Тұрақты және айнымалы ток. Айнымалы токтың негізгі параметрлері: лездік,эффективтілік (әрекеттік, әсерлік) және орташа мәндері

Егер зарядтың өзгеру жылдамдығы тұрақты шама болса, онда токтың мәні де уақытта байланысты өзгермейді, әркез тұрақты болады (1-суреттегі 1 сызық): I=dq/dt=const; i – ток; q - заряд; t – уақыт.Мұндай токты тұрақты ток деп атайды және латындық бас әрпімен белгілейді:

Егер зарядтың өзгеру жылдамдығы айнымалы шама болса, яғни токтың бағыты мен шамасы уақытқа байланысты периодты түрде өзгеріп отырса, онда мұндай токты айнымалы ток деп атайды (1-суреттегі 2 сызық). Оның кез келген сәттегі мәнін лездік мән дейді және латындық кіші i әрпімен белгілейді.

1-сурет. Периодты і(т) айнымалы токтың графигі

Айнымалы ток айнымалы кернеу арқылы өндіріледі. 2-сурет

Тәжірибеде жай және неғұрлым маңызды жағдайда айнымалы ток күшінің лездік мәні (i) синусоидалық заңға сәйкес белгілі бір уақыт (t)ішінде мынадай заң бойынша өзгереді: , мұндағы — ток амплитудасы, ƒ— токтың бұрыштық жиілігі, — бастапқы фаза. Сондай жиіліктегі кернеу де синусоидалық заң бойынша өзгереді: , мұндағы — кернеу амплитудасы, — бастапқы фаза (2-сурет)

Айнымалы ток күші сипаттамасының негізіне айнымалы токтың орташа жылулық әсерін, осындай ток күші бар тұрақты токтың жылулық әсерімен салыстыру алынған. Айнымалы ток күшінің осындай жолмен алынған мәні әсерлік мән (немесе эффективтік) деп аталады. Ол мынаған тең болады:

≈ 0,707 ≈ 0,707 .

19. Айнымалы ток. Периодты ток, амплитуда, период, жиілік, фаза. Айнымалы токтың әртүрлі көрініс түрлері. Айнымалы тоқ– уақытқа байланысты бағыты мен шамасы периодты түрде өзгеріп отыратын электр тоғы. Айнымалы токтың кез келген аз уақыт мезгіліндегі мәнін лездік ток деп атайды, оны i әрпімен белгілейді. i = dq / dt. (1); Айнымалы токтың пішіні әртүрлі,соның ішінде көп тарағандарының бірі–периодты токтар. Периодты токтар деп токтың лездік мәндері бірдей уақыт аралықтарында қайталанып отыратын токтарды айтамыз. Ал тоқтың лездік мәні қайталанып отыратын ең аз уақыты сол токтың периоды деп аталады, оны Т әрпімен белгілейді. Периодтық ток үшін:

i=F(t)=F(t+T) (2);

Токтың бір периодқа кететін уақыты толық цикл.

Периодқа кері шаманы жиілік дейміз, ол ƒ әрпімен белгіленеді және герцпен (Гц) өлшенеді: ƒ = 1 / T (Гц)

Ол ондаған герцтен миллиард герцке дейін барады.

Айнымалы тоқтың периодтық i(t) графигі

Айнымалы тоқ күшінің лездік мәні (i) синусойдалық заңға сәйкес белгілі бір уақыт (t) ішінде мынадай заң бойынша өзгереді:i(t)=I_msin(wt+a), мұндағы I_m-тоқ амплитудасы, ω = 2πf – тоқтың бұрыштық жиілігі, a - бастапқы фаза. u(t)=U_msin(wt+b), мұндағы U_m- кернеу амплитудасы, b - бастапқы фаза.

Мұндай айнымалы тоқтың әсерлік мәндері мынаған тең болады:I = I_m/ » 0,707 I_m, U = U_m/ » 0,707 U_m.

Айнымалы тоқ тізбегінде индуктивтілік не сыйымдылықтың болуына байланысты тоқ күші (i) мен кернеу (u) арасында y=b-a фаза ығысуы пайда болады.Фаза – тербелістің берілген амплитудасы кезінде тербелмелі жүйенің кез келген уақыт мезетіндегі күйін анықтайды.

Айнымалы шамалар фаза бойынша сәйкес келуі мүмкін. Мұнда тоқтар I1 және I2 фаза бойынша сәйкес келеді.

Фаза бойынша жылжуды градуспен көрсетеді. Барлық период 360⁰, себебі период шеңбер бойынша магнит өрісінде өткізгіштің бір толық айланысын алады.

Бұл яғни олар біруақытта нөлдік және максимал мәндеріне қарама-қарсы бағытта жетеді.

Егер айнымалы шамалар фаза бойынша сәйкес келмесе, онда фаза бойынша жылжытылған.

Айнымалы ток тізбегінде индуктивтілік не сыйымдылықтың болуына байланысты ток күші ( ) мен кернеу ( ) арасында фаза ығысуы пайда болады. Фаза ығысуы салдарынан ваттметрмен өлшенетін айнымалы токтың орташа қуаты ( ) әсерлік ток мәні мен әсерлік кернеу мәнінің көбейтіндісінен кем болады: .