Asosiy qism II. I o’zgarmas tok zanjirlari Ўзгармас электр токи


Download 0.73 Mb.
bet1/3
Sana16.01.2020
Hajmi0.73 Mb.
  1   2   3

Asosiy qism

II.I O’zgarmas tok zanjirlari

Ўзгармас электр токи

Техникада энергия манбаи сифатида ишлатилувчи электр токи икки турга бўлинади: ўзгармас электр токи ва ўзгаручан электр токи.

Йўналиши ва сон қиймати вақт давомида ўзгармайдиган электр токи ўзгармас ток деб айтилади. Бу тариф адабиётларда кенг берилган ва талабалар айнан шу тариф билангина чекланади. Лекин таърифда келтирилга “сон қиймати ва йўналиши” сўзлари нимага тегишли эканлиги кўпинча эътибордан четда қолади. Яъни “ниманинг сон қиймати?” деган саволга талаба жавоб бера олмайди. Бу масалага алоҳида тўхталиш ўзгармас электр токи ҳақида тушунчаларнинг тўлароқ шаклланишига ёрдам беради.

Электр токи манбасининг параметрлари деганда, амалда кўпроқ ишлатиладиган “кучланиш”га асосий эътиборни қаратиш зарур. Ток манбалари одатда электр юритувчи куч (э.ю.к.) Е билан характерланади, лекин ташқи занжир учун манба қисқичларидаги кучланиш амалий аҳамиятга эга. Шунинг учун ҳам ўзгармас ток манбалари ҳақида гап кетганда манбанинг кучланиши сифатида манба қисқичларидаги кучланишни назарда тутиш амалий жиҳатдан қулайроқ.

Ўзгармас электр токининг амалда энг кенг тарқалган манбаси аккумулятор ва батареялардир. Бугунги кунда жаҳон саноатида бундай манбаларнинг минглаб турлари кенг ишлаб чиқарилмоқда ва кундалик ҳаётимизга чуқур кириб борган. Лекин шунга қарамай бу ток манбаларининг асосий параметрлари ҳақидаги тушунчалар тўлиқ эмас. Қуйида амалда энг кўп тарқалган аккумулятор ва батареяларнинг энергетик хусусиятлари билан танишамиз.

Шундай қилиб, ушбу аккумуляторда тахминан 2,29 Мж миқдордаги энергия электр зарядлари кўринишида йиғилган.

Аккумуляторларнинг бундай турлари электр токининг кимёвий манбалари деб аталади. Чунки аккумуляторларда кимёвий энергия электр энергиясига айлантирилади. Кимёвий элементлар сифатида турли хил кислоталар аралашмасидан иборат электролитлар ишлатилади..

Кам қувватли электр қурилмаларини ток билан таъминлашда энг кенг тарқалган ток манбаларидан бири “бармоқ” туридаги аккумулятор ва батареялардир. Буларнинг ҳам маълум электр сиғими мавжуд бўлиб ишчи кучланиши асоосан 1,5 В бўлади. Халқаро стандартларда уч хил ўлчамли бундай элементлар ишлаб чиқарилади ва улар А, АА, ААА турлар деб номланган. 3-расмда АА турдаги элемент келтирилган. Бу элементларда кимёвий актив элементлар қуруқ кукун сифатида қўлланилган бўлади. А турдаги элемент АА элементдан каттароқ, ААА эса кичикроқ бўлади.

Ушбу элементнинг ҳам электр энергиясини юқоридагидек ҳисоблаш мумкин P = I • U = 1,2 В • 1300 мА = 1,56 Вт. Шу қувват билан бир соат давомида Е = 1,56 Вт • 3600 с = 5616 Ж = 5,6 кЖ энергия бериши мумкин. Бармоқ туридаги элементлар аккумулятор ва батарея кўринишларида ишлаб чиқарилади.

Агар кимёвий элементда электр сиғими А • соат, ёки мА • соат (одатда халқаро талаблар асосида Аh ёки мА h деб ёзилади ) кўрсатилган бўлса бу аккумулятор бўлади. Аккумуляторлар қайта зарядлаш хусусиятига эга ва одатда заряд – разряд цикли 500 дан бир неча минггача боради. Бу тушунча фақат кам қувватли кукунсимон кимёвий элементли аккумуляторларга тегишли. Электролитли аккумуляторларнинг зарядлаш цикллари жуда кўп бўлиши мумкин. Бундай аккумуляторлар одатда иш жараёнида узлуксиз равишда зарядланиб-разрядланиб туради. Масалан автомобилларнинг аккумуляторлари шундай режимда ишлайди. Аккумляторларнинг асосий камчиликларидан бири уларнинг зарядлаш вақтининг узоқлигидир. Агар бу вақтни камайтирилса аккумуляторларнинг ишлаш муддати кескин камаяда. Катта токда қисқа вақт давомида зарядланувчи аккумуляторлар Li-ion (литий ионли) аккумляторлардир. Бу аккумуляторлар мобил телефонларда, фотоаппарат ва камераларда кенг ишлатилади.

Юқорида такидланганидек, ток манбаларини характерловчи асосий параметрлар деганда асосан манба қисқичларидаги кучланиш назарда тутилади. Демак, ўзгармас токда манба қисқичларидаги кучланиш вақт давомида ўзгармас бўлади. Масалан 12 В кучланишли акумулятор қичқичларидаги кучланиш доимо ўзгармас бўлиб, унинг графиги тўғри чизиқдан иборат бўлади (бунда, узоқ вақт ишлатилиш давомида акумуляторнинг кучланиши аста-секин пасайиб бориши ҳисобга олинмайди, яъни кўрилаётган қисқа вақт давомида кучланишнинг камайиши сезилмайди).

Mанба қисқичларидаги кучланиш вақт давомида ўзгармас, демак кучланишнинг сон қиймати ва йўналиши вақт давомида ўзгармайди. Яъни ўтказгичнинг кўндаланг кесим юзасидан доимо бир хил миқдордаги электронлар ўтиб туради. Шунинг учун ҳам бундай ток ўзгармас ток деб аталади.

Токнинг мусбат йўналиши деб бу электронларнинг ҳаракатига тескари йўналиш қабул қилинган.

2. Электр занжири элементлари

Электр занжирларини ўрганишда элементларнинг занжирлардаги шартли белгиларидан фойдаланиб электр схемалари чизилади. Бундай шартли белгилардан фойдаланиш қулай , ҳар қандай мураккабликдаги схемани ҳам осонликча чизиш мумкин.

Электр энергиясидан фойдаланиш электр токи ёрдамида бирор қурилмани ишлатишдан иборат, бунда ток манбаи ва ишлатилаётгган қурилма асосий элементлар ҳисобланади. Лекин шу қурилмани ишлатиш учун албатта қўшимча воситалар (масалан симлар, улагичлар ва ҳоказо) зарур бўлади. Бу қўшимча воситалар занжирнинг ёрдамчи элементлари деб аталади. Демак, электр занжирида элементларни асосий ва ёрдамчи турларга бўлиш мумкин (5-расм):

Электр занжирларида манба ва истеъмолчилар бир нечта бўлиши мумкин, бу ҳолларда ток манбаларини ва истеъмолчиларни ўзаро кетма –кет ёки параллел уланиш турлари қўлланилади. Истеъмолчиларни ўзаро кетма-кет ёки параллел улаш бу истеъмолчилардаги кучланишни тақсимлашни, ёки уни бир хил бўлишини таъминлайди. Истеъмолчиларни кетма-кет ва паралел улаш, умумий (эквивалент) қаршиликни топиш, занжир элементларидаги ток ва кучланишларнинг тақсимоти физика ва электротехника адабиётларида етарлича келтирилган. Фақатгина шуни қўшимча қилиш мумкинки, занжирда етарли кучланиш ҳосил қилиш учун ток манбаларини кетма - кет уланади, бунда манбаларнинг электр юритувчи кучлари Е (э.ю.к.) қўшилади, ток кучини ошириш учун эса э.ю.к. бир хил манбаларни параллел уланади (6-расм).

Амалда манбаларни кетма-кет улаб керакли кучланишни ҳосил қилиш жуда кенг ишлатилади. Саноатда ишлаб чиқарилаётган доимий ток манбалари кўпрой 1,5 В кучланишли бўлиб 3 В, 9В, 12В ва ҳоказо кучланишда ишловчи қурилмаларни ишлатиш учун батареялар кетма-кет уланади. Масалан, масофадан бошқарувчи пультларда 2 та 1,5 В кучланишли батарея кетма-кет уланиб 3 В кучланиш ҳосил қилинади, қуёш батареяларида бир нечта элементлар кетма-кет уланиб 12 В кучланиш ҳосил қилинади ва ҳоказо.

Манбаларни паралел улаш ҳоллари амалда камроқ ишлатилади, чунки манбаларни паралел улаб ишлатганда кучланиш доимий қолиб ток кучи оширилади, бу қурилмани узоқроқ вақт ишлашини таминлайди холос. Амалда батареяларни паралел улаб иш вақтини оширгандан кўра манбаларни тез- тез алмаштириб (аккумулятор бўлса, зарядлаб) туриш иқтисодий ва техник жиҳатдан самаралироқдир.



3. Электр занжиридаги асосий тушунча ва иборалар

Электр занжирларида элементлар юқорида келтирилган шартли белгилар асосида тасвирланади. Бундай шартли белгилардан фойдаланиш электр занжирларини ҳисоблаш, электр занжирининг асосий параметрларини аниқлаш ва улар асосида керакли амалий схемаларни яратиш имконини беради.

Масалан, 12 В кучланишли аккумулятордан фойдаланиб ҳар бирининг ишчи кучланиши 2 В бўлган светодиодларни ёқиш учун бизга 6 та шундай светодиод (7 - расм) керак бўлади.

Светодиодларни ўзаро кетма-кет бирлаштириб, умумий занжир учларини аккумуляторга калит орқали улаб электр занжири ҳосил қиламиз. Ҳар бир светодиоддаги кучланиш 2 В дан бўлиб, умумий кучланиш 12 В бўлади.





+

8- расм. Битта манбадан ишловчи ўзаро кетма-кет уланган 6 та истеъмолчи схемаси.

8-расмда келтирилган занжир оддий электр занжири бўлиб электротехникада бундай занжирни тармоқланмаган электр занжири деб аталади. Тармоқланмаган занжир учун элементлардаги кучланишлар тушуви тушунчаси ўринли. Яъни берилган занжир учун ҳар элементдаги (светодиоддаги) кучланишнинг тушуви 2 В дан бўлиб умумий 12 В манба кучланишига тенг.




Аккумулятор клеммаларидаги кучланиш тушуви 12 В, бу кучланиш тушуви ташқи занжирда ҳар бир элементда 2 В дан тушиб боради.



U



12В

л1 л2 л3 л4 л5 л6

9 - расм. Кетма-кет уланган занжир элементларида кучланишнинг

тушиб бориши.

Амалиётда кўпроқ тармоқланган электр занжирлари ишлатилади.

II.II

O’zgaruvchan tok zanjiri

Ўзгармас ток занжирларида биз кучланишни вақт давомида ўзгармас деб қарадик. Ҳақиқатан ҳам аккумуляторларни кучланиши вақтнинг биз кўраётган қисқа оралиғида ўзгармас бўлади (албатта, узоқ вақт давомида қаралганда аккумулятор зарядсизланиши ҳисобига кучланиш аста секин камайиб боради).

Ўзгаручан ток вақт бўйича маълум қоида бўйича ўзгаради, яъни токнинг миқдори вақтнинг функцияси бўлади. Амалда ўзгарувчан электр токи деганда кучланишнинг вақт давомида ўзгариши тушунилади. :

U = F (t) (3.1)

бу ерда U – токкучланишнинг исталган вақтдаги оний қиймати, t – вақт.

Ўзгарувчан ток тушунчаси жуда кенг маноли бўлиб йўналиши, сон қиймати, ёки хам йўналиши хам сон қиймати ўзгариб турувчи токларни ўз ичига олади. Токнинг ўзгариш қонуниятлари турлича бўлиши мумкин. Айниқса радиотехникада турлича қонуниятлар асосида ўгарувчи токлар билан ишланади. Масалан овознинг ёзуви бунга мисол бўлади.

Амалда ишлатилувчи ўзгарувчан электр токини учта турга бўлиш мумкин:

1 Фақт миқдори ўзгарувчан, (пульсацияланувчи) ток.

2. Миқдори ва йўналиши ўзгарувчан ток.

3. Даврий ўзгарувчан ток.

Биз амалда кенг ишлатадиган ва ер юзининг барча электростанцияларида ишлаб чиқариладиган электр токи даврий ўзгарувчан, ёки синуоидал токдир. Даврий ўзгарувчан токнинг оний қийматлари давр деб аталадиган Т-вақт оралиғида такрорланиб туради, яъни:



U = F (t) = F (t +кТ) (3.2)

бу ерда к – бутун сонлар (к =1,2,3, . . .n). Т – тебранишлар даври деб аталади.

Даврий ўзгарувчан катталиклар синусоидал функция орқали ифодаланади (масалан физикадаги математик маятникнинг ёки пружинага осилган юкнинг харакат тенгламалари каби). Худди шунингдек кучланишнинг вақт бўйича ўзгаришини ҳам синусоидал қонуният асосида ифодалаш мумкин

U = Um sin ω t , (3.3)

бу ерда ω = 2π /Т – бурчак тезлик, даврга тескари катталик частота бўлиб, у вақт бирлигидаги тебранишлар сонини ифодалайди f = 1/Т.

Электр генераторида ҳосил бўлаётган электр токи ҳақиқатан ҳам синусоидал қонуният асосида ўзгаришига ишонч ҳосил қилиш учун генераторнинг ишлашини кўриб чиқамиз


Контакт халқалари

3.3 расм. Ўзгарувчакн электр токи ишлаб чиқарувчи генератор.



Магнит майдони атрофида рамканинг бир марта тўла айланишида рамкадаги кучланиш қуйидаги қонуниятда асосида ўзгаради.

Частота деб 1 секундда даврий ўзгаришлар сонига айтилади ва унинг ўлчам бирлиги Гц-герц.Демак генераторда чулғам секундига 50 марта айланади. Электротехникада стандарт (саноат) частота деганда айнан 50Гц; тушунилади, лекин айрим давлатларда (масалан АҚШ да ) 60 Гц частотали ўзгарувчан ток ишлаб чиқарилади.

Бошланғич фаза мусбат бўлади , координата бошидан чапда, манфий бўлса, ўнг томонда бўлади.

Агар бўлса, уларнинг йўналишлари фаза жиҳатидан мос, яъни бир томонга йўналган бўлади.

Агар бўлса, улар қарама-қарши фазали бўладилар.



Асосий параметрлар.

Ток ифодасидан (А, В, С) кўринадики, синусаидал ўзгарувчи функция, асосан учта параметрлар билан аниқланади.



  1. Амплитуда қиймати ;

  2. Бурчак тезлиги (радиал/сек);

  3. Бошланғич фаза .

Булардан ташқари таъсир этувчи қийматлар қўлланилади.

; ; .

Ўлчав асбоблари таъсир этувчи қийматни кўрсатади.



Рамка cv бурчак тезлик билан айланганда магнит оқимининг оний қиймати рамка текислигига нисбатан (-магнит оқими) қонунияти билан, рамканинг айланиши О,О1 ўққа нисбатан бурчак остида айланса магнит оқими қонуният билан ўзгаради. Рамканинг ab ва cd томонларида электр юритувчи куч – Э.Ю.К. ҳосил бўлади.

(А)

- э.ю.к.нинг амплитуда қиймати; - э.ю.к. бошланғич фазаси.

Агар рамканинг 1-2 қисмларига истемолчи (юклама - R) уланса, ундан қуйидагича ток ўтади.



(В)

- ток амплитуда қиймати; - токнинг бошланғич фазаси.

Юкламадан ток ўтганида унда кучлниш ҳосил бўлади.



(В)

- кучланиш амплитудаси; - кучланишнинг бошланғич фазаси.


Do'stlaringiz bilan baham:
  1   2   3


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2019
ma'muriyatiga murojaat qiling