O’zgaruvchan tokni o’lchashning kompensatsiya usuli Bir fazali sinusoidal o‘zgaruvchan tok zanjirlari

1.24-rasmda generatorning stator va rotori yoyib ko‘rsatilgan. Magnitli rotor aylanganida qo‘zg‘almas statordagi izolyatsiyali o’tkazgichlarni (simlarni) magnit maydoni kesib o‘tadi, mashinada o‘zgaruvchan tok hosil bo‘ladi. Bunday elektr mashinani bir fazali o‘zgaruvchan tok generatori deyiladi. O‘zgaruvchan tok manbalari har xil bo‘lishi mumkin. O‘zgaruvchan tok generatorining rotoriga o‘tkazgich o‘ramlari joylashtirilgan bo‘lsa, u holda rotordagi o‘ramlarga o‘zgarmas elektr toki ulanib, unda elektr magnit hosil qilinadi. Bu o‘ramlar o‘zgaruvchan tok generatorining qo‘zg‘atuvchan chulg‘amlari deb ataladi. Bunday generatorlarda miqdori va yo‘nalishi o‘zgaruvchan tok hosil bo‘ladi. Yuqorida ko‘rsatilganidek, o‘zgaruvchan tokning burchak chastotasini quyidagicha yozish mumkin:

Bu ifoda o‘zgaruvchan tok fazasining 1 sekundda radian o‘zgarishini ko‘rsatadi. Masalan,
f = 50 Hz chastota uchun burchak chastota ω =314 rad/s. ω ga ko‘ra elektr yurituvchi kuch, kuchlanish va toklar eng yuqori qiymatlarining vaqt t (1.25-rasm) bo‘yicha emas, balki ωt (rad) burilish burchagi (fazasi) bo‘yicha eng yuqori miqdoriga bog‘liq ravishda grafigini (diagrammalarini) chizish mumkin.

O‘zgaruvchan tokning samarali va o‘rtacha qiymatlari

O‘zgaruvchan tok ham, o‘zgarmas tok kabi elektr zanjirda ma’lum ishni bajaradi, ya’ni simlarni qizdiradi, magnit va elektr maydon hosil qiladi. Ko‘p hollarda elektr toki bajargan ish shu tok kuchining kvadratiga proporsionaldir. Masalan, qarshiligi r bo‘lgan o‘tkazgichdan T vaqt davomida o‘zgarmas tok I o‘tganda ajralib chiqqan issiqlikning bajargan ishi

Amalda to‘g‘rilagich sxemali magnitoelektr sistema asboblaridan tashqari (bular o‘rtacha qiymatni o‘lchaydi), o‘zgaruvchan tokni o‘lchash uchun mo‘ljallangan barcha asboblar (elektromagnitli, elektrodinamikali va boshqalar) uning samarali (effektiv) qiymatini o‘lchaydi.
Aktiv qarshilik ulangan o‘zgaruvchan tok elektr zanjiri
1.26-rasmda o‘zgaruvchan tok elektr zanjiriga iste’molchi sifatida Om li qarshilik ulangan. Agarda o‘tkazgich metalni o‘tkazgich deb faraz qilsak va undan o‘zgarmas tok o‘tayapti desak, u holda bu qarshilikning miqdorini quyidagicha aniqlash mumkin:

bu yerda: ρ — o‘tkazgichning solishtirma qarshiligi; l- o‘tkazgichning uzunligi, m; S – o‘tkazgichning ko‘ndalang yuzasi, mm2. Bu qarshilik o‘zgarmas tok zanjiriga ulanganda uni Om li qarshilik deyiladi. Agarda bu qarshilik o‘zgaruvchan tok zanjiriga ulansa, u holda aktiv qarshilik deyiladi. O‘zgaruvchan tokning chastotasi ortib borgan sari o‘tkazgichning aktiv (faol) qarshiligi ortib boradi. Misol uchun, po‘lat o‘tkazgichning diametri 5 mm, uzunligi esa 1 km bo‘lsa, uning qarshiligi o‘zgarmas tokka ulanganda 20 Om ga teng bo‘lsa, 20000 Hz li o‘zgaruvchan tok manbayiga ulanganda esa 75 Om ga teng bo‘ladi. Shu o‘tkazgichni 50 Hz li o‘zgaruvchan tok manbayiga ulanganda, uning qarshiligi juda kam miqdorda o‘zgaradi. O‘tkazgichlarning qarshiligi (o‘zgaruvchan tokka ulanganda) quyidagi formula bo‘yicha hisoblanadi:

bu yerda: ro‘z.tok – o‘zgarmas tokka ulanganda o‘tkazgichning qarshiligi, Om; K f — qarshilikni o‘zgaruvchan tokka ulanganda qo‘llanadigan koeffitsiyent. Bu koeffitsiyent qo‘llanmalarda beriladi. Shunday qilib, Om qonuniga asoslanib, zanjirdagi tok quyidagicha aniqlanadi:

bu yerda: U – zanjir uchlaridagi kuchlanish, V; r – zanjirning aktiv qarshiligi, Om.
Zanjirdagi sarf etiladigan quvvat:

Bu quvvat P qarshilikni qizdirishga sarf bo‘lganligi uchun, uni tok I va qarshilik r bilan ifodalash mumkin:

1.27-rasmda sinusoidal kuchlanish, tok va quvvat diagrammada sinusoidal chiziqlar yordamida ko‘rsatilgan. O‘zgaruvchan elektr zanjiriga aktiv qarshilik ulanganda har qanday vaqt holatida kuchlanishning oniy miqdorini aktiv qarshilikka bo‘linmasi tokning oniy miqdorini beradi. Shuning uchun o‘zgaruvchan tokning egri chizig‘i (sinusoidasi) kuchlanishning sinusoidasi bilan bir xil bo‘ladi. Тokning eng yuqori miqdori kuchlanishning eng yuqori miqdoriga, tokning noldan o‘tish davri kuchlanishning noldan o‘tish davriga to‘g‘ri keladi. Aktiv qarshilik ulangan o‘zgaruvchan elektr zanjirida kuchlanish bilan tok orasida siljish burchagi bo‘lmaydi. Bunday zanjirning hamma quvvati aktiv hisoblanadi, cos ϕ = 1.