Reja: Kirish O’zgaruvchan tok hosil qilish. O’zgaruvchan tok uchun Om qonuni. O’zgaruvchan tok va o’zaro kuchlanish rezonansi. Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati Kirish

3. O’zgaruvchan tok va o’zaro kuchlanish rezonansi.
Qarshilik, sig’im va induktivlik ketma – ket ulangan zanjirdan o’zgaruvchan tok oqayotgan bo’lsin. Ular ketma – ket ulanganligi uchun, umumiy kuchlanish ularning har biridagi kuchlanishlarning yig’indisiga teng bo’ladi. Bu kuchlanishlarning har biri sinusoida qonuni bo’yicha o’zgaradi.
Kuchlanishlarni qo’shishda garmonik tebranishlar vektor diagrammalaridan foydalanib, quyidagiga ega bo’lamiz:

Bu tenglamada kuchlanish amplitudasi tok amplitudasiga proporsionalli-
gidan, o’zgaruvchan tok uchun Om qonuni deb ataladi.
Natijaviy tebranishning boshlang’ich fazasini ko’rsatuvchi burchak
tangensini quyidagi formula yordamida aniqlaymiz:

S klemmalarga o’zgaruvchan elektr yurituvchi kuch ulangan bo’lsin.
Zanjir ketma – ket ulangan C sig’im, L o’zinduk-siya va R qarshilikdan tashkil topgan. Konturning L o’zinduksiyaga ega bo’lgan qismida o’zinduksia elektr yurituvchi kuch paydo bo’ladi:
; konturdagi to’liq elektr yurituvchi kuch
ga teng.
Kondensator qoplamalaridagi potensiallar ayirmasi, undagi zaryad miqdori tenglamalridan foydalanilsa va ularni vaqt bo’yicha differensiallansa quyidagi differensial tenglama hosil bo’ladi:

Bu tenglamani bir – biriga ketma – ket ulangan sig’im, o’zinduksiya va qarshilikka ega bo’lgan zanjirdagi tok qanoatlantirishi zarur. Ushbu tenglamaning yechimini davri elektr yurituvchi kuchning davriga teng bo’lgan davriy funksiya sifatida izlab, quyidagilarga ega bo’lamiz:
;


B u tengliklar biz izlayotgan yechimni beradi: zanjirdagi tokning davri unga ulangan elektr yurituvchi kuchning davriga tengdir; bu tokning amplitudasi topiladi. Tokning fazasi elektr yurituvchi kuchning fazasiga nisbatan qandaydir burchakka siljigan bo’ladi.
Konturda majburiy tebranishlar sodir bo’layotgan vaqtdagi tok kuchi va kuchlanishning amplituda qiymati bu majburiy tebranishlarni yuzaga keltiradigan elektr yurituvchi kuchning chastitasiga bog’liq.
Majbur etuvchi kuch chastotasining biror – bir aniq qiymatida majburiy tebranishlar amplitudasining keskin oshib ketishi, ya’ni maksimal qiymatga erishishi, rezonans deb ataladi. Rezonans yuzaga kelgandagi majbur etuvchi kuch chastotasi rezonans chastota, amplitudasi esa rezonans amplituda deyiladi va quyidagicha aniqlanadi:

(bu yerda - so’nish koeffitsiyenti);

Tebranish konturida majbur etuvchi elektr yurituvchi kuchning biror bir chastotasida kondensator qoplamlaridagi kuchlanishning maksimal qiymatga erishishi kuchlanish rezonansi deb ataladi. Bu vaqtda rezonans chastota konturning parametrlari R,L,C bilan quyidagicha bog’liq:

Tok kuchining amplitudasi maksimumga erishishini ta’minlash uchun (**) tenglamaning maxraji minimumga intilishi lozim. Bu esa shart bajarilgandagina amalga oshadi. Shularni hisobga olib, quyidagi xulosaga kelamiz:
Tebranish konturida tok rezonansi yuzaga kelishi uchun majbur etuvchi elektr yurituvchi kuchning chastotasi konturning xususiy chastotasiga teng bo’lishi kerak.

Qarshilikning har xil qiymatlarida tok kuchi amplituda qiymatining konturning chastotasiga bog’lanishi keltirilgan.
Asinxron elektr dvigatellari.
Elektr mashinalari elektr stantsiyalarida, sanoat, transport, aviatsiya, avtomatik rostlash va boshkarish sistemalarida hamda turmushda keng ishlatiladi.
Elektr mashinalari mexanikaviy energiyani elektr energiyaga va aksincha elektr energiyani elektr energiyaga aylantiruvchi mashinalar generatorlar deb, elektr energiyasini mexanikaviy energiyaga aylantiruvchi mashinalar esa dvigatellar deb ataladi.
Har qanday elektr mashinasi ham generator, ham dvigatel sifatida ishlatilishi mumkin. Elektr mashinalarining uz energiyasining yo‘nalishini o‘zga rtirish xususiyatiga kaytuvchanlik deyiladi. Elektr mashinalari bir tur energiyani ikkinchi tur energiyaga aylantirishda ham kullaniladi. Bunday elektr mashinalarga o‘zga rtirgichlar deyiladi.
Elektr mashinasi tok tipiga karab o‘zgarmas va o‘zgaruvchan tok mashinalariga bulinadi. O‘zgaruvchan tok mashinalari bir fazali yoki ko‘p fazali bulishi mumkin. Bulardan eng ko‘p ishlatiladiganlari uch fazali sinxron asinxron mashinalardir.

Elektr mashinalarining ishlash printsipi elektromagnit induktsiya qonuniga asoslangan. Agar o‘zgarmas magnit yoki elektromagnit kutblari orasiga o‘tkazgich joylashtirib, uni xarakatlantirilsa, o‘tkazgichda quyidagi formula bilan ifodalanadigan e.yu.k. hosil bo‘ladi:

е = В 
bu yerda V-magnit induktsiyasi; l…-o‘tkazgichning aktiv uzunligi; (…- magnit maydonida o‘tkazgichning xarakatlanishi tezligi.
Utkazgichdan induktsiyalangan E.YU.K. yo‘nalishi ung kul koidasiga asosan aniklanadi.
Agar o‘tkazgichni biror energiya is’temolchisi bilan tutashtirilsa, bunday zanjirda yo‘nalishi o‘tkazgichdagi E.YU.K yo‘nalishi bilan bir xil bulgan tok hosil bo‘ladi. Utkazgichdagi tok I… bilan kutblar magnit maydonining o‘zaro ta’siri natijasida yo‘nalishi chap kul koidasi bilan aniklanadigan elektromagnit kuch Fe hosil bo‘ladi. Bu kuchning yo‘nalishi o‘tkazgichni magnit maydonida xarakatlantiradigan kuchga karama- qarshi bo‘ladi. Agar bu kuchlar teng, ya’ni F₁ = Fe bo‘lsa o‘tkazgich o‘zgarmas tezlik bilan xarakatlanadi. Demak, bunday eng sodda elektr mashinasida o‘tkazgichni xarakatlantirishga sarflangan mexanikaviy energiya tashki iste’molchi qarshiligiga beriladigan elektr energiyaga aylanadi, ya’ni mashina generator sifatida ishlaydi. Xuddi shu elektr mashinasi dvigatel sifatida ham ishlash mumkin. Utkazgichni biror tashki elektr manbaiga ulab, undan tok utkazsak, o‘tkazgichdagi tok bilan magnit maydonining o‘zaro ta’siri natijasida elektromagnit kuch Fe hosil bo‘ladi. Bu kuch ta’sirida o‘tkazgich mexanikaviy energiya iste’molchisi qarshiligini yengib, magnit maydonida xarakatlanadi. Shunday qilib, bu mashina xar qanday elektr mashinasi kabi ham generator, ham dvigatel sifatida ishlay oladi.
E.YU.K va elektromexanikaviy kuchni oshirish uchun elektr mashinalar ko‘p miqdordagi simlardan iborat bulgan chulg‘amlar bilan ta’minlanadi. Chulgam simlari o‘zaro shunday ulanadiki, ulardagi E.YU.K ning yo‘nalishi bir xil bulib, qiymatlari esa kushiladi. Elektr mashinalari asinxron va sinxron mashinalarga bulinadi.
Asinxron dvigatelning ishlash printsipi.
Asinxron dvigatel- xozirgi zamon dvigatellarining eng ko‘p tarkalgan xilidir. Yuksak texnikaviy va iktisodiy kursatkichlari tufayli asinxron dvigatel sanoat va kishlok xujaligida keng ishlatilmokda. Asinxron dvigatelni birinchi bulib 1889 yili rus elektrotexnigi D.O. Dolivo -Dobrovolskiy kashf qilgan.
Asinxron dvigatel tuzilishining soddaligi va qulay ishlashi bilan boshka dvigatellardan fark kiladi. Asinxron dvigatel ikki kismdan - stator va rotordan iborat bo‘ladi. Mashinaning ko‘zga lmas kismi stator deb, aylanadigan kismi esa rotor deb yuritiladi.
Har qanday elektr mashinasi kabi asinxron dvigatel ham kaytuvchanlik xossasiga ega, ya’ni u ham generator, ham dvigatel bulib ishlay oladi.
Biz asinxron mashinaning dvigatel rejimida ishlashini, ya’ni elektr energiyani mexanikaviy energiyaga aylantirish protsessini kurib utaylik.
O‘zgaruvchan tok mashinasining ishlash printsipi aylanuvchi magnit maydonidan foydalanishga asoslangan. Chulgamdan uch fazali o‘zgaruvchan tok utganda bir minutdagi aylanishlari soni n1 = 60 f/p bulgan aylanuvchi magnit maydoni hosil bo‘ladi.
Agar rotorning aylanish tezligi n2 magnit maydonining aylanish tezligi n1 ga teng bulmasa n2(n1 bunday tezlik asinxron tezlik deyiladi.
Asinxron dvigatel fakat asinxron tezlikda, ya’ni rotorning aylanish tezligi magnit maydonining aylanish tezligiga teng bo‘lmagan holdagina ishlaydi.
Rotor tezligi maydon tezligidan juda kam fark qilishi mumkin, lekin ish jarayonida u xar doim maydon tezligidan kichik, ya’ni … …bo‘ladi.
Asinxron dvigatelning ishlash printsipini elektromagnit mexanizmi asosida tushuntirish mumkin.
Ikki kutbli takasimon magnit o‘zgarmas n₀ tezlik bilan A-A₁ uk atrofida aylanmokda, deb faraz qilaylik . Magnitning kutblari urtasiga B-B₁ …ukda aylanadigan baraban-rotor joylashtirilgan. Magnit maydonning kuch chiziqlari rotorning a,b,c,…h sterjenlarini kesib o‘tib, unda ea,eb…eh… E.YU.K larni hosil kiladi.
Bu sterjenlar buylab ia,ib…ih uyurma toklar yunaladi.

Bu uyurma toklar bilan doimiy magnitning magnit maydonining o‘zaro ta’siri natijasida diskni aylantiruvchi kuch hosil bo‘ladi. Lents qonuniga asosan xar qanday induktsion tok uni hosil qilgan sababga qarshilik kiladigan tomonga karab yo‘nalgan bo‘ladi. Shu sababli diskda hosil bulgan uyurma toklar magnitning aylanishini tuxtatishga intiladi, lekin tuxtata olmaganidan disk magnitga ergashib aylana boshlaydi. Bunda diskni aylanish tezligi magnit maydonning aylanish tezligidan doimo kam bo‘ladi. Agar biror sabab bilan bu tezliklar tenglashib kolganda edi, diskni kesib utgan magnit maydon okimlari o‘zga rmagan, natijada unda xech qanday uyurma toklar hosil bo‘lmagan va nixoyat, diskni aylanma xarakatga keltiruvchan kuchlar vujudga kelmagan bular edi.
Asinxron dvigatellarda aylanuvchi doimiy magnit urniga aylanuvchi magnit maydoni olinadi: bu maydon statorning uch fazali chulg‘amidan uch fazali o‘zgaruvchan tok utganda hosil bo‘ladi.
Statorning aylanuvchan magnit maydoni rotor chulg‘ami simlarini kesib o‘tib, ularda E.YU.K induktsiyalaydi. Agar rotor chulg‘ami uchlari biror qarshilik orqali yoki o‘zaro kiska tutashtirilsa, bu induktsion e.yu.k. rotor chulg‘amida tok hosil kiladi. Rotor chulg‘amida tok hosil kiladi. Rotor chulg‘amidagi tok bilan stator chulg‘amining aylanuvchi magnit maydonining o‘zaro ta’siri natijasida hosil bulgan aylantiruvchi moment rotorni aylanish xarakatga keltiradi.
Rotorning aylanish tezligi doimo stator magnit maydonining aylanish tezligidan kichik bo‘ladi.
Agar biror paytda rotorning aylanishlari soni statorning aylanishlari soniga teng bulib koladi, deb faraz kilinsa, bu paytda rotor chulg‘amining simlarini stator maydonining magnit chiziqlari kesmaydigan bulib koladi va rotorda tok bulmaydi. Bu holda aylantiruvchi moment nolga bulib kolib, rotorning aylanish tezligi stator maydonining aylanish tezligiga nisbatan kamayib ketadi.