კონდენსატორისა და ინდუქტორის პარალელური შეერთება ალტერნატიული დენის წრეში. ალტერნატიული დენი. რეზისტორი, კონდენსატორი და კოჭა AC წრეში

თუ კონდენსატორი დაკავშირებულია პირდაპირი დენის წრედთან, მაშინ ასეთი წრე ღია იქნება, რადგან კონდენსატორის ფირფიტები გამოყოფილია დიელექტრიკით და წრეში დენი არ შემოვა. წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს ხდება ალტერნატიული დენის წრეში. ალტერნატიულ დენს შეუძლია შემოვა წრეში, თუ ის შეიცავს კონდენსატორს. ეს არ არის იმის გამო, რომ მუხტებმა მოულოდნელად შეძლეს გადაადგილება კონდენსატორის ფირფიტებს შორის. ალტერნატიული დენის წრეში, კონდენსატორი, რომელიც შედის მასში, პერიოდულად იტენება და იხსნება ალტერნატიული ძაბვის მოქმედების გამო.

განვიხილოთ სქემა 1-ზე, რომელიც შეიცავს კონდენსატორს. ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ კონდენსატორის მავთულის და ფირფიტების წინააღმდეგობა არ არის მნიშვნელოვანი, ალტერნატიული დენის ძაბვა იცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით:

განმარტებით, ტევადობა კონდენსატორის გასწვრივ არის:

ამრიგად, კონდენსატორის ძაბვა არის:

გამოთქმიდან (3) აშკარაა, რომ კონდენსატორის მუხტი შეიცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით:

მიმდინარე სიძლიერე არის:

კონდენსატორზე ძაბვის რყევების კანონებისა და დენის სიძლიერის შედარებისას, ჩვენ ვხედავთ, რომ დენის რყევები უსწრებს ძაბვას . ეს ფაქტი ასახავს იმ ფაქტს, რომ იმ მომენტში, როდესაც კონდენსატორი იწყებს დატენვას, დენი წრეში მაქსიმალურია, როდესაც ძაბვა ნულის ტოლია. იმ მომენტში, როდესაც ძაბვა აღწევს მაქსიმუმს, დენი ეცემა ნულამდე.

კონდენსატორის მაქსიმალურ ძაბვამდე დამუხტული პერიოდის განმავლობაში, წრეში შესული ენერგია ინახება კონდენსატორზე ელექტრული ველის ენერგიის სახით. მომდევნო მეოთხედი პერიოდის განმავლობაში, ეს ენერგია ბრუნდება წრეში, როგორც კი კონდენსატორი განმუხტავს.

დენის ამპლიტუდა () გამოსახულებიდან (5) უდრის:

კონდენსატორის ტევადობა

ფიზიკურ რაოდენობას, რომელიც ტოლია ციკლური სიხშირისა და კონდენსატორის ტევადობის შებრუნებულ ნამრავლს, ეწოდება მისი ტევადობა ():

ტევადობის როლი შედარებულია აქტიური წინააღმდეგობის (R) როლთან ოჰმის კანონში:

სად არის დენის ამპლიტუდის მნიშვნელობა; - ძაბვის ამპლიტუდა. ტევადობისთვის, ეფექტური დენის მნიშვნელობას აქვს კავშირი ეფექტურ ძაბვის მნიშვნელობასთან (8) გამოხატვის მსგავსი (როგორც დენი და ძაბვა პირდაპირი დენისთვის):

(9) საფუძველზე ამბობენ, რომ კონდენსატორის წინააღმდეგობა ალტერნატიულ დენზე.

როგორც კონდენსატორის სიმძლავრე იზრდება, იზრდება დატენვის დენი. მიუხედავად იმისა, რომ კონდენსატორის წინააღმდეგობა პირდაპირი დენის მიმართ არის უსასრულოდ დიდი (იდეალურ შემთხვევაში), ტევადობა სასრულია. სიმძლავრის და (ან) სიხშირის მატებასთან ერთად ის მცირდება.

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

ვარჯიში	თუ აიღებთ სამ კონდენსატორს თითო C F ტევადობით, შეაერთეთ ისინი პარალელურად, შეაერთეთ ქსელში 220 ვ ძაბვით, რამდენ ელექტროენერგიას მოიხმარს ასეთი კავშირი, თუ მავთულის და კონდენსატორის ფირფიტების წინააღმდეგობა არ არის აღებული. მხედველობაში?
გამოსავალი	კონდენსატორის ფირფიტებზე ძაბვა ჩამორჩება დენს ფაზაში . ეს ასე უნდა გავიგოთ: სანამ დენი არ გადის კონდენსატორში, მის ფირფიტებზე მუხტი არ არის და შესაბამისად ფირფიტებს შორის პოტენციური სხვაობა (ძაბვა) ნულის ტოლია. AC სიმძლავრე (P) უდრის: ფაზის სხვაობით, სიმძლავრე ნულის ტოლია. კონდენსატორი არის მიკროსქემის რეაქტიული ელემენტი და არ მოიხმარს ელექტრო ენერგიას. დადებითი ნახევარციკლის დროს აგროვებს ელექტროენერგიას (მუხტავს ნეგატიური ნახევარციკლის დროს, კონდენსატორი გამოყოფს ენერგიას ქსელში).
უპასუხე	იდეალურ შემთხვევაში, კონდენსატორების დამაკავშირებელი არ მოიხმარს ელექტრო ენერგიას.

მაგალითი 2

ვარჯიში	რა კონდენსატორი უნდა იყოს ჩართული ალტერნატიული დენის წრეში, თუ ქსელის ძაბვა არის UВ, დენის სიძლიერე არის I A, ხოლო რხევების სიხშირე ქსელში არის Hz?
გამოსავალი	პრობლემის გადაჭრის საფუძველია გამოთქმა:

ცნებები მაგნიტური სქემების შესახებ მაგნიტური ნაკადი F. გარდა ამისა, მაგნიტური...
(ელექტრო წრედების თეორია)

აქტიური წინააღმდეგობა AC წრეში

თუ წრედში ძაბვა (ნახ. 5.13, ა) იცვლება კოსინუსური კანონის მიხედვით U = L/mcoscot, შემდეგ დენი მიედინება რეზისტორში: სად ჰმ, მე- ძაბვის და დენის ამპლიტუდის მნიშვნელობები (/,„ = უმ/რ); რ- აქტიური წინააღმდეგობა. ეფექტური დენის ღირებულება: მყისიერი სიმძლავრე...
(ფიზიკა)

U = U მე X/ =თან ლ
(ფიზიკა)

ალტერნატიული დენის წრე აქტიური წინააღმდეგობის, ინდუქციისა და ტევადობის სერიული შეერთებით. წინააღმდეგობების სამკუთხედი

ბრინჯი. 3.31 ზოგადად, განშტოებული ალტერნატიული დენის წრე შეიცავს რიოსტატებს, კონდენსატორებს და ინდუქტორებს, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში. ამ ელემენტების პარამეტრები გ, ს, ლწარმოდგენილია ეკვივალენტურ წრედში, რომელიც ნაჩვენებია ნახ. 3.31. მოდით დავადგინოთ კავშირი გამოყენებული ძაბვას შორის,...
(ზოგადი ელექტროინჟინერია)

AC წრე აქტიური წინააღმდეგობის, ინდუქციისა და ტევადობის პარალელური შეერთებით

ბრინჯი. 3.51 ზოგიერთ შემთხვევაში, მიზანშეწონილია გამოსახოთ ელექტრული წრეების რეალური ტოტები ეკვივალენტურ სქემებში r ელემენტების პარალელური კავშირის სახით, ლ, თან(სურ. 3.51). განვიხილოთ ელემენტების ასეთი კომბინაციისთვის დამახასიათებელი ძირითადი ნიმუშები. ჯერ შემოვიღოთ რამდენიმე ცნება:...
(ზოგადი ელექტროინჟინერია)

ცნებები მაგნიტური სქემების შესახებ. კოჭა ფოლადით AC ელექტრულ წრეში

ცნებები მაგნიტური სქემების შესახებცნობილია, რომ მაგნიტური ველი (მუდმივი მაგნიტის, ელექტრომაგნიტის ან დენით ერთი გამტარის) როგორც ჩანს, ძალის მრავალი მაგნიტური ხაზისგან შედგება. სიბრტყეში შემავალი ამ ხაზების სიმრავლე ეწოდება მაგნიტური ნაკადი F. გარდა ამისა, მაგნიტური...
(ელექტრო წრედების თეორია)

ინდუქტორი AC წრეში

თუ წრედის მონაკვეთის ბოლოებზე გამოყენებული ძაბვა (ნახ. 5.13, ბ) უდრის U = U mcos cot, შემდეგ დენი მიედინება ინდუქტორში: სად მე= l/m/(coL) - დენის ამპლიტუდის მნიშვნელობა. ეფექტური მიმდინარე მნიშვნელობა: სიდიდე X/ =თან ლინდუქციური რეაქტიულობა ეწოდება...
(ფიზიკა)

რხევითი წრე არის მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია ელექტრომაგნიტური რხევების წარმოქმნისთვის (შექმნისთვის). შექმნიდან დღემდე, იგი გამოიყენება მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების მრავალ სფეროში: ყოველდღიური ცხოვრებიდან დაწყებული უზარმაზარი ქარხნებით, რომლებიც აწარმოებენ მრავალფეროვან პროდუქტს.

რისგან შედგება?

რხევადი წრე შედგება კოჭისა და კონდენსატორისგან. გარდა ამისა, ის ასევე შეიძლება შეიცავდეს რეზისტორს (ცვლადი წინააღმდეგობის ელემენტი). ინდუქტორი (ან სოლენოიდი, როგორც მას ზოგჯერ უწოდებენ) არის ღერო, რომელზედაც დახვეულია რამდენიმე ფენა, რომელიც ჩვეულებრივ სპილენძის მავთულია. სწორედ ეს ელემენტი ქმნის რხევებს რხევების წრეში. შუაში მდებარე ღეროს ხშირად ჩოკს ან ბირთვს უწოდებენ, კოჭას კი ზოგჯერ სოლენოიდს უწოდებენ.

რხევადი წრედის ხვეული ქმნის რხევებს მხოლოდ შენახული მუხტის არსებობისას. როდესაც დენი გადის მასში, ის აგროვებს მუხტს, რომელსაც შემდეგ ათავისუფლებს წრეში, თუ ძაბვა დაეცემა.

Coil მავთულები, როგორც წესი, აქვთ ძალიან მცირე წინააღმდეგობა, რომელიც ყოველთვის რჩება მუდმივი. რხევის წრედში, ძაბვისა და დენის ცვლილებები ძალიან ხშირად ხდება. ეს ცვლილება ემორჩილება გარკვეულ მათემატიკურ კანონებს:

• U = U 0 *cos(w*(t-t 0) , სადაც
  U არის ძაბვა მოცემულ დროს t,
  U 0 - ძაბვა t 0 დროს,
  w - ელექტრომაგნიტური რხევების სიხშირე.

მიკროსქემის კიდევ ერთი განუყოფელი კომპონენტია ელექტრული კონდენსატორი. ეს არის ელემენტი, რომელიც შედგება ორი ფირფიტისგან, რომლებიც გამოყოფილია დიელექტრიკით. ამ შემთხვევაში, ფირფიტებს შორის ფენის სისქე ნაკლებია, ვიდრე მათი ზომები. ეს დიზაინი საშუალებას გაძლევთ დააგროვოთ ელექტრული მუხტი დიელექტრიკზე, რომელიც შემდეგ შეიძლება გაათავისუფლოს წრეში.

განსხვავება კონდენსატორსა და ბატარეას შორის არის ის, რომ არ ხდება ნივთიერებების ტრანსფორმაცია ელექტრული დენის გავლენის ქვეშ, არამედ მუხტის პირდაპირი დაგროვება ელექტრულ ველში. ამრიგად, კონდენსატორის დახმარებით შეგიძლიათ დააგროვოთ საკმარისად დიდი მუხტი, რომელიც შეიძლება ერთდროულად განთავისუფლდეს. ამ შემთხვევაში, წრეში მიმდინარე სიძლიერე მნიშვნელოვნად იზრდება.

ასევე, რხევითი წრე შედგება კიდევ ერთი ელემენტისგან: რეზისტორისგან. ამ ელემენტს აქვს წინააღმდეგობა და შექმნილია წრეში დენისა და ძაბვის გასაკონტროლებლად. თუ თქვენ გაზრდით ძაბვას მუდმივ ძაბვაზე, დენი შემცირდება ოჰმის კანონის მიხედვით:

• I = U/R, სადაც
  მე - მიმდინარე ძალა,
  U - ძაბვა,
  R - წინააღმდეგობა.

ინდუქტორი

მოდით უფრო დეტალურად განვიხილოთ ინდუქტორის ყველა სირთულე და უკეთ გავიგოთ მისი ფუნქცია რხევის წრეში. როგორც უკვე ვთქვით, ამ ელემენტის წინააღმდეგობა ნულისკენ მიისწრაფვის. ამრიგად, თუ დაკავშირებულია DC წრედთან, ეს მოხდება, თუმცა, თუ კოჭა დაკავშირებულია AC წრედ, ის გამართულად მუშაობს. ეს საშუალებას გვაძლევს დავასკვნათ, რომ ელემენტი ეწინააღმდეგება ალტერნატიულ დენს.

მაგრამ რატომ ხდება ეს და როგორ წარმოიქმნება წინააღმდეგობა ალტერნატიული დენით? ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად უნდა მივმართოთ ისეთ ფენომენს, როგორიცაა თვითინდუქცია. როდესაც დენი გადის კოჭში, მასში ჩნდება ხვეული, რომელიც ქმნის დაბრკოლებას დენის ცვლილებაში. ამ ძალის სიდიდე დამოკიდებულია ორ ფაქტორზე: კოჭის ინდუქციურობაზე და დენის დროის წარმოებულზე. მათემატიკურად, ეს დამოკიდებულება გამოიხატება განტოლებით:

• E = -L*I"(t) , სადაც
  E - EMF მნიშვნელობა,
  L არის კოჭის ინდუქციური მნიშვნელობა (ის განსხვავებულია თითოეული კოჭისთვის და დამოკიდებულია გრაგნილების რაოდენობაზე და მათ სისქეზე),
  I"(t) - დენის სიძლიერის წარმოებული დროის მიმართ (დენის სიძლიერის ცვლილების სიჩქარე).

პირდაპირი დენის სიძლიერე დროთა განმავლობაში არ იცვლება, ამიტომ წინააღმდეგობა არ წარმოიქმნება მასზე ზემოქმედებისას.

მაგრამ ალტერნატიული დენით, მისი ყველა პარამეტრი მუდმივად იცვლება სინუსოიდური ან კოსინუსური კანონის მიხედვით, რის შედეგადაც წარმოიქმნება EMF, რომელიც ხელს უშლის ამ ცვლილებებს. ამ წინააღმდეგობას ინდუქციური ეწოდება და გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:

• X L = w*L, სადაც
  w - მიკროსქემის რხევის სიხშირე,
  L არის კოჭის ინდუქცია.

სოლენოიდში მიმდინარე სიძლიერე იზრდება და მცირდება წრფივად სხვადასხვა კანონების მიხედვით. ეს ნიშნავს, რომ თუ თქვენ შეწყვეტთ კოჭის დენის მიწოდებას, ის გააგრძელებს მუხტის გამოყოფას წრედში გარკვეული დროის განმავლობაში. და თუ მიმდინარე მიწოდება მკვეთრად შეწყდა, შოკი მოხდება იმის გამო, რომ მუხტი შეეცდება განაწილდეს და დატოვოს კოჭა. ეს სერიოზული პრობლემაა სამრეწველო წარმოებაში. ეს ეფექტი (თუმცა მთლად არ არის დაკავშირებული რხევის წრესთან) შეიძლება შეინიშნოს, მაგალითად, შტეფსელიდან გამოყვანისას. ამავდროულად, ნაპერწკალი ხტება, რომელსაც ასეთი მასშტაბით არ შეუძლია ზიანი მიაყენოს ადამიანს. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მაგნიტური ველი დაუყოვნებლივ არ ქრება, არამედ თანდათან იშლება, რაც იწვევს სხვა გამტარებლებს. სამრეწველო მასშტაბით, დენის სიმძლავრე ბევრჯერ აღემატება 220 ვოლტს, რომელსაც ჩვენ შევეჩვიეთ, ასე რომ, თუ წრე შეწყდება წარმოებაში, შეიძლება წარმოიშვას ისეთი სიმტკიცის ნაპერწკლები, რომლებიც დიდ ზიანს მიაყენებენ როგორც მცენარეს, ასევე ხალხს. .

კოჭა არის საფუძველი იმისა, რისგან შედგება რხევითი წრე. სერიასთან დაკავშირებული სოლენოიდების ინდუქციები ემატება. შემდეგ ჩვენ უფრო დეტალურად განვიხილავთ ამ ელემენტის სტრუქტურის ყველა დახვეწილობას.

რა არის ინდუქციურობა?

რხევადი მიკროსქემის კოჭის ინდუქციურობა არის ინდივიდუალური მაჩვენებელი, რიცხობრივად ტოლი ელექტრომამოძრავებელი ძალის (ვოლტებში), რომელიც ჩნდება წრედში, როდესაც დენი იცვლება 1 A-ით 1 წამში. თუ სოლენოიდი დაკავშირებულია DC წრედთან, მაშინ მისი ინდუქციურობა აღწერს მაგნიტური ველის ენერგიას, რომელიც იქმნება ამ დენით ფორმულის მიხედვით:

• W=(L*I 2)/2, სადაც
  W არის მაგნიტური ველის ენერგია.

ინდუქციურობის კოეფიციენტი დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე: სოლენოიდის გეომეტრიაზე, ბირთვის მაგნიტურ მახასიათებლებზე და მავთულის ხვეულების რაოდენობაზე. ამ ინდიკატორის კიდევ ერთი თვისება ის არის, რომ ის ყოველთვის დადებითია, რადგან ცვლადები, რომლებზეც ის დამოკიდებულია, არ შეიძლება იყოს უარყოფითი.

ინდუქციურობა ასევე შეიძლება განისაზღვროს, როგორც დენის გამტარის თვისება მაგნიტურ ველში ენერგიის დაგროვების მიზნით. იგი იზომება ჰენრიში (ამერიკელი მეცნიერის ჯოზეფ ჰენრის სახელი).

სოლენოიდის გარდა, რხევითი წრე შედგება კონდენსატორისგან, რომელიც მოგვიანებით იქნება განხილული.

ელექტრო კონდენსატორი

რხევადი წრედის ტევადობა განისაზღვრება კონდენსატორით. მისი გარეგნობა ზემოთ იყო აღწერილი. ახლა გადავხედოთ მასში მიმდინარე პროცესების ფიზიკას.

იმის გამო, რომ კონდენსატორის ფირფიტები დამზადებულია გამტარისგან, მათში ელექტრო დენი შეიძლება გადიოდეს. თუმცა, ორ ფირფიტას შორის არის დაბრკოლება: დიელექტრიკი (შეიძლება იყოს ჰაერი, ხის ან სხვა მაღალი წინააღმდეგობის მქონე მასალა. იმის გამო, რომ მუხტი ვერ გადადის მავთულის ერთი ბოლოდან მეორეზე, ის გროვდება კონდენსატორის ფირფიტები ეს ზრდის მის ირგვლივ მაგნიტური და ელექტრული ველების სიმძლავრეს. ამრიგად, როდესაც მუხტის მიწოდება ჩერდება, ფირფიტებზე დაგროვილი მთელი ელექტრული ენერგია გადადის წრედში.

თითოეულ კონდენსატორს აქვს ოპტიმუმი მისი მუშაობისთვის. თუ ამ ელემენტს დიდი ხნის განმავლობაში მუშაობთ ნომინალურ ძაბვაზე მაღალი ძაბვით, მისი მომსახურების ვადა მნიშვნელოვნად შემცირდება. რხევადი მიკროსქემის კონდენსატორი მუდმივად ექვემდებარება დენების გავლენის ქვეშ და, შესაბამისად, ძალიან ფრთხილად უნდა იყოთ მისი არჩევისას.

ჩვეულებრივი კონდენსატორების გარდა, რომლებიც განიხილეს, არის იონისტორებიც. ეს უფრო რთული ელემენტია: ის შეიძლება შეფასდეს, როგორც ბატარეისა და კონდენსატორის ჯვარი. როგორც წესი, იონისტორში დიელექტრიკი არის ორგანული ნივთიერებები, რომელთა შორის არის ელექტროლიტი. ისინი ერთად ქმნიან ორმაგ ელექტრულ ფენას, რაც საშუალებას აძლევს ამ დიზაინს დაგროვდეს ბევრჯერ მეტი ენერგია, ვიდრე ტრადიციული კონდენსატორში.

რა არის კონდენსატორის ტევადობა?

კონდენსატორის ტევადობა არის კონდენსატორის დამუხტვის თანაფარდობა იმ ძაბვასთან, რომლის ქვეშ იმყოფება. ეს მნიშვნელობა შეიძლება გამოითვალოს ძალიან მარტივად მათემატიკური ფორმულის გამოყენებით:

• C = (e 0 *S)/d, სადაც
  e 0 - დიელექტრიკული მასალა (ტაბულური მნიშვნელობა),
  S არის კონდენსატორის ფირფიტების ფართობი,
  d არის მანძილი ფირფიტებს შორის.

კონდენსატორის ტევადობის დამოკიდებულება ფირფიტებს შორის მანძილზე აიხსნება ელექტროსტატიკური ინდუქციის ფენომენით: რაც უფრო მცირეა მანძილი ფირფიტებს შორის, მით მეტ გავლენას ახდენს ისინი ერთმანეთზე (კულონის კანონის მიხედვით), მით უფრო დიდია მუხტი. ფირფიტები და რაც უფრო დაბალია ძაბვა. და როდესაც ძაბვა მცირდება, ტევადობის მნიშვნელობა იზრდება, რადგან ის ასევე შეიძლება აღწერილი იყოს შემდეგი ფორმულით:

• C = q/U, სადაც
  q არის მუხტი კულონებში.

ღირს ამ სიდიდის საზომ ერთეულებზე საუბარი. ტევადობა იზომება ფარადებში. 1 ფარადი საკმარისად დიდი მნიშვნელობაა, ამიტომ არსებულ კონდენსატორებს (მაგრამ არა სუპერკონდენსატორების) აქვთ ტევადობა, რომელიც იზომება პიკოფარადებში (ფარადის ტრილიონედი).

რეზისტორი

რხევის წრეში დენი ასევე დამოკიდებულია წრედის წინააღმდეგობაზე. და აღწერილი ორი ელემენტის გარდა, რომლებიც ქმნიან რხევის წრეს (კოჭი, კონდენსატორი), ასევე არის მესამე - რეზისტორი. ის პასუხისმგებელია წინააღმდეგობის შექმნაზე. რეზისტორი განსხვავდება სხვა ელემენტებისგან იმით, რომ მას აქვს მაღალი წინააღმდეგობა, რომელიც ზოგიერთ მოდელში შეიძლება შეიცვალოს. რხევის წრეში ის ასრულებს მაგნიტური ველის სიმძლავრის რეგულატორის ფუნქციას. თქვენ შეგიძლიათ დააკავშიროთ რამდენიმე რეზისტორები სერიულად ან პარალელურად, რითაც გაზრდით მიკროსქემის წინააღმდეგობას.

ამ ელემენტის წინააღმდეგობა ასევე დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, ამიტომ ფრთხილად უნდა იყოთ მის მუშაობაზე წრეში, რადგან ის თბება, როდესაც დენი გადის.

რეზისტორის წინააღმდეგობა იზომება Ohms-ში და მისი მნიშვნელობა შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:

• R = (p*l)/S, სადაც
  p - რეზისტორული მასალის წინაღობა (იზომება (Ohm*mm 2)/m);
  l არის რეზისტორის სიგრძე (მეტრებში);
  S - განივი ფართობი (კვადრატულ მილიმეტრებში).

როგორ დავაკავშიროთ კონტურის პარამეტრები?

ახლა ჩვენ მივუახლოვდით რხევითი წრედის მოქმედების ფიზიკას. დროთა განმავლობაში, კონდენსატორის ფირფიტებზე მუხტი იცვლება მეორე რიგის დიფერენციალური განტოლების მიხედვით.

თუ ამ განტოლებას ამოხსნით, რამდენიმე საინტერესო ფორმულა მოჰყვება, რომლებიც აღწერს წრედში მიმდინარე პროცესებს. მაგალითად, ციკლური სიხშირე შეიძლება გამოიხატოს ტევადობისა და ინდუქციურობის მიხედვით.

თუმცა, უმარტივესი ფორმულა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გამოთვალოთ მრავალი უცნობი რაოდენობა, არის ტომსონის ფორმულა (ინგლისელი ფიზიკოსის უილიამ ტომსონის სახელის მიხედვით, რომელმაც იგი გამოიტანა 1853 წელს):

• T = 2*n*(L*C) 1/2.
  T - ელექტრომაგნიტური რხევების პერიოდი,
  L და C, შესაბამისად, არის რხევადი მიკროსქემის კოჭის ინდუქციურობა და მიკროსქემის ელემენტების ტევადობა,
  n - ნომერი pi.

ხარისხის ფაქტორი

არის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი რაოდენობა, რომელიც ახასიათებს მიკროსქემის მუშაობას - ხარისხის ფაქტორი. იმისათვის, რომ გავიგოთ რა არის ეს, უნდა მივმართოთ ისეთ პროცესს, როგორიცაა რეზონანსი. ეს არის ფენომენი, რომელშიც ამპლიტუდა ხდება მაქსიმალური, ხოლო ძალის სიდიდე, რომელიც მხარს უჭერს ამ რხევას, რჩება მუდმივი. რეზონანსი შეიძლება აიხსნას მარტივი მაგალითით: თუ დროულად დაიწყებთ საქანელას მისი სიხშირით, ის დააჩქარებს და მისი „ამპლიტუდა“ გაიზრდება. და თუ ნაბიჯიდან გადახვალთ, ისინი შეანელებენ. რეზონანსი ხშირად ფანტავს უამრავ ენერგიას. იმისათვის, რომ შეძლონ დანაკარგების სიდიდის გამოთვლა, მათ გამოიტანეს პარამეტრი, რომელსაც ხარისხის ფაქტორი ეწოდება. ეს არის კოეფიციენტი, რომელიც უდრის სისტემაში ენერგიის თანაფარდობას ერთ ციკლში წრეში წარმოქმნილ დანაკარგებთან.

მიკროსქემის ხარისხის ფაქტორი გამოითვლება ფორმულით:

• Q = (w 0 *W)/P, სადაც
  w 0 - რხევების რეზონანსული ციკლური სიხშირე;
  W არის რხევის სისტემაში შენახული ენერგია;
  P - დენის გაფრქვევა.

ეს პარამეტრი არის განზომილებიანი სიდიდე, რადგან ის რეალურად აჩვენებს ენერგიის თანაფარდობას: შენახული და დახარჯული.

რა არის იდეალური რხევითი წრე

ამ სისტემაში მიმდინარე პროცესების უკეთ გასაგებად ფიზიკოსებმა მოიგონეს ე.წ იდეალური რხევითი წრე. ეს არის მათემატიკური მოდელი, რომელიც წარმოადგენს წრეს, როგორც სისტემას ნულოვანი წინააღმდეგობით. მასში წარმოიქმნება დაუცველი ჰარმონიული რხევები. ეს მოდელი საშუალებას გვაძლევს მივიღოთ ფორმულები კონტურის პარამეტრების სავარაუდო გამოთვლისთვის. ერთ-ერთი ასეთი პარამეტრია მთლიანი ენერგია:

• W = (L*I 2)/2.

ასეთი გამარტივებები მნიშვნელოვნად აჩქარებს გამოთვლებს და შესაძლებელს ხდის მიკროსქემის მახასიათებლების შეფასებას მოცემული ინდიკატორებით.

Როგორ მუშაობს?

რხევადი წრედის მთელი საოპერაციო ციკლი შეიძლება დაიყოს ორ ნაწილად. ახლა ჩვენ დეტალურად გავაანალიზებთ თითოეულ ნაწილში მიმდინარე პროცესებს.

• პირველი ეტაპი:კონდენსატორის ფირფიტა, დადებითად დამუხტული, იწყებს გამონადენს, ათავისუფლებს დენს წრეში. ამ მომენტში, დენი მიედინება დადებითი მუხტიდან უარყოფითზე, გადის კოჭში. შედეგად, წრედში წარმოიქმნება ელექტრომაგნიტური რხევები. დენი, რომელიც გაივლის ხვეულს, გადადის მეორე ფირფიტაზე და დადებითად მუხტავს მას (ხოლო პირველი ფირფიტა, საიდანაც დენი მიედინებოდა, უარყოფითად არის დამუხტული).
• მეორე ეტაპი:ხდება ზუსტად საპირისპირო პროცესი. დენი გადადის დადებითი ფირფიტიდან (რომელიც თავიდანვე უარყოფითი იყო) უარყოფითზე, ისევ გადის ხვეულში. და ყველა ბრალდება თავის ადგილზე დგება.

ციკლი მეორდება მანამ, სანამ კონდენსატორზე დამუხტვა არ მოხდება. იდეალურ რხევად წრეში ეს პროცესი ხდება უსასრულოდ, მაგრამ რეალურში ენერგიის დანაკარგები გარდაუვალია სხვადასხვა ფაქტორების გამო: გათბობა, რომელიც ხდება წრეში წინააღმდეგობის არსებობის გამო (ჯოულის სითბო) და ა.შ.

მიკროსქემის დიზაინის ვარიანტები

უბრალო „კოჭა-კონდენსატორის“ და „სპირალი-რეზისტორი-კონდენსატორის“ სქემების გარდა, არსებობს სხვა ვარიანტები, რომლებიც საფუძვლად იყენებენ რხევის წრეს. ეს არის, მაგალითად, პარალელური წრე, რომელიც განსხვავდება იმით, რომ არსებობს როგორც ელექტრული წრედის ელემენტი (რადგან ცალკე რომ არსებობდეს, ეს იქნებოდა სერიული წრე, რომელიც განხილული იყო სტატიაში).

ასევე არსებობს სხვა ტიპის დიზაინები, რომლებიც მოიცავს სხვადასხვა ელექტრო კომპონენტებს. მაგალითად, შეგიძლიათ დაუკავშიროთ ტრანზისტორი ქსელს, რომელიც გახსნის და დახურავს წრედს წრედში რხევის სიხშირის ტოლი სიხშირით. ამრიგად, სისტემაში დამყარდება დაუცველი რხევები.

სად გამოიყენება რხევითი წრე?

მიკროსქემის კომპონენტების ჩვენთვის ყველაზე ნაცნობი გამოყენება ელექტრომაგნიტებია. ისინი, თავის მხრივ, გამოიყენება ინტერკომებში, ელექტროძრავებში, სენსორებში და ბევრ სხვა არც თუ ისე ჩვეულებრივ ადგილებში. კიდევ ერთი პროგრამა არის ოსცილატორი. სინამდვილეში, წრედის ეს გამოყენება ჩვენთვის ძალიან ნაცნობია: ამ ფორმით იგი გამოიყენება მიკროტალღურ ტალღებში ტალღების შესაქმნელად და მობილურ და რადიო კომუნიკაციებში ინფორმაციის გადასაცემად დისტანციაზე. ეს ყველაფერი იმის გამო ხდება, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღების ვიბრაციები შეიძლება იყოს კოდირებული ისე, რომ შესაძლებელი გახდეს ინფორმაციის გადაცემა დიდ დისტანციებზე.

თავად ინდუქტორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ტრანსფორმატორის ელემენტი: ორ ხვეულს სხვადასხვა რაოდენობის გრაგნილებით შეუძლია გადასცეს მათი მუხტი ელექტრომაგნიტური ველის გამოყენებით. მაგრამ ვინაიდან სოლენოიდების მახასიათებლები განსხვავებულია, დენის ინდიკატორები ორ წრეში, რომლებთანაც დაკავშირებულია ეს ორი ინდუქცია, განსხვავდება. ამრიგად, შესაძლებელია, ვთქვათ, 220 ვოლტიანი ძაბვის მქონე დენის გადაქცევა 12 ვოლტის ძაბვის დენად.

დასკვნა

ჩვენ დეტალურად განვიხილეთ რხევითი წრედის და მისი თითოეული ნაწილის მუშაობის პრინციპი ცალ-ცალკე. ჩვენ გავიგეთ, რომ რხევითი წრე არის მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია ელექტრომაგნიტური ტალღების შესაქმნელად. თუმცა, ეს მხოლოდ ამ ერთი შეხედვით მარტივი ელემენტების რთული მექანიკის საფუძვლებია. თქვენ შეგიძლიათ გაიგოთ მეტი მიკროსქემის და მისი კომპონენტების სირთულეების შესახებ სპეციალიზებული ლიტერატურიდან.

მიმდინარე რეზონანსი

ნაშრომის მიზანია განშტოებული ალტერნატიული დენის წრედში ძირითადი მიმართებების შესწავლა, აგრეთვე დენების რეზონანსის შესწავლა.

სურათი 13 გვიჩვენებს განშტოებული ალტერნატიული დენის წრეს, რომელიც შედგება სამი პარალელურად დაკავშირებული მიმღებისგან: რეზისტორი (მილის ან მავთულის რიოსტატი) წინააღმდეგობით, ინდუქტორი ინდუქციური რეაქციით და აქტიური წინააღმდეგობით და კონდენსატორი ტევადობით.

პარალელურად დაკავშირებისას უფრო მოსახერხებელია ელექტროენერგიის მიმღებების დახასიათება გამტარობით, შემდეგ ნახ. 13, ჩვენ შეგვიძლია გადავიდეთ მის ეკვივალენტურ წრეზე, რომელიც ნაჩვენებია ნახ. 14.

სურ.13

სურ.14

აქ არის რეზისტორის აქტიური გამტარობა; და არის კოჭის ინდუქციური და აქტიური გამტარობა, შესაბამისად; - კონდენსატორის ტევადობის გამტარობა.

მოდით გამოვიყენოთ ცნობილი ფორმულები სერიული წრედის წინაღობებიდან ( , , ) გადასვლისთვის ეკვივალენტური პარალელური წრედის გამტარებლობაზე ( , , ):

; ; .

რეზისტორის აქტიური გამტარობა

.

ინდუქტორის აქტიური გამტარობა

.

კოჭის გამტარობა

.

კონდენსატორის ტევადობა

.

ნახ. 14, სამი შემთხვევა შეიძლება განიხილებოდეს.

1 შემთხვევა. წრედში დომინირებს ინდუქციური გამტარობა ( ), შემდეგ . ამ შემთხვევისთვის დენების ვექტორული დიაგრამა გამოსახულია ნახ. 15. რეზისტორის აქტიური დენი და კოჭის აქტიური დენი ემთხვევა წრედის ძაბვის ვექტორს.

კოჭის ინდუქციური დენი ჩამორჩება ძაბვას კუთხით. კოჭის ჯამური დენი უდრის კოჭის აქტიური და ინდუქციური დენების გეომეტრიულ ჯამს და ფაზაში ჩამორჩება ძაბვისგან კუთხით. ვექტორის ბოლოდან გატარებული კონდენსატორის ტევადი დენი კუთხით მიჰყავს ძაბვას მიკროსქემის ტერმინალებზე. დახურვის ვექტორი უდრის დენს მიკროსქემის განშტოებულ ნაწილში.

ვექტორული დიაგრამიდან ჩანს, რომ მიმღებების პარალელურად დაკავშირებისას აქტიური დენები ემატება. არითმეტიკურად:

;

რეაქტიული დენები - ალგებრულად:

;

მთლიანი დენები - გეომეტრიულად :

.

ბოლო ფორმულა გამოხატავს კირჩჰოფის პირველ კანონს ალტერნატიული დენის ეფექტური მნიშვნელობებისთვის.

პრაქტიკული გამოთვლებისთვის მოსახერხებელია ფორმულის გამოყენება

მიღებული დინების სამკუთხედიდან OAB(სურ. 15).

მე-2 შემთხვევა. წრეში დომინირებს ტევადი გამტარობა ( ) მერე . მთლიანი დენი წრეში გრაფიკულადგანისაზღვრება პირველი შემთხვევის მსგავსად (სურ. 16). როგორც ჩანს ნახ. 16, დენი მიჰყავს ძაბვას კუთხით.

მე-3 შემთხვევა. რეაქტიული გამტარობის თანასწორობა ( ), შემდეგ . მთლიანი დენი ამ შემთხვევაში (ნახ. 17) ფაზაშია ძაბვასთან ( ). ამ რეჟიმს ეწოდება დენის რეზონანსი, რადგან დენები ფაზაში თანაბარი და საპირისპიროა. განსახილველი სქემისთვის (იხ. სურ. 14), მიმდინარე რეზონანსული მდგომარეობა შეიძლება დაიწეროს შემდეგი სახით:

;

.

სურ.16

სურ.17

ცხადია, დენის რეზონანსის მიღწევა შესაძლებელია მიკროსქემის ერთ-ერთი პარამეტრის: ინდუქციურობის ან ტევადობის შეცვლით, აგრეთვე მიწოდების ქსელის სიხშირის შეცვლით.

ლაბორატორიულ სამუშაოებში მიკროსქემის რეჟიმის შეცვლა და დენის რეზონანსის მიღება ხორციელდება ტევადობის ეტაპობრივი ცვლილებით და . დენის რეზონანსის ფენომენი ხასიათდება შემდეგი თვისებებით:

1) . თუ კოჭა და კონდენსატორი იდეალურია, მაშინ კონდენსატორის წრეში დენი ტოლი იქნება კოჭის წრეში. პრაქტიკაში, რეზონანსის მომენტში, კოჭში დენი ყოველთვის აღემატება კონდენსატორის დენს.

2) , Ამიტომაც . მთელი მიკროსქემის ჯამური სიმძლავრე უდრის აქტიურს ( ). შესაბამისად, მიმდინარე რეზონანსულ რეჟიმში წრე იქცევა როგორც აქტიური. უფრო მეტიც, რეზონანსამდე წრე აქტიურ-ინდუქციური ხასიათისაა, რეზონანსის შემდეგ კი აქტიურ-ტევადი;

3) მიკროსქემის ტერმინალებზე მუდმივი ძაბვისას, მიკროსქემის განშტოებულ ნაწილში არის მინიმალური დენი (სურ. 18). მართლაც, მიმდინარე საათზე ჩვენ გვაქვს ;

4) რეზონანსული სქემების გაანგარიშებისას გასათვალისწინებელია, რომ თუ და >> , მაშინ დენები შეიძლება ბევრჯერ აღემატებოდეს ჯამურ დენს წრედის განშტოებულ ნაწილში.

მიმდინარე რეზონანსის ფიზიკური არსი ცხადი ხდება პროცესის ენერგეტიკული მხარის განხილვისას. რეზონანსის დროს, კოჭის მაგნიტურ ველში შენახული ენერგია უდრის კონდენსატორის ელექტრულ ველში შენახულ ენერგიას. ამ შემთხვევაში კოჭისა და კონდენსატორის ენერგეტიკული რხევები ფაზაში საპირისპიროა, ე.ი. კოჭსა და კონდენსატორს შორის ხდება ენერგიის გაცვლა. არ ხდება ენერგიის გაცვლა ერთის მხრივ გენერატორსა და, მეორე მხრივ, კოჭსა და კონდენსატორს შორის და გენერატორი ენერგიას გადასცემს მხოლოდ აქტიურ წინააღმდეგობას. ამრიგად, დენის რეზონანსის ფიზიკური არსი მსგავსია ძაბვის რეზონანსის. რეაქტიული ენერგიის ურთიერთგაცვლა ინდუქტორსა და კონდენსატორს შორის გამოიყენება პრაქტიკაში, კერძოდ, ელექტროენერგიის მიმღებების შეყვანის ტერმინალებზე სიმძლავრის კოეფიციენტის გაზრდის მიზნით.

Ძალაუფლების ფაქტორი() ელექტრო ენერგიის მიმღებები

როგორც წესი, ელექტრო მიმღებები (ძრავები, ტრანსფორმატორები) აქტიურ-ინდუქციური ხასიათისაა და ფუნქციონირებს ფაზის ცვლის კუთხით. . გენერატორი, რომელიც კვებავს ასეთ მიმღებს, მასზე გადამცემი ხაზი და თავად მიმღები შექმნილია სრული სიმძლავრისთვის . მიმღების საშუალო (ან აქტიური) სიმძლავრე, რომელიც შეესაბამება ელექტრული ენერგიის სითბოს ან მექანიკურ სამუშაოდ გადაქცევას, შეესაბამება თანასწორობას . Აქ – მიმღების სიმძლავრის კოეფიციენტი; – ე.ი. სიმძლავრის ფაქტორი არის აქტიური სიმძლავრის თანაფარდობა აშკარა სიმძლავრესთან. ჩვეულებრივ, , ე.ი. გენერატორისა და გადამცემი ხაზების საპროექტო (საერთო) სიმძლავრე არ გამოიყენება სრული ეფექტურობით. აქედან გამომდინარე, ეროვნული ეკონომიკისთვის მნიშვნელოვანია ძალაუფლების ფაქტორის გაზრდა (უკიდურეს შემთხვევაში მდე ).

მიმღების მიერ გენერატორიდან მოხმარებული დენი ასევე დამოკიდებულია სიმძლავრის ფაქტორზე, ე.ი.

.

თუ მიმღები მუშაობს მუდმივი სიმძლავრით და შესაბამისი ძაბვით

მიმღების ნომინალური (პასპორტის) მონაცემები, მაშინ დენი უფრო დიდი იქნება, უფრო დაბალი . დენის ზრდა იწვევს ენერგიის დანაკარგების ზრდას გენერატორებში, გადამცემ ხაზებსა და მიმღებებში. ამრიგად, გენერატორების საპროექტო სიმძლავრის სრულად გამოსაყენებლად და ენერგიის დანაკარგების შესამცირებლად აუცილებელია ამაღლება მიმღებები. სიმძლავრის კოეფიციენტის გაზრდის მიზნით, მიმღებთან პარალელურად დაკავშირებულია კონდენსატორების ბანკი.

Ამ შემთხვევაში
, სად არის კონდენსატორების ტევადობის სიმძლავრე; - მიმღების ინდუქციური ძალა.

დინების რეზონანსზე , , . როგორც წესი, მიმღებების სიმძლავრის ფაქტორი იზრდება მნიშვნელობამდე 0,92-0,95, ვინაიდან მისი შემდგომი ზრდა მოითხოვს კონდენსატორის ბანკის სიმძლავრის მნიშვნელოვან ზრდას და შესაბამისად მისი ღირებულების ზრდას. კონდენსატორის ტევადობა, რომელიც უნდა იყოს დაკავშირებული მიმღებთან პარალელურად, რათა გაზარდოს სიმძლავრის ფაქტორი სიდიადემდე! , შეიძლება განისაზღვროს ფორმულით

,

სად არის მიმღების აქტიური სიმძლავრე; – ქსელის სიხშირე, 50 ჰც; - ქსელის ძაბვა.

სამუშაო პროგრამა

1. გამოიკვლიეთ მიკროსქემის მუშაობა, მათ შორის რეზისტორი, კოჭა და კონდენსატორი თავის მხრივ.

2. გამოიკვლიეთ ცვლადი სიმძლავრის პარალელურად დაკავშირებული რეზისტორის, კოჭისა და კონდენსატორის მოქმედება დენის რეზონანსამდე, რეზონანსის დროს და რეზონანსის შემდეგ.

3. გამოთვალეთ ტევადობის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა მიმღების სიმძლავრის კოეფიციენტის გასაზრდელად, რომელიც შედგება პარალელურად დაკავშირებული რეზისტორისა და ინდუქტორისგან, უმაღლეს მნიშვნელობამდე. 1 და შეადარეთ ექსპერიმენტულ მონაცემებს (სტრიქონი 6 ცხრილში 3) *.

სამუშაო შეკვეთა

1. წრე აწყობილია (სურ. 19). AT ავტოტრანსფორმატორი ადგენს ძაბვას 90 ... 120 ვ-ის ფარგლებში, რაც მუდმივია ყველა გაზომვისთვის.

2. სამუშაოს პირველი ნაწილის დასასრულებლად რიგრიგობით ირთვება რეზისტორი, კოჭა და კონდენსატორი. თითოეულ შემთხვევაში, ინსტრუმენტების წაკითხვები აღირიცხება დაკვირვების ცხრილში.

3. სამუშაოს მეორე ნაწილი შესრულებულია სამივე რესივერის ერთდროულად ჩართვისას. კვლევა ტარდება შემდეგნაირად. კონდენსატორის ბანკის სიმძლავრის შეცვლით, წრე რეგულირდება ფაზის მრიცხველის გამოყენებით ( ) რეზონანსულ მდგომარეობაში. რეზონანსულ მდგომარეობაზე გარკვეული კორექტირება შესაძლებელია ბირთვის პოზიციის შეცვლით ხვეულში. ამის შემდეგ, ბირთვი იჭედება ისე, რომ . შემდეგი, შეცვალეთ ტევადობა 0-დან მაქსიმალურ შესაძლო მნიშვნელობამდე, წაიკითხეთ ორი ექსპერიმენტის ინსტრუმენტებიდან მიმდინარე რეზონანსამდე და ორი რეზონანსის შემდეგ. ექსპერიმენტების შედეგები ჩაწერილია ცხრილში. 3.

განვიხილოთ წრე, რომელიც შეიცავს ინდუქტორი, და ვივარაუდოთ, რომ მიკროსქემის აქტიური წინააღმდეგობა, კოჭის მავთულის ჩათვლით, იმდენად მცირეა, რომ მისი უგულებელყოფა შეიძლება. ამ შემთხვევაში, კოჭის პირდაპირი დენის წყაროსთან შეერთება გამოიწვევს მოკლე ჩართვას, რომლის დროსაც, როგორც ცნობილია, წრეში დენი ძალიან დიდი იქნება.

სიტუაცია განსხვავებულია, როდესაც კოჭა დაკავშირებულია ალტერნატიული დენის წყაროსთან. მოკლე ჩართვა ამ შემთხვევაში არ ხდება. ეს მიუთითებს. Რა ინდუქტორი ეწინააღმდეგება მასში გამავალ ალტერნატიულ დენს.

რა არის ამ წინააღმდეგობის ბუნება და რა იწვევს მას?

ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, გავიხსენოთ. კოჭში დენის ნებისმიერი ცვლილება იწვევს მასში თვითინდუქციური ემფ-ის გაჩენას, რაც ხელს უშლის დენის ცვლილებას. თვითინდუქციური ემფ-ის სიდიდე პირდაპირპროპორციულია მასში დენის ცვლილების სიჩქარისა. მაგრამ რადგან ის მუდმივად იცვლება, მაშინ თვითინდუქციური ემფ, რომელიც მუდმივად წარმოიქმნება კოჭში, ქმნის წინააღმდეგობას ალტერნატიული დენის მიმართ.

ინდუქტორში მიმდინარე პროცესების გასაგებად, მოდით შევხედოთ გრაფიკს. სურათი 1 გვიჩვენებს მრუდი ხაზებს, რომლებიც ახასიათებენ, შესაბამისად, წრეში ტკიპს, ძაბვას კოჭზე და მასში წარმოქმნილ თვითინდუქციურ ემფს. დავრწმუნდეთ, რომ ფიგურაში გაკეთებული კონსტრუქციები სწორია.

t = 0 მომენტიდან, ანუ დენის დაკვირვების საწყისი მომენტიდან, მან დაიწყო სწრაფი ზრდა, მაგრამ რაც მიუახლოვდა მაქსიმალურ მნიშვნელობას, დენის ზრდის ტემპი შემცირდა. იმ მომენტში, როდესაც დენი მიაღწია მაქსიმალურ მნიშვნელობას, მისი ცვლილების სიჩქარე მომენტალურად გახდა ნულის ტოლი, ანუ დენის ცვლილება შეჩერდა. შემდეგ დენმა დაიწყო კლება ჯერ ნელა და შემდეგ სწრაფად, ხოლო პერიოდის მეორე კვარტალის შემდეგ ნულამდე დაეცა. დენის ცვლილების სიჩქარე პერიოდის ამ კვარტალში, დროდადრო იზრდებოდა, მიაღწია თავის უდიდეს მნიშვნელობას, როდესაც დენი ხდება ნულის ტოლი.

სურათი 2. დენის ცვლილებების ბუნება დროთა განმავლობაში მიმდინარე მნიშვნელობიდან გამომდინარე

სურათი 2-ის ნახაზებიდან ირკვევა, რომ როდესაც დენის მრუდი გადის დროის ღერძზე, დენი იზრდება დროის მოკლე მონაკვეთში t მეტი, ვიდრე იმავე პერიოდის განმავლობაში, როდესაც მიმდინარე მრუდი აღწევს პიკს.

აქედან გამომდინარე, დენის ცვლილების სიჩქარე მცირდება დენის მატებასთან ერთად და იზრდება მისი კლებისას, მიუხედავად წრეში დენის მიმართულებისა.

ცხადია, კოჭში თვითინდუქციური ემფ უნდა იყოს ყველაზე დიდი, როდესაც დენის ცვლილების სიჩქარე ყველაზე დიდია და ნულამდე შემცირდეს, როცა მისი ცვლილება შეჩერდება. მართლაც, გრაფიკზე თვითინდუქციური EMF მრუდი e L პერიოდის პირველი კვარტალისთვის, მაქსიმალური მნიშვნელობიდან დაწყებული, ნულამდე დაეცა (იხ. ნახ. 1).

პერიოდის მომდევნო კვარტალში დენი შემცირდა მისი მაქსიმალური მნიშვნელობიდან ნულამდე, მაგრამ მისი ცვლილების სიჩქარე თანდათან გაიზარდა და უდიდესი იყო იმ მომენტში, როდესაც დენი გახდა ნულის ტოლი. შესაბამისად, თვითინდუქციური EMF პერიოდის ამ კვარტალში, რომელიც კვლავ გამოჩნდა კოჭში, თანდათან გაიზარდა და აღმოჩნდა მაქსიმალური იმ მომენტში, როდესაც დენი გახდა ნულის ტოლი.

თუმცა, თვითინდუქციური EMF-ის მიმართულება შეიცვალა, ვინაიდან დენის ზრდა პერიოდის პირველ კვარტალში მეორე კვარტალში შეიცვალა მისი შემცირებით.

შემდგომში თვითინდუქციური EMF მრუდის აგების გაგრძელებით, ჩვენ დარწმუნებული ვართ, რომ კოჭში დენის ცვლილების პერიოდში და თვითინდუქციური EMF დაასრულებს მასში ცვლილების სრულ პერიოდს. მისი მიმართულება განისაზღვრება: როდესაც დენი იზრდება, თვითინდუქციური EMF მიმართული იქნება დენის წინააღმდეგ (პერიოდის პირველი და მესამე კვარტალი), ხოლო როდესაც დენი მცირდება, პირიქით, ის დაემთხვევა მას მიმართულებით ( პერიოდის მეორე და მეოთხე კვარტალი).

ამრიგად, თვითინდუქციური ემფ, რომელიც გამოწვეულია თავად ალტერნატიული დენით, ხელს უშლის მის ზრდას და, პირიქით, მხარს უჭერს მას, როდესაც ის მცირდება..

ახლა მივმართოთ ძაბვის გრაფიკს ხვეულზე (იხ. სურ. 1). ამ გრაფიკზე, ძაბვის სინუსოიდი კოჭის ტერმინალებზე ნაჩვენებია თვითინდუქციური emf სინუსოიდის თანაბარი და საპირისპირო. შესაბამისად, კოჭის ტერმინალებზე ძაბვა ნებისმიერ დროს ტოლია და საპირისპიროა მასში წარმოქმნილი თვითინდუქციური ემფ-ის. ეს ძაბვა იქმნება ალტერნატიული დენის გენერატორის მიერ და გამოიყენება წრედში თვითინდუქციური EMF-ის მოქმედების ჩასაქრობად.

ამრიგად, ალტერნატიული დენის წრედთან დაკავშირებულ ინდუქტორში იქმნება დენის გავლის წინააღმდეგობა.მაგრამ რადგან ასეთი წინააღმდეგობა საბოლოოდ გამოწვეულია კოჭის ინდუქციურობა, მაშინ მას ეძახიან ინდუქციური რეაქტიულობა.

ინდუქციური რეაქტიულობა აღინიშნება X L-ით და იზომება აქტიური წინააღმდეგობის მსგავსად, ომებში.

მიკროსქემის ინდუქციური რეაქტიულობა უფრო დიდია, რაც უფრო მეტ ენერგიას ამარაგებს წრედს და მით მეტია მიკროსქემის ინდუქციურობა. მაშასადამე, წრედის ინდუქციური რეაქტიულობა პირდაპირპროპორციულია დენის სიხშირისა და წრედის ინდუქციურობისა; იგი განისაზღვრება ფორმულით XL = ω L, სადაც ω არის წრიული სიხშირე, რომელიც განისაზღვრება ნამრავლით 2π.ვ . - წრედის ინდუქციურობა ჰც-ში.

AC სქემისთვის, რომელიც შეიცავს ინდუქციურ რეაქტიანს, ასე ჟღერს: დენის სიდიდე პირდაპირპროპორციულია ძაბვისა და უკუპროპორციულია წრედის ინდუქციური რეაქტიულობისა და, ანუ I = U / X L , სადაც I და U არის დენის და ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობები, ხოლო X L არის წრედის ინდუქციური რეაქტიულობა.

კოჭის მიმდინარე ცვლილებების გრაფიკების დათვალიერება. თვითინდუქციის EMF და მის ტერმინალებზე ძაბვა, ჩვენ შევამჩნიეთ, რომ ამ რაოდენობების ცვლილება დროში არ ემთხვევა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დენის, ძაბვის და თვითინდუქციური EMF-ის სინუსოიდები აღმოჩნდა დროში გადანაცვლებული ერთმანეთთან შედარებით იმ წრედისთვის, რომელსაც განვიხილავთ. ალტერნატიული დენის ტექნოლოგიაში ამ ფენომენს ჩვეულებრივ უწოდებენ ფაზურ ცვლას.

თუ ორი ცვლადი სიდიდე იცვლება ერთი და იმავე კანონის მიხედვით (ჩვენს შემთხვევაში, სინუსოიდური) ერთიდაიგივე პერიოდებით, ერთდროულად აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას როგორც წინა, ისე საპირისპირო მიმართულებით და ასევე ერთდროულად მცირდება ნულამდე, მაშინ ასეთ ცვლად სიდიდეებს აქვთ იდენტური ფაზები ან როგორც ამბობენ, ფაზაში ემთხვევა.

მაგალითად, სურათი 3 გვიჩვენებს ფაზის დენის და ძაბვის მრუდები. ჩვენ ყოველთვის ვაკვირდებით ასეთ ფაზის დამთხვევას ალტერნატიული დენის წრეში, რომელიც შედგება მხოლოდ აქტიური წინააღმდეგობისგან.

იმ შემთხვევაში, როდესაც წრე შეიცავს ინდუქციურ რეაქტიულობას, დენის და ძაბვის ფაზები, როგორც ჩანს ნახ. 1 არ ემთხვევა, ანუ არის ფაზის ცვლა ამ ცვლადებს შორის. ამ შემთხვევაში, დენის მრუდი, როგორც ჩანს, ჩამორჩება ძაბვის მრუდს პერიოდის მეოთხედით.

აქედან გამომდინარე, როდესაც ინდუქტორი უკავშირდება ალტერნატიული დენის წრეს, წრეში ჩნდება ფაზური ცვლა დენსა და ძაბვას შორის და დენი ჩამორჩება ძაბვის ფაზას პერიოდის მეოთხედით.. ეს ნიშნავს, რომ მიმდინარე მაქსიმუმი ხდება ძაბვის მაქსიმალური დადგომის შემდეგ პერიოდის მეოთხედში.

თვითინდუქციური EMF ანტიფაზაშია ძაბვაზე კოჭზე, რომელიც, თავის მხრივ, ჩამორჩება დენს მეოთხედი პერიოდით. ამ შემთხვევაში, დენის, ძაბვის, აგრეთვე თვითინდუქციური ემფ-ის ცვლილების პერიოდი არ იცვლება და ტოლი რჩება გენერატორის ძაბვის ცვლილების პერიოდთან, რომელიც კვებავს წრედს. შენარჩუნებულია ამ რაოდენობების ცვლილების სინუსოიდული ბუნებაც.

როდესაც წრე არ შეიცავს აქტიურ წინააღმდეგობას (ჩვეულებრივ მიგვაჩნია, რომ ის ნულის ტოლია), მაგრამ შედგება მხოლოდ კოჭის ინდუქციური წინააღმდეგობისგან, დენის წყაროს ენერგია არ იხარჯება მავთულის გათბობაზე, არამედ მხოლოდ თვითმმართველობის შექმნაზე. ინდუქციური ემფ, ანუ ის იქცევა მაგნიტური ველის ენერგიად. თუმცა, ალტერნატიული დენი მუდმივად იცვლება როგორც სიდიდით, ასევე მიმართულებით და, შესაბამისად, კოჭები მუდმივად იცვლება დენის ცვლილებასთან ერთად. პერიოდის პირველ მეოთხედში, როდესაც დენი იზრდება, წრე იღებს ენერგიას დენის წყაროდან და ინახავს მას კოჭის მაგნიტურ ველში. მაგრამ როგორც კი დენი, რომელმაც მიაღწია მაქსიმუმს, იწყებს კლებას, იგი ინარჩუნებს კოჭის მაგნიტურ ველში შენახული ენერგიით თვითინდუქციური ემფ-ის საშუალებით.

ამრიგად, მიმდინარე წყარო, რომელმაც თავისი ენერგიის ნაწილი გადასცა წრედს პერიოდის პირველ კვარტალში, მეორე კვარტალში იღებს მას უკან კოჭიდან, რომელიც მოქმედებს როგორც ერთგვარი დენის წყარო.Სხვა სიტყვებით, AC წრე, რომელიც შეიცავს მხოლოდ ინდუქციურ რეაქტიულობას, არ მოიხმარს ენერგიას: ამ შემთხვევაში ენერგია რხევა წყაროსა და წრედს შორის. აქტიური წინააღმდეგობა, პირიქით, შთანთქავს მთელ ენერგიას, რომელიც მას გადასცემს მიმდინარე წყაროს.

ისინი ამბობენ, რომ ინდუქტორი, ომური წინააღმდეგობისგან განსხვავებით, არ არის აქტიური ალტერნატიული დენის წყაროსთან მიმართებაში, ანუ რეაქტიული. ამიტომ, კოჭის ინდუქციური რეაქტიულობასაც უწოდებენ რეაქტიულობა.