المصدر الحالي معروف ويساوي تيار المصدر الحالي (يمر تيار حلقة واحد فقط عبر المصدر الحالي!).

4. يتم حل نظام المعادلات الجبرية الناتج بالنسبة للمجاهول تيارات الحلقة.

5. التيارات المطلوبة بواسطة طريقة الحلقة الحاليةوجدت كمجموع جبري تيارات الحلقة، مروراً بهذا الفرع. التيارات في فروع الاتصالات متساوي تيارات الحلقة.

من المستحسن توجيه تيارات الحلقة في اتجاه واحد.

إذا كان من الضروري تحديد التيار في فرع واحد فقط، فمن المستحسن جعل هذا التيار حلقة واحدة.

إذا كانت الدائرة لها فرع بتيار معروف (على سبيل المثال، بمصدر حالي)، فيجب جعل هذا التيار كفافًا، ونتيجة لذلك سينخفض ​​عدد المعادلات.

يسمى التيار الذي يتغير مقداره واتجاهه بشكل دوري المتغيراتصدمة كهربائية يمكن الحصول على فكرة عن التيار المتردد عن طريق تدوير مقبض نموذج العمل لمولد متصل بالجلفانومتر ببطء. يشير انحراف إبرة الجلفانومتر إما إلى اليمين أو إلى اليسار إلى تغير دوري في حجم واتجاه التيار في الدائرة، أي التيار المتردد.

يختلف التيار المتردد المستخدم في الإنتاج والحياة اليومية وفقًا للقانون الجيبي:

أنا = أنا خطيئةω ر ,

أين أنا - قيمة التيار المتردد في أي وقت وتسمى القيمة اللحظية للتيار المتردد. ضخامة أنا م، الذي يقف أمام علامة الجيب، يسمى سعة التيار المتردد.

قيمة فعالةالتيار المتردد هو تيار مباشر، والذي يكون له خلال فترة واحدة نفس التأثير الحراري (الميكانيكي، وما إلى ذلك) مثل التيار المتردد المحدد. القيمة الفعالة لتيار متردد معين هي قيمة ثابتة وتساوي قيمة السعة مقسومة على √2 ، أي.

أنا د =	أنا
	√2

جميع التعاريف والعلاقات الخاصة بالقيمة الفعالة للتيار المتردد صالحة أيضًا للجهد المتردد.

يُظهر مقياس التيار الكهربائي والفولتميتر، الذي يعتمد تشغيله على العمل الحراري أو الميكانيكي، قيمهما الفعالة عند قياس التيار المتردد والجهد.

1. قيمة لحظية- القيمة الحالية المقابلة للحظة معينة من الزمن

2.السعةهي أكبر قيمة إيجابية أو سلبية للتيار المتردد. ضخامة ω ، تحت علامة الجيب، هي السرعة الزاوية. حاصل ضرب السرعة الزاوية والزمن ( ωt ) هي الزاوية التي تزداد مع مرور الوقت.

الرسم البياني للتيار المتردد هو شكل جيبي (انظر الشكل).

الرسم البياني للتيار المتردد

السعة- القيمة اللحظية القصوى (أعلى قيمة يصل إليها التيار المتردد).

هنا السعة هي 20 مللي أمبير

3. فترة (ت) هو الوقت الذي يحدث فيه تغيير كامل (تذبذب) للتيار في الموصل.

يُشار إليه بالحرف T

انقر على الصورة للتكبير

في فترة واحدة، يحدث تذبذب واحد للتيار المتردد، أي أن الفترة هي زمن تذبذب واحد. يتكون التذبذب الواحد من حركتين حاليتين.

تكرار (و) هي الكمية التي يتم التعبير عنها بعدد التذبذبات الكاملة للتيار في ثانية واحدة. يتم قياس التردد بالهرتز (هرتز). عند تردد 1 هرتز، يحدث تذبذب تيار كامل خلال ثانية واحدة.

التردد القياسي للتيار المتردد في الاتحاد السوفييتي هو 50 هرتز، وهو ما يعادل 50 ذبذبة تيار كاملة في ثانية واحدة.

التردد هو مقلوب الفترة. لذلك،

و = 1/ت أو تي = 1/و

التيار المتردد، مثل التيار المباشر، له تأثيرات حرارية وميكانيكية ومغناطيسية وكيميائية. يتم استبدال القيمة الفعالة للتيار المتردد في صيغ حساب التأثيرات الحرارية والميكانيكية والمغناطيسية والكيميائية للتيار المتردد.

5. مرحلة -إنها حالة التيار المتردد لفترة معينة من الزمن

انقر على الصورة للتكبير

يمكن أن تكون الكميات المتغيرة في المرحلة. وهذا يعني أنهم يصلون في نفس الوقت إلى القيم الصفرية ويصلون في نفس الوقت إلى القيم القصوى لنفس الاتجاهات.

هنا التياران I1 و I2 في الطور

انقر على الصورة للتكبير

هنا الفولتية U1 و U2 خارج الطور.

وهذا يعني أنهم يصلون في نفس الوقت إلى الصفر والحد الأقصى لقيم الاتجاهين المعاكسين.

إذا لم تكن المتغيرات في الطور، يقال أنها خارج الطور. يتم التعبير عن تحول الطور بدرجات أو أجزاء من الفترة. كل الفترة 360 0 ، حيث يتم الحصول على الفترة لثورة كاملة للموصل حول دائرة في مجال مغناطيسي.

انقر على الصورة للتكبير

هنا يتخلف الجهد عن التيار بمقدار 90 0، أي أن التيار والجهد خارج الطور بمقدار 90 0.

في الواقع، في البداية، وصل التيار إلى الحد الأقصى، والجهد عند الصفر. سوف يصل الجهد إلى الحد الأقصى بعد 90 0.

يُشار إلى تحول الطور بالحرف اليوناني φ، على سبيل المثال φ=90 0.

لنفترض أنه قبل قطع الاتصال في الدائرة الشكل. 4.5, أكان هناك تيار ثابت أنا = ش / صوكانت طاقة المجال المغناطيسي للملف

ول = أنا 2 ل/2.

يبدو أنه بعد فتح المفتاح، يجب أن يتوقف التيار على الفور. ومع ذلك، بناءً على القانون الأول للتبديل متى ر= 0+ يحتفظ التيار بقيمته السابقة.

يبدو أن هناك تناقضًا: الدائرة مفتوحة ولكن يوجد تيار. في الواقع، عندما يتم فتح المفاتيح، يحدث ما يلي. يتناقص التيار ويتم إحداث قوة دافعة كهربية كبيرة في الملف. في هذه الحالة، فإن الجهد بين جهات اتصال المفتاح، يساوي مجموع جهد التيار الكهربائي و emf الحث الذاتي، يخترق فجوة الهواء بين جهات الاتصال - يحدث قوس كهربائي ويتم إغلاق الدائرة الكهربائية. مع زيادة المسافة بين نقاط الاتصال، تزداد مقاومة القوس، وينخفض ​​التيار والقوة الدافعة الكهربية وتصبح الدائرة مفتوحة. أثناء العملية العابرة، تتحرر طاقة المجال المغناطيسي للملف على شكل حرارة في القوس الكهربائي ومقاومة الملف.

تبين أن العملية العابرة في هذه الحالة معقدة للغاية نظرًا لأن مقاومة القوس غير خطية وتتغير بمرور الوقت.

يؤدي تعطيل الدائرة ذات الحث إلى حرق نقاط الاتصال الخاصة بجهاز الفصل وظهور EMF وجهد كبير عند أطراف الملف، أعلى بعدة مرات من جهد الشبكة (وهذا يمكن أن يؤدي إلى انهيار عزل الملف).

لتجنب ذلك، في دوائر الطاقة ذات الحث الكبير (ملفات الإثارة للمولدات ومحركات التيار المستمر، والمحركات المتزامنة، والألواح المغناطيسية، وما إلى ذلك)، يتم توصيل مقاومات التفريغ بالتوازي مع اللفات (الشكل 4.5، ب).

في هذه الحالة، بعد إيقاف تشغيل المفتاح، فإن ملف الحث ( ص, ل) تبين أنه تم قصره على مقاومة التفريغ صص. سوف ينخفض ​​​​التيار في الدائرة بشكل أبطأ بكثير. لهذا السبب، فإن قيمة المجال الكهرومغناطيسي الناتج ستكون أقل بكثير من دون مقاومة التفريغ، وسوف يختفي القوس الضعيف الناتج على الفور تقريبًا. في المنطق والاستنتاجات التالية، من المفترض أنه لا يحدث قوس بين جهات الاتصال وأن الدائرة تفتح على الفور.

معادلة السلسلة، التي تم تجميعها وفقًا لقانون كيرشوف الثاني، لها الشكل

ه = أنا(ص + صع).

استبدال e في (4.29) نحصل عليه

Ldi/DT + ط(ص + صع) = 0.

حل المعادلة التفاضلية هو التعبير

ط = ابت.

من المعادلة المميزة رر+(ص + ص p )= 0 تحديد الأس ص:

ع = -	ص + صص	= -	1	.
	ل		ت

استبدال هذا التعبير في (4.31) نحصل عليه

ط = عبد اللطيف - ر / ر،

أين ت =ل/ (ص + صص ) هو الثابت الزمني للدائرة.

معنى أيتم تحديدها من الشروط الأولية بناءً على قانون التخفيف الأول: متى ر = 0+

أنا = أنابداية = ش / صو أ = ش/ص.

التعبير عن التيار في الدائرة له الشكل

أنا =	ش	ه - ر / تي = أنابداية ه-ر/ت.
	ص

الاستبدال في (4.29) القيمة أناومن (4.32) نحصل على المجال الكهرومغناطيسي

ه =	ش	(ص + صع) ه-ر/ت= أنابداية ( ص + صع) ه-ر/ت.
	ص

الجهد عند أطراف الملف يساوي الجهد عند مقاومة التفريغ:

شك = إيرع =	ش	صص ه-ر/ت - أنابداية صص ه-ر/ت.
	ص

في اللحظة الأولية عند t = 0+

هابدأ = أنابداية ( ص + صع)،

شلبدء = أنابداية صص.

من التعبيرات (4.33) و (4.34) يترتب على ذلك القيم الأولية هالبداية و شإلى.بداية تعتمد على مقاومة المقاوم التفريغ. للقيم الكبيرة صقد تكون كبيرة جدًا وتشكل خطورة على عزل المنشأة.

في الشكل. 4.5, Vوتظهر الرسوم البيانية أنا(ر) و شل ( ر) الملفات بعد فصل الدائرة لقيمتين صص، صص> ص"ص.

في الممارسة العملية يتم اختياره عادة ص p أكبر بـ 4-8 مرات من المقاومة الذاتية للملف الحثي:

صع = (4÷8) ص.