Gərginliyin dəyişməsinin uzun məsafələrdə elektik ötürməsinə köməyi böyük olduğundan danışdıq, ancaq dəyişən cərəyan dövrələr fizikasında daha çox şeylər vardır.
Məsələn, müqavimət, kondensator, induktivlik qoşulduqda dəyişən cərəyan necə təsir göstərəcəkdir?
Elektrik bulmacasının bu üçn hissəsi hər yerdə istifadə edilir və bu gün bunları bir araya gətirəcəyik.
Sabit cərəyan dövrələri haqqında danışdıqda, müəyyən bir vəziyyətdə gərginlik və cərəyanı izah etmək çox sadədir.
Tipik olaraq, bir sabit cərəyan dövrəsindəki gərginlik mənbəyi dəyişməzdir, bu səbəblə cərəyanda sabit olacaqdır.
Ancaq bir dəyişən cərəyan dövrəsində, həm gərginlik həmdə cərəyan, müsbətdən mənfiyə və təkrarən mənfidən müsbətə istiqamətini dəyişəcəkdir.
Aramsız dəyişən qiyməti necə təyin edə bilərsiz?
Cərəyan dəyişdikdə, maksimum və minimum qiymətlər arasında pik cərəyan olaraq dəyişir.
Və burada "pik", maksimum və ya minimum, müsbət və ya mənfi anlamına gəlir, çünki cərəyan seli eyni qiymətə malikdir.
Riyazi olaraq cərəyan, 50 herslik tezlikli sinus funksiyasının pik cərəyanına bərabərdir.
Eyni şey dəyişən cərəyan dövrəsindəki gərginlik üçündə keçərlidir.
Dəyişən cərəyann hasil olduqda, minimum və maksimum pik gərginlik arasında dəyişir.
İndi, bir dəyişən cərəyan dövrəsində sərf olunan orta gücü hesablayaq.
Əldə etdiyimiz güc ifadəsini zamanla sərf olunan enerjini tapmaq üçün cərəyan müqavimətə görə sabit cərəyan dövrələri üçündə istifadə edə bilərsiz.
Sonra, dəyişən cərəyan üçün yeni ifadə ilə əvəz edə bilərsiz.
Daha sonra orta gücü tapmaq istədiyimizdə güc ifadəsini istifadə etsəniz yetərlidir.
Sinus kvadrat funksiyasnın orta qiyməti 1/2 kimi təyin edilir.
Bu sizə orta gücü tapdıqda, pik cərəyanın kvadratı ilə müqavimətin hasilinin 1/2 nə hasilini verəcəkdir.
Ancaq, dəyişən cərəyan dövrələrini anlamağınıza yardımçı olması üçün, ciddi dəyişikliklər etməyə başlamadan əvvəl, bu tənliyi yalnız sabit cərəyan dövrələri üçün ala bilərsiz.
İ cərəyanın öz qiymətidir.
Dayan-get tıxacında bir avtomobil sürməyi düşünün.
Bəzən sürətli bəzəndə yavaş sürərsən, ancaq bütün yol boyunca orta sürəti alırsız, orta sürətli bir təsir edici və ya effektiv sürətiniz vardır.
Dəyişən cərəyan hesablamaları üçün cərəyan bu şəkildədir.
Beləliklə, bu ifadədəki cərəyanı ifadə edəbilmək üçün, bu effektiv qiyməti dəstəkləyən yeni bir dəyişənə ehtiyacımız var.
Və bu dəyişən, cərəyanın orta kvadratik və ya qısaca olaraq ingiliscə RMS(root-mean-squared) qiymətidir.
Ümumiyyətlə adı: orta kvadratik kökdür
İndi,eyni törəmə, gərginliyin RMS qiyməti pik gərginliyinin kök altı ikiyə bölünməsinə bərabər olduğuna görə dəyişən gərginlik üçün də eynidir.
Əldə edilən bu iki RMS qiyməti ilə bunları, sabit cərəyan ekvivalentində cərəyan və gərginlik yerinə istifadə edə bilərsiz, bu güc cərəyanın orta kvadratik qiyməti ilə gərginliyin orta kvadratik qiymətinin hasilinə bərabərdir.
İndi, dəyişən cərəyan dövrələrindəki cərəyan və gərginliyi daha yaxşı anlamaq üçün RMS qiymətlərimiz vardır, dəyişən cərəyan dövrələrinin unikal təbiətini necə istifadə edə biləcəyimizi düşünək.
Məsələn, sarğac naqillərində , cərəyan dəyişdiyində, sarğacda(solenoiddə) bir maqnit cərəyan induksiyalandığını bilirik.
Və bu cərəyan əks istqamətdə elektrik hərəkət qüvvəsi ilə və ya EHQ ilə cərəyana qarşı yönəlmişdir.
Bu da Lens qanunu olaraq bildiyimiz qanunundur.
Və bu münasibət əks istiqamətdə, cərəyana qarşı olan bir EHQ induksiyalayan dəyişən maqnit seli ilə çalışır.
Beləliklə, bir dəyişən cərəyan dövrəsində nəticədə qarşılaşdığımız şey, əks maqnit selini induksiyalayan dəyişən cərəyandır və buda cərəyana əks istiamətdə EHQ induksiyalayır.
Əsas cərəyanın qarşısına çıxan EHQ induksiyasına öz-özünə induksiya deyilir.
İnduksiyalanan EHQ-ni hesablamaq üçün, yalnız zaman ərzindəki cərəyan dəyişməsini alıb mənfi L-ə vurarsız.
L induktiv olaraq adlanan və xüsusi sarğacın formasına və ölçüsünə bağlı olaraq cərəyan qarşı olan sabitdir.
Və ədədi qiymətcə mənfidir, çünki induksiuyalanan EHQ əsas cərəyanın əksinə yönəlmişdir.
İnduktivliyin vahidi Henri olaraq ifadə edilir.
Br elektromaqnit qüvvənin induksiyası o qədər faydalıdır ki, mühəndislər öz-özünə induksiyanı maksimum etmək üçün sarğac-solenoidlər layihələşdirmişlər.
Öz-özünə induksiya üçün layihələşən bu sarğaclara induktorlar deyilir.
Bir dövrə diaqramında, kiçik sarğaclar kimi görünürlər, lancaq kiçik olsalarda böyük fiziki proseslərə malikdirlər.
Beləliklə, induktorların işləmə şəkli mövzusunda bir ipucu alamaq üçün, əvvəlcə induktoru vəya induktivliyi sabit cərəyan dövrəsində təsəvvür edək.
Deyək ki, dövrənin sabit gərginlyi olan bir V batareyası ilə ardıcıl bağlanmış bir induktivlik var.
İnduktivliyin öz müqaviməti olduğiundan, induktivlik və batareya ilə eyni zamanda kiçik bir müqavimət olduğunu söyləyək.
Dövrə bir induktivlik L və bir müqavimət R-ə sahib olduğu üçün, bu konfuqrasiyanı LR dövrəsi adlandırmaq olar.
Bu dövrəni qurduqdan sonra batareyanı daxil etsək, gərginlik dərhal V0 olacaqdır.
Ancaq cərəyan maksimum qiymətə çatmaz.
Bunun səbəbi induktivlik ani gərginlik dəyişikliyinin səbəb olduğu ani dəyişmələrə qarşı çıxır.
Beləliklə cərəyan, batareyanın gərginliyi müqavimətə bölünən maksimum cərəyana çatana qədər etap-etap artacaqdır.
Cərəyan bu vəziyyətdə, ölü bir dayanmadan sürətlənən bir avtomobilə bənzəyir.
Qaz pedalına dərhal belə bazarsız ən sürətli getməyəcəksiz.
Zaman ərzində onunla əlləşmək məcburiyyətindəsiz.
İndüktivliklə məşğul olduğunuz zaman düşünmək lazımdır.
Riyazi olaraq, induktorlu dövrədə cərəyan maksimum cərəyan kimi t1-e dən -t üstü tauya qədər ifadə olunur.
Maksimum cərəyan gərginliyin müqavimətə bölünməsidir və tau induktivliyin müqavimətən bölünən zaman sabitidir.
Bu zaman sabitinin bəzi anlamadığımız riyazi mənası vardır.
Ancaq zaman sonsuza yaxınlaşdıqcan cərəyanın maksimuma çatmasını görə bilərsiz.
Avtomobilimizə bənzətsək, maksimum cərəyan avtomobilin gedəcəyi ən sürətli səviyyəsi olacaqdır.
Zaman sabiti isə harasa getmək üçün qaz pedalına nə qədər basdığınıza ehtiyac duyduğunuzu bilmənizi təmin edir.
Kiçik bir zaman sabiti maksimuma sürətlə çatmaq üçün daha az zaman lazım olduğu anlamına gəlir və eyni zamanda bir stopa yavaşlatmaq üçün daha az zaman deməkdir.
Böyük bir zaman sabiti tam əksi mənasına gəlir,: sürətləndirmək və yavaşlamaq üçün çox zaman lazımdır.
İndi, dövrənin maksimum qiymətdəki cərəyanla sabit vəziyyətə gəldiyini fərz edək.
Daha dəyişən bir cərəyan yoxdur, bu səbəblə induktivlik bir naqil kimi davranır.
Ancaq batareya anidən dövrədən çıxarılsa, cərəyan dərhal sıfıra düşməyəcəkdir.
Çünki unutmayın ki induktivlik, dəyişən maqnit seli ilə cərəyan dəyişməsinə qarşıdır.
Batareya dövrədən çıxdıqdan sonra induktivlik özü cərəyan hasil edəcəkdir.
Bu bir avtomobil istifadə edərək və ayağını qaz pedalından çəkmək kimi başa düşülür.
Avtomobilin daha sürətli getməsini dayandırdınız, ancaq dərhal durmayacaqdır.
Bunun əvəzinə, tamamilə dayanmadan əvvəl, vaxt keçdikcə yavaşlayacaqsınız.
Beləliklə, bunu əvvəlki cərəyan ekvivalentinin azalan versiyası kimi yaza bilərsiz, cərəyan maksimum cərəyan ilə e üstü mənfi t bölünsün tau hasilinə bərabərdir.
İ maksimum və tau eynidir və yetərli zaman keçdikdən sonra cərəyan sıfıra bərabər olacaqdır.
Beləliklə, induktivlik cərəyanın həm artmasına həmdə azalması dəyişməsinə qarşıdır.
Bir qurğunu söndürdükdə, sönməyində biraz gecikmə hiss edəcəksiz, ən əsasda induktivlik olan qurğularda.
Açarı çevirərək, bir gərginlik mənbəyinə qoşdunuzu və söndürdünüz, ancaq sistemdəki induktivlik cərəyanın dərhal başlamasını və sayanmasını gecikdirəcəkdir.
İnduktivlik hər yerdə vardır.
İndi dəyişən cərəyan sxemlərinə geri qayıdaq və bir dövrə içində bir induktivlik, bir müqavimət və bir kondensatoru birləşdirək.
Hər element dəyişən cərəyan gərginlik mənbəyinə qoşulduqda fərqli davranacaqdır.
Bu üzdən hər şeyi qoşmadan əvvəl, hər elementə yalnız mənbə ilə ardıcıl qoşulmuş halında baxaq.
İlk öncə müqavimətlə başlayaq.
Gərginlik pik nöqtədə ikən, müqavimətdən keçən cərəyan da pik nöqtədə olacaqdır.
Gərginlik və cərəyanın hər iksininin pik nöqtəsi eyni olduğundan fazalarıda eyni nöqtədə olacaqdır.
Buna baxmayaraq, induktivlik və kondensator üçün hekayaə biraz fərqlidir.
Dəyişən gərginlik, induktivliyə tətbiq olunduqda, iinduksiyalanan elektrik hərəkət qüvvəsi, dövrəyə düşən gərginlik miqdarına bərabərdir.
Bu tənlikdə, cərəyan çox sürətli dəyişdiyindən gərginlik maksimumdur, cərəyan heç dəyişmədiyinə görə gərginlik sıfırdır.
Bu anlama gəlir ki, cərəyan 0 olduğunda gərginlik pik nöqtədədir , cərəyan pik nöqtədə olduqda isə gərginlik sıfır olacaqdılr.
Bunu qrafik olaraq ifadə etsək, cərəyan və gərginlik arasında 90 dərəcə faza fərqin görmüm olarıq və ya cərəyan gərginlikdən dörddə bir dövr geridə qalır görəcəyik.
Dəyişən cərəyan dövrəsində induktivlikdə cərəyan və gərginliyin fazadan kənar olduğunu söyləyirik, bu eyni zamanda fazalarin eyni pik nöqtəyə çatmadığı mənasına gəlir.
Dəyişən cərəyan dövrəsində kondensatorlardada faza kənarlaşması var ancaq fərqli səbəbdən ötrü.
Gəlin dəyişən gərginlik mənbəyi və bir kondensatordan ibarət bir dövrəyə baxaq
Cərəyan bir istiqamətdə axdıqda, kondensatorun lövhələri dolmağa başlayacaqdır.
Beləliklə, gərginlik müsbətdən mənfiyə dəyişdiyində, kondensator cərəyanı hələdə bitməyən daha kiçik bir gərginlik mənbəyi kimi davranacaqdır.