Dəyişən cərəyan və onun xüsusiyyətləri. PF
Dəyişən cərəyan zəncirlərində proseslər sabit cərəyanla müqayisədə daha maraqlıdır. Burada faza sürüşməsi, reaktiv yüklər, tam və reaktiv güc anlayışları, eləcə də güc əmsalı PF meydana çıxır.
Mündəricat
- 1. Aktiv müqavimətlər
- 2. Reaktiv müqavimətlər
- 3. Aktiv, reaktiv və tam güc
- 4. Özünü yoxlama sualları
Sabit cərəyanla hər şey nisbətən sadədir: istənilən anda cərəyanın qiyməti gərginlik və müqavimətlə müəyyən olunur, güc isə gərginliyin cərəyana hasilinə bərabərdir.
Dəyişən cərəyan zəncirlərində isə daha bir vacib məqam var: gərginlik və cərəyan eyni vaxtda dəyişməyə bilər. Məhz buradan aktiv və reaktiv yüklər, həmçinin güc əmsalı anlayışı yaranır.
Aktiv müqavimətlər
Aktiv müqavimətlərə rezistorlar, közərmə lampaları, qızdırıcı elementlər, elektrik çaydanları və elektrik enerjisini dərhal faydalı işə çevirən digər qurğular daxildir: istilik, işıq və ya mexaniki iş.
Əgər dəyişən cərəyan zəncirində yalnız aktiv yük varsa, cərəyan gərginliklə sinxron dəyişir. Yəni qrafiklərin maksimumları və sıfır nöqtələri zaman üzrə üst-üstə düşür.
Bu, ən sadə haldır: məna baxımından Ohm qanunu və güc mövzularından artıq tanış olan vəziyyətə ən yaxındır.
Aktiv yükün qrafiki
Aktiv yüklərdə cərəyan və gərginlik birlikdə gedir, nəzərə çarpan faza sürüşməsi olmur.
Reaktiv müqavimətlər
Reaktiv elementlər — tutum (kondensator) və induktivlikdir. Onlar enerjini toplaya, sonra isə yenidən şəbəkəyə qaytara bilirlər.
Buna görə cərəyan və gərginlik artıq faza üzrə mütləq üst-üstə düşməyə bilər: cərəyan ya gərginliyi qabaqlayır, ya da gecikir.
Tutumlu reaktiv müqavimət
Kondensator yüklənib-boşala bilir. Dəyişən cərəyan zəncirlərində bu, cərəyanın gərginlik öz maksimumuna çatmamış əvvəl dəyişməyə başlamasına gətirib çıxarır.
Buna görə tutumlu yüklənmədə cərəyan gərginliyi qabaqlayır.
Bu, tutumlu zəncirin əsas əlamətidir: cərəyan qrafiki sanki gərginlik qrafikinə nisbətən irəli sürüşür.
Tutumlu yükün qrafiki
İnduktiv reaktiv müqavimət
İnduktivlik — sarğıların olduğu hər şeydir: bobinlər, drosellər, transformatorlar, elektrik mühərrikləri və s. Belə yük cərəyan üzrə müəyyən “ətalətə” malikdir.
Gərginlik artarkən cərəyan hələ lazımınca “sürət yığa” bilmir. Nəticədə cərəyan gərginliyə nisbətən gecikir.
Yəni induktiv zəncirdə cərəyanın piki gərginliyin pikindən daha sonra yaranır.
İnduktiv yükün qrafiki
Belə çıxır ki, şəbəkədən enerjini geri qaytarmadan “xərcləyən” yalnız aktiv yüklərdir. Reaktiv yüklər isə enerjini gah şəbəkədən götürür, gah da geri qaytarır. Amma bu zaman da naqillərdən cərəyan axır və deməli kabel və avadanlıq yenə də yüklənir.
Aktiv, reaktiv və tam güc
Dəyişən cərəyan zəncirlərində gücün üç növünü ayırırlar.
Tam güc gərginliyin cərəyana hasilinə bərabərdir və VA ilə ölçülür.
Aktiv güc vattla ölçülür və real faydalı işə sərf olunur: istilik, işıq, səs, fırlanma.
Reaktiv güc birbaşa faydalı nəticəyə çevrilmir, amma yenə də naqillər boyunca “dolanır” və şəbəkəyə əlavə yük yaradır.
Güclər üçbucağı
Tam güc aktiv və reaktiv gücdən həndəsi olaraq formalaşır — bir xətt üzrə sadə toplama deyil.
PF və ya cosφ
PF, cosφ və ya güc əmsalı tam gücün hansı hissəsinin həqiqətən aktiv gücə çevrildiyini göstərir.
Başqa sözlə, bu aktiv gücün tam gücə nisbətidir. PF 1-ə nə qədər yaxın olsa, sistemdə reaktiv tərkib bir o qədər az olar.
PF aşağı olduqda, eyni faydalı gücü almaq üçün kabeldən istəniləndən daha çox cərəyan keçir. Bu isə naqillərə, avtomatlara, transformatorlara və qida bloklarına əlavə yük deməkdir.
PF = P / S
Güc əmsalının illüstrasiyası
Güc əmsalı 1-ə yaxın olduqca, cərəyanın reaktiv tərkibə “gedən” hissəsi bir o qədər azalır.
Dərsdən yadda saxlanmalı məqamlar
Özünü yoxlama sualları
1. 220 V gərginlikli, gücü 2000 Vt olan elektrik çaydanı var. Sadə seçim qaydasına görə mis naqilin hansı kəsiyini götürmək daha məntiqlidir?
Cavabı göstər
Sadə qaydaya görə bu, təxminən 1 mm² üçün artıq kifayət edir. Amma məişət istifadəsi və qızmaya görə ehtiyat üçün 1,5 mm² daha düzgün seçimdir.
2. 220 V-luq, 3000 Vt sərf edən və PF = 0,7 olan qurğu var. Onu qoşmaq üçün 1,5 mm² kəsikli mis naqil yetərlidirmi? Yoxdursa, hansı kəsik daha məntiqli olar?
Cavabı göstər
Sonra cərəyan: I = S / U = 4286 / 220 ≈ 19,5 A.
Sadə qaydaya görə təxminən ən azı 1,95 mm² lazımdır. Deməli 1,5 mm² artıq bir az azdır. Ən yaxın məntiqli standart variant — 2,5 mm².