I bob. O’zgaruvchan tok zanjirlari 1 asosiy ta’riflar

1.2. SINUSOIDAL TOK

O’zgaruvchan tok zaryadlarning davriy o’zgarib turadigan harakatidan iborat, matematik nuqtai nazardan esa biror kattaliknikning vaqtga eng oddiy davriy bog’liqligi Sinusoidal bog’liklik hisonblanadi.Sinusoidal o’zgaruvchan tokning oniy qiymati ushbu formula bilan ifodalanadi:

i = I_msin(son+ψi). Bunda _ImSinusoidal tokning maksimal qiymati amplitudasi: ω=2ηI_m=2ηf o’zgaruvchan tokning boshlang’ich fazasi.

Sinusoidal egri chiziqni yasash (3- rasm) tartibini eslatib o’tish zarur. Ma’lum masshtabda I_m— kesma Sinusoidal tokning amplitudasiga teng.Uni sinusoidal tokni xarakterlovchi vektor bilan shartli ravishda tasvirlash mumkin.

Bu tok vektori dastlab gorizontal o’q bo’ylab joylashgan bo’lsin— bu uning t —0 dagi, ya’ni vaqtni hisoblashni son boshlash momentidagi boshlang’ich holati.Vektor I_mson soat strelkasi aylanishiga teskari yo’nalishda o’zgarmas burchak tezlik ω bilan aylanadi. Bir davr T vaqt ichida u 2η radga buriladi. Demak, uning burchak tezligi: ω=2ηI_m=2ηf.

Hisoblashni son boshlash momentidan t₁ vaqt oralig’ida vektor I_mson₁burchakka buriladi. Vektor I_m uchidan gorizontal o’qqa tushirilgan perpendikulyarning uzunligi bunda I_msin son₁ bo’ladi.

Hisonblashni boshlash momentidan t₂ vaqt o’tgach, shu usul bilan olingan perpendikulyarning uzunligi I_msinson₂ bo’ladi. Nihoyat, t₃=T/4 vaqt ichida, ya’ni davrning to’rtdan biri o’tgach, vektor I_m gorizontal o’qqa perpendikulyar bo’lib qoladi va perpendikulyarning uzunligi I_m sinη/4=I_m bo’ladi. Ana shunday hisoblashlar asosida polyar diagrammada to’g’ri burchakli koordinatalar sistemasida sinusoidal egri chiziq yasaladi. Abssissalar o’qiga vaqt oraliqlari t₁, t₂, t₃… ordinatalar o’qiga esa I_m sin son₁, I_m sin son_2, I_m sinω t_3… kesmalar qo’yiladi.



3- rasm.Sinusoidal egri chiziqni yasash

Sinusoidal egri chiziqni yasashni davom ettirish uchun vektor I_m ni yoy son₄ ga mos keladigan xolatga burish kerak. Bunday holatda perpendikulyarning uzunligi kamayadi (I_msinson₄ <I_m), bu hol Sinusoidal kattalikning vaqtga bog’likegri chizig’ida aks etadi.t₅ =T/2 momentda vektor I_m gorizontal holat egallaydi, endi

I_m sinω t₅=I_m sinη =0 —Sinusoidal kattalik nolinchi qiymat orqali o’tadi— egri chiziq absissalar o’qni kesib o’tadi.

So’ngra vektor aylanib, gorizontal o’qdan pastga tushadi (t₆ va t₇ momentlar), perpendikulyar tutadi I_msinson esa manfiy kattalik bo’ladi va sinusoidal eg­ri chiziqning tarmog’i absissalar o’qi­dan pastda bo’ladi.

t — T vaqt ichida vektor I_m to’liq 2η ga aylanadi, sinusoidal kattalikning davri tugaydi. Keyingi davrda uning barcha o’zgarishlari takrorlanishi lozim. Sinusoidal tok oniy qiymatining o’zgarishlarini aks ettiradigan sinusoidal egri chiziq ana shunday yasaladi.

Umumiy xolda vaqtni hisonblashning boshlang’ich momenti sinusoidal kattalikning nol orqali o’tishi bilan mos tushmaydi va shu munosabat bilan grafikda vektor I_m boshlang’ich momentda gorizontal o’q bilan ma’lum burchak ψ hosil qiladi;




4-rasm.Sinusoidal tebranishning boshlang’ich fazasi

bunda vaqtni hisoblashni boshlash momentida sinusoidal kattalikning qiymati I_m sin ψ_i). bo’ladi. Burchak ψ boshlangich faza burchagi yoki boshlangich faza deyiladi. Sinusoidal egri chizsh boshlang’ich momentda tegishli musbat ordinatali bo’ladi, keyinchalik I_m uchidan tushirilgan perpendikulyarning uzunligi va sinusoidal egri chiziqning tegishli ordinatalari I_msin (son+ψ_i) bo’ladi.

Sinusoidal tok i = I_msin(son+ψ_i) ni elektr energiyasi manbalarining Sinusoidal EYUK hosil qilishi kerak, bunda — — EYUkning oniy qiymati; — EYUkning ampltu­da qiymati; — uning ixtiyoriy bosh lanrich fazasi.

Agar bitta zanjirning o’zida EYUK bilan tok i nolinchi yoki amplituda qiymatdan turli vaqtda utsa, u xolda ular faza jihatdan bir biriga nisbatan siljigan bo’ladiva fazalarning bu siljishi ularning boshlangich fazalari ayirmasiga teng bo’ladi:ω=ψ_e-ψ_i

5-rasm EYUK bilan tok orasida fazalar siljishi bo’lganda vektorlarning va EYUK hamda tok oniy qiymatlari egri chiziqlarining holati

Tegishlicha vektorlarni va oniy qiymatlar egri chiziqlarini yasash 5-rasm da ko’rsatilgan—EYUK faza jihatdan tokdan φ burchak oldinda bo’ladi. E_m va I_m vektorlar φ burchak hosil qiladi, ular aylanganda bu burchak o’zgarmaydi.

Agar Sinusoidal kattaliklardan biri sinusoidabo’yicha o’zgarsa, masalan

i=I_msinson, ikkinchisi esa — kosinusoidal bo’yicha o’zgarsa e = E_mcosson, ular orasidagi fazalar siljishi quyidagicha bo’ladi: φ= η/2 (bunga davrning choragi mos keladi), chunki cosson = sin (son+η /2).

1.3 O’ZGARUVCHAN TOK MANBALARI

Biror birlamchi dvigatel (bur yoki gidravlik turbinalar vahokozo) bilan aylantiriladigan e lektromashina gene ratorlar sanoat chastotali (50 Gs) o’zgaruvchan tok manbalari bo’lib xizmat qiladi. Yuqori chastotali o’zgaruvchan toklar hosilqilish uchun ko’pincha yarimo’tkazgichli priborlari bor elektron generatorlar ishlatiladi.

O’zgaruvchan tok elektromashina gineratorining tuzilishi 6-rasmda ko’rsatilgan. U qo’zg’almas qism stator (lot. stator — bir joyda turadigan o’zidan) bilan aylanuvchan qism — rotordan (lot. rotor — aylanuvchan) tarkib topgan. Sta­tor ichi havol qilindr shaklida bo’lib, uning o’zagi bir-biridan lok bilan izolyasiyalangan yupqa 0,35 — 0,5 mm elek­trotexnik pulat listlardan yig’ilgan. Stator silindrining ichki yuzasi bo’ylab qilingan pazlarda (kanalsimon ariqchalarda) bir biri bilan muayyan tarzda tutashtirilgan stator chulg’amining o’tkazgichlari joylashadi.

Rotorda elektromagnitlar joylashgan. Ularning chulg’ami generatorning uyg’otish chulg’ami deyiladi va o’zgarmas tok manbai uyg’otuvchi bilan va shutkalar orqali biriktiriladi.

Rotor toki hosilqilgan doimiy mag­nit maydon rotorning ko’proq, stator bilan rotor orasidagi ikkita havo zazori va stator o’zagi orqali o’tadi. Ro­tor aylanganda bu oqim stator o’tkazgichlarini kesib o’tadi va ularda EYUK hosil qiladi;



6-rasm. O’zgaruvchan tok generatorining tuzilishi

Havo zazorlarida magnit oqimi bu o’tkazgichlarga perpendikulyar yo’nalganligi sababli o’tkazgichlarning har birida hosil qilingan EYUK e=Bl bo’ladi, bunda B — zazordagi magnit in­duksiya; Ɩ — simningaktivuzunligi; — magnit oqimining simga nisbatan siljish tezligi.

Generator ishlaganda tezlik υ o’zgarmasligicha saqlanadi, shu sababli EYUKning vaqt bo’yicha o’zgarishiga faqat magnit induksiyaning, rotor aylanasi buylab o’zgarishi sabab bo’ladi. Generatorlar shunday tuziladiki, magnit induk­siyaning rotor aylanasi bo’ylab taqsimlanishi sinuson_i ga yaqin bo’ladi, shuning uchun ularning chulg’amida sinusoidal EYUK induksiyalanadi.

Ikki qutbli generatorda (6- rasmga q.) rotorning bitta aylanishiga stator EYUK ning bitta davri to’gri keladi. Generator minutiga p marta aylanadi. Demak, minutga EYUKning p davri muvofiq keladi, stator chulg’amida induksiyalangan EYUK chastotasi esa f=n/60 bo’ladi.

Agar rotorda p juft qutblar bo’lsa, u holda uning bir marta aylanishida EYUK o’zgarishining pn to’liq davri sondir bo’ladi va EYUKning chastotasi

f = pn/60 (1)

Shu formuladan 50 Gs chastota olish uchun ikki qutbli (p= 1) generatorlarning aylanish chastotasi 3000 ayl/minbo’lishilozimligini (isiqlik elektrostansiyalardagi ko’p generatorlarning aylanish chastotasi) oson hisoblab topish mumkin. Lekin ko’p qutbli generator xuddi shu chastotani hosilqilish uchun ancha sekin aylanishi mumkin: masalan, p = 40 da minutiga aylanishlar soni 75 ga qadar kamayadi. Gidravlik turbinalar bilan aylantiriladigan ko’p genera­torlar ana shunday kichik aylanish chastotalarida ishlaydi.

1.4. O’ZGARUVCHAN TOK BILAN KUCHLANISHNING TA’SIR ETUVCHI QIYMATLARI

O’zgaruvchan tokni o’lchashlarda uning ta’sir etuvchi qiymatlariIasosiy kat­talik hisonblanadi—bu o’zgaruvchan tokning davr mobaynidagi o’rtacha kvadra­tik qiymatidir:

I=

O’zgaruvchan tokning ta’sir etuvchi qiymati bosh xarakteristika sifatida tanlanishiga asosiy sabab, elektr tokining ta’siri ko’pchilik hollarda tok yoki kuch lanishning kvadratiga proporsionalli gidir, masalan, to’g’ri va teskari tokli simlarning issiqlik ta’siri, mexanik o’zaro ta’sirlashuvi, ikkita zaryadlangan plastinkalarning o’zaro, ta’siri va hokazo.

Jumladan, o’zgaruvchan tokning ta’­sir etuvchi qiymati I o’zgaruvchan tokning o’rtacha issiqlik ta’sirini (issiqlik ajralib chiqishini) o’zgarmas tokning issiqlik ta’siri bilan taqqoslash orqali aniqlanadi. Masalan, o’zgaruvchan tok davriy ravishda o’zgarib, biror rezistorni 5 A o’zgarmas tok qizdirgani kabi qizdiradi. Demak, I= 5A.