O‘zgaruvchan tok zanjirida induktiv va sig‘im qarshiliklar

17- mavzu: O‘zgaruvchan tok zanjirida induktiv g‘altak. Induktiv qarshilik. O‘zgaruvchan tok zanjiriga ketma-ket va parallel ulangan faol, induktiv va sig’im qarshiliklar uchun Om qonuni. Zanjirning to‘la qarshiligi.
O‘zgaruvchan tok zanjirida induktiv va sig‘im qarshiliklar
Avvalgi paragrafda ko‘rganimizdek, o‘zgaruvchan tok ham o‘zgarmas tok kabi issiqlik ta’siriga ega. Biroq tokning kattaligi va yo‘nalishi tez o‘zgarib turishi natijasida, o‘zgaruvchan tok o‘zgarmas tokdan bir qator xususiyatlari bilan farq qiladi. Masalan, o‘zgaruvchan tokdan texnikada qo‘llaniladigan elektroliz uchun foydalanib bo‘lmaydi. Ammo o‘zgaruvchan tok zanjiriga kondensatorlar batareyasini ulash mumkin va hokazo. O‘zgaruvchan tok zanjiriga g‘altak yoki kondensator ulanmagan holda tokning barcha energiyasi aktiv yoki omik qarshilikda sarflanadi. Bunda U_eff kuchlanishli zanjir qismida I_eff tokning quvvati

ga teng bo‘ladi. Agar o‘zgaruvchan tok zanjirida kondensator yoki induktivlik g‘altagi bo‘lsa, zanjirdan o‘tayotgan tok kuchi faqat kuchlanish va qarshilikkagina emas, shu bilan birga kondensatorning sig‘imi va g‘altakning induktivligi kabi kattaliklarga ham bog‘liq bo‘ladi va formula murakkablashadi. Buni quyidagi tajribada ko‘rish mumkin.
O‘zgarmas tok zanjiriga g‘altak va ampermetr ulaylik (1- rasm). Ampermetrga qarab tok kuchini belgilab olamiz. Endi g‘altak ichiga temir o‘zak kiritamiz. Òok o‘zgarmaydi. Agar g‘altakni o‘zgarmas tok kuchlanishiga teng kuchlanishli o‘zgaruvchan tok zanjiriga ulasak, g‘altakdagi tok kuchi kamayib qoladi. G‘altak ichiga temir o‘zak kiritganimizda esa tok yanada ko‘proq kamayadi.

Shunday qilib, o‘zgaruvchan tok zanjirining induktivligi tokni kamaytiradi, bundan zanjirda induktiv g‘altak bo‘lishi zanjirning qarshiligini oshiradi, degan xulosaga kelish mumkin. Buning sababi shuki, zanjirdan o‘zgaruvchan tok o‘tganida unda induksiya EYK hosil bo‘lib, u hamma vaqt tashqi EYK ga qarama-qarshi yo‘nalgan bo‘ladi va tokning ortishiga to‘sqinlik qiladi. Shuning uchun o‘zinduksiya bo‘lganda zanjirda o‘zgaruvchan tok kuchi o‘zinduksiya bo‘lmagandagidan kichik bo‘ladi. G‘altakdagi tokning o‘zgarish tezligi va g‘altakning induktivligi qancha katta bo‘lsa, induksion tok shuncha katta bo‘ladi. O‘zgaruvchan tokning chastotasi qancha katta bo‘lsa, tokning son jihatdan o‘zgarish tezligi ham shuncha katta bo‘ladi. Zanjirda induktivlik mavjudligi tufayli vujudga keladigan qarshilik induktiv qarshilik (R_L,) deb atalib, u tokning chastotasiga va induktivlikka proporsional bo‘ladi:

bu yerda ω — o‘zgaruvchan tokning doiraviy chastotasi. Bu induktiv qarshilikni ham Ω larda ifodalanishini ko‘rsatishimiz mumkin, ya’ni

Endi kondensator ulangan o‘zgaruvchan tok zanjirini ko‘raylik. O‘zgarmas tok manbayiga kondensatorli zanjirni ulaganimizda undan tok o‘tmaydi. Chunki kondensator qoplamalari bir-biridan dielektrik bilan ajratilganligidan qarshiligi cheksiz katta bo‘ladi. Endi shu zanjirning o‘zini o‘zgaruvchan tok manbayiga ulasak, zanjirda mavjud bo‘lgan elektr lampochka yonadi(2-rasm)

Buni quyidagicha tushuntirish mumkin. Kondensator o‘zgaruvchan tok manbayiga ulanganda uning qoplamalari navbat bilan zaryadlanib va razryadlanib turadi. Shu tufayli kondensator va o‘zgaruvchan tok manbayi bo‘lgan zanjirda hamma vaqt kondensatorning zaryadlanishi va razryadlanishi tokning dam bir, dam ikkinchi yo‘nalishda o‘tib turishini ta’minlaydi. Shuning uchun o‘zgaruvchan tokni „kondensator orqali o‘tadi“ deyish mumkinki, bunda, albatta, tokning kondensatordan o‘tishi emas, zanjir simlarida tokning bo‘lishi nazarda tutiladi. Agar kondensatorni zanjirdan ajratib qo‘ysak, lampochka ravshanroq yonadi. Demak, o‘zgaruvchan tok zanjirida kondensator bo‘lishi zanjirning qarshiligini oshiradi.

Zanjirda sig‘im mavjudligi tufayli vujudga keladigan qarshilik s i g ‘ i m q a r s h i l i k (R_C ) deb ataladi. Sig‘im qarshilikning kattaligi zanjirning sig‘imiga va tokning o‘zgarish chastotasiga bog‘liq bo‘ladi. Buni shunday tushuntirish mumkin. Kondensator qoplamalaridagi zaryad sig‘imga proporsional bo‘lganidan, kondensatorning sig‘imi qancha katta bo‘lsa, zanjir bo‘ylab shuncha ko‘p zaryad ko‘chadi. Chastota qancha katta bo‘lsa, kondensator shuncha tez zaryadlanadi va razryadlanadi, demak, zanjir bo‘ylab vaqt birligi davomida, shuncha ko‘p zaryad o‘tadi. Shuning uchun ω va C qancha katta bo‘lsa, shuncha katta tok o‘tadi va sig‘im qarshilik shuncha kichik bo‘ladi. Ushbu xulosalarga asoslanib, sig‘im qarshilikni quyidagicha ifodalash mumkin:

Sig‘im qarshilikning ham Ω larda ifodalanishini keltirib chiqarishimiz mumkin:

O‘zgaruvchan tok zanjirida induktivlik yoki sig‘imning bo‘lishi tok va kuchlanish fazalarining bir-biriga nisbatan siljishiga sabab bo‘ladi. Induktiv qarshilikli zanjirda o‘zinduksiya EYK hosil bo‘lishi tufayli tok faza jihatdan berilgan kuchlanishdan vaqt bo‘yicha chorak davrga yoki faza bo‘yicha 90° ga orqada qoladi, sig‘im qarshilik bo‘lganda esa tok faza jihatdan kuchlanishdan shuncha oldinga ketadi