तात्काळ वर्तमान मूल्ये कशी जोडायची. अल्टरनेटिंग करंट बद्दल मूलभूत संकल्पना आणि व्याख्या. कंडक्टरच्या कनेक्शनचा नवीन वर्षाच्या मालाच्या दुरुस्तीवर कसा परिणाम होतो?

संगणकावर व्हायबर 07.04.2019

संगणकावर व्हायबर

दोन समांतर शाखांना पर्यायी प्रवाह सर्किटशी जोडू या, ज्यामध्ये सक्रिय प्रतिरोधक आणि आणि या शाखांमध्ये ऍमीटर आणि मोजमाप करंट आहेत (चित्र 301). तिसरा ammeter A शाखा नसलेल्या सर्किटमध्ये विद्युतप्रवाह मोजतो. प्रथम आपण असे गृहीत धरू की दोन्ही प्रतिरोधक दिवे किंवा रिओस्टॅट्स आहेत, ज्याचा प्रेरक प्रतिकार त्यांच्या तुलनेत दुर्लक्षित केला जाऊ शकतो. सक्रिय प्रतिकार(चित्र 301, अ). मग, केस प्रमाणेच डीसी, आम्ही खात्री करू की ammeter रीडिंग ammeter रीडिंगच्या बेरजेइतके आहे आणि , म्हणजे जर resistances rheostats असतील, तर त्यांचे resistance बदलून आपण प्रत्येक प्रवाह बदलू शकतो आणि हवे तसे बदलू शकतो, परंतु समानता नेहमी जपली जाईल. जर आपण दोन्ही रिओस्टॅट्सना कॅपेसिटरने बदलले, म्हणजेच जर दोन्ही प्रतिरोधक क्षमता (चित्र 301, ब), किंवा जर दोन्ही प्रतिरोधक प्रेरक असतील, म्हणजे रियोस्टॅट्सच्या जागी लोखंडी कोर असलेल्या कॉइलने बदलले तर, ची प्रेरक प्रतिक्रिया जे सक्रिय पेक्षा खूप मोठे आहे की नंतरचे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते (चित्र 301, c).

तांदूळ. 301. पर्यायी विद्युत् सर्किटच्या समांतर शाखांमधील प्रतिकार एकसारखे असतात

अशा प्रकारे, समांतर शाखांचे प्रतिकार एकसारखे असल्यास, शाखा नसलेल्या सर्किटमधील विद्युत प्रवाह वैयक्तिक शाखांमधील प्रवाहांच्या बेरजेइतका असतो. हे खरे आहे, अर्थातच, जेव्हा दोन शाखा नसतात, परंतु त्यापैकी कितीही शाखा असतात.

आता आपण एका शाखेतील सक्रिय प्रतिरोधक क्षमता (चित्र 302, a आणि b) कॅपेसिटिव्ह (कॅपॅसिटर) किंवा इंडक्टिव (उच्च इंडक्टन्स आणि कमी सक्रिय प्रतिकार असलेली कॉइल) बदलू. या प्रकरणात, अनुभव असा परिणाम देतो जो पहिल्या दृष्टीक्षेपात विचित्र वाटतो: शाखा नसलेल्या सर्किटमधील प्रवाह दोन्ही शाखांमधील प्रवाहांच्या बेरीजपेक्षा कमी असल्याचे दिसून येते: . जर, उदाहरणार्थ, एका शाखेत प्रवाह 3 A असेल आणि दुसऱ्यामध्ये - 4 A असेल, तर शाखा नसलेल्या सर्किटमधील ammeter आपल्या अपेक्षेप्रमाणे 7 A चा प्रवाह दर्शवणार नाही, परंतु फक्त 5 A चा प्रवाह दर्शवेल. , किंवा 3 A, किंवा 2 A, इ. d. प्रवाहांच्या बेरीजपेक्षा कमी असेल आणि आणि जेव्हा एका शाखेचा प्रतिकार कॅपेसिटिव्ह असेल आणि दुसरी प्रेरक असेल (चित्र 302, c).

तांदूळ. 302. पर्यायी विद्युत् प्रवाहाच्या समांतर शाखांमधील प्रतिकार भिन्न स्वरूपाचे असतात

अशाप्रकारे, समांतर शाखांचे प्रतिकार भिन्न स्वरूपाचे असल्यास, शाखा नसलेल्या सर्किटमधील विद्युत प्रवाह वैयक्तिक शाखांमधील प्रवाहांच्या बेरीजपेक्षा कमी असतो.

या घटना समजून घेण्यासाठी, आपण अंजीर मधील आकृत्या बदलू. ऑसिलोस्कोपसह 301 आणि 302 ammeters आणि प्रत्येक समांतर शाखांमध्ये वर्तमान वक्र आकार रेकॉर्ड करा. असे दिसून आले की प्रत्येक शाखेतील भिन्न स्वरूपाचे प्रवाह एकमेकांशी किंवा शाखा नसलेल्या सर्किटमधील करंटच्या टप्प्यात नाहीत. विशेषतः, सक्रिय प्रतिकार असलेल्या सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह एका सर्किटमधील विद्युत् प्रवाहाच्या कालावधीच्या एक चतुर्थांश टप्प्याने पुढे आहे क्षमताआणि प्रेरक अभिक्रिया असलेल्या सर्किटमध्ये विद्युत् प्रवाहापासून एक चतुर्थांश कालावधीने टप्प्यात मागे राहते.

या प्रकरणात, शाखा नसलेल्या सर्किटमध्ये आणि कोणत्याही शाखेत प्रवाहाचा आकार दर्शविणारे वक्र अंजीरमधील वक्र 1 आणि 2 प्रमाणेच एकमेकांच्या सापेक्ष स्थित आहेत. 294. सामान्य स्थितीत, प्रत्येक शाखेच्या सक्रिय आणि कॅपेसिटिव्ह (किंवा प्रेरक) प्रतिकार यांच्यातील संबंधांवर अवलंबून, या शाखेतील विद्युतप्रवाह आणि शाखा नसलेल्या प्रवाहामधील फेज शिफ्टचे शून्य ते . परिणामी, मिश्रित प्रतिकारासह, सर्किटच्या समांतर शाखांमधील प्रवाहांमधील फेज फरकाचे शून्य आणि मधील कोणतेही मूल्य असू शकते.

या परिच्छेदाच्या सुरुवातीला उल्लेख केलेल्या घटनांचे कारण म्हणजे भिन्न स्वरूपाच्या प्रतिकारांसह समांतर शाखांमधील प्रवाहांच्या टप्प्यांमधील हे जुळत नाही. खरंच, तात्कालिक वर्तमान मूल्यांसाठी, म्हणजेच या प्रवाहांमध्ये एकाच वेळी असलेल्या मूल्यांसाठी, सुप्रसिद्ध नियम पाळला जातो:

परंतु या प्रवाहांच्या मोठेपणासाठी (किंवा प्रभावी मूल्ये) हा नियम पाळला जात नाही, कारण दोन सायनसॉइडल प्रवाह किंवा साइन नियमानुसार बदलणारे इतर दोन प्रमाण जोडल्याचा परिणाम जोडलेल्या प्रमाणांमधील टप्प्यातील फरकावर अवलंबून असतो.

खरं तर, साधेपणासाठी आपण असे गृहीत धरू की जोडलेल्या प्रवाहांचे मोठेपणा समान आहेत आणि त्यांच्यातील फेज फरक शून्य आहे. मग दोन प्रवाहांच्या बेरीजचे तात्कालिक मूल्य जोडलेल्या प्रवाहांपैकी एकाच्या तात्कालिक मूल्याच्या दुप्पट असेल, म्हणजे, परिणामी प्रवाहाचा आकार समान कालावधी आणि टप्प्यासह सायनसॉइड असेल, परंतु दुप्पट मोठेपणा जर जोडलेल्या प्रवाहांचे मोठेपणा वेगळे असतील (चित्र 303, a), तर त्यांची बेरीज जोडलेल्या प्रवाहांच्या मोठेपणाच्या बेरजेएवढे मोठेपणा असलेले साइनसॉइड असते. असे घडते जेव्हा बेरीज करंट्समधील फेज फरक शून्य असतो, उदाहरणार्थ जेव्हा दोन्ही समांतर शाखांमधील प्रतिकार समान असतात.

तांदूळ. 303. दोन साइनसॉइडल अल्टरनेटिंग करंट्स जोडणे. जोडलेले प्रवाह: अ) टप्प्यात आहेत (); b) टप्प्यात विरुद्ध, म्हणजे अर्ध्या कालावधीने वेळेत स्थलांतरित (); c) एका चतुर्थांश कालावधीने वेळेत बदलले ()

आता आपण आणखी एका टोकाच्या केसचा विचार करूया, जेव्हा जोडलेले प्रवाह, समान मोठेपणा असलेले, टप्प्यात विरुद्ध असतात, म्हणजे, त्यांच्यातील फेज फरक समान असतो. या प्रकरणात, जोडलेल्या प्रवाहांची तात्काळ मूल्ये परिमाणात समान आहेत, परंतु दिशेने विरुद्ध आहेत. त्यामुळे त्यांची बीजगणितीय बेरीज नेहमी शून्य असेल. अशाप्रकारे, जेव्हा दोन्ही शाखांमधील प्रवाहांमध्ये फेज शिफ्ट होते, प्रत्येक समांतर शाखांमध्ये प्रवाहांची उपस्थिती असूनही, शाखा नसलेल्या सर्किटमध्ये विद्युतप्रवाह होणार नाही. द्वारे स्थलांतरित केलेल्या दोन्ही प्रवाहांचे मोठेपणा भिन्न असल्यास, आपल्याला समान वारंवारतेसह परिणामी प्रवाह मिळेल, परंतु जोडलेल्या प्रवाहांच्या आयामांमधील फरकाइतके मोठेपणा असेल; टप्प्याटप्प्याने, हे विद्युत् प्रवाह मोठ्या मोठेपणा (चित्र 303, ब) असलेल्या वर्तमानाशी जुळते. प्रॅक्टिसमध्ये, जेव्हा एका शाखेत कॅपेसिटिव्ह रिॲक्टन्स असते आणि दुसऱ्यामध्ये प्रेरक प्रतिक्रिया असते तेव्हा ही केस उद्भवते.

सामान्य स्थितीत, फेज शिफ्टसह समान वारंवारतेचे दोन साइनसॉइडल प्रवाह जोडताना, आम्हाला नेहमी मिळते साइनसॉइडल प्रवाहॲम्प्लिट्यूडसह समान वारंवारता, जे फेज फरकावर अवलंबून, जोडलेल्या प्रवाहांच्या मोठेपणा आणि त्यांची बेरीज यांच्यातील फरक दरम्यानचे मूल्य असते. उदाहरणार्थ अंजीर मध्ये. 303,c फेज फरकासह दोन प्रवाहांची ग्राफिकल जोड दर्शविते. होकायंत्राचा वापर करून, हे सत्यापित करणे सोपे आहे की परिणामी वक्रातील प्रत्येक ऑर्डिनेट खरोखर वक्रांच्या ऑर्डिनेट्सची बीजगणितीय बेरीज दर्शवते आणि त्याच abscissa सह, म्हणजे वेळेत त्याच क्षणासाठी.

एसी सर्किट्सची काही उदाहरणे

चला मालिकेत तीन पर्यायी व्होल्टेज स्त्रोत जोडू आणि सर्किटचे एकूण व्होल्टेज निर्धारित करण्यासाठी जटिल संख्या वापरू. डायरेक्ट करंट सर्किट्सच्या अभ्यासात प्राप्त झालेले सर्व नियम आणि कायदे पर्यायी चालू सर्किट्स (ओहमचे नियम, किर्चहॉफचे नियम, सर्किट विश्लेषण पद्धती) देखील लागू आहेत. एकमेव अपवाद म्हणजे पॉवर कॅल्क्युलेशन (ज्युलचा कायदा). येथे फक्त अटी अशी आहेत की सर्व व्हेरिएबल्स एका जटिल स्वरूपात व्यक्त केल्या पाहिजेत ज्यात फेज आणि परिमाण लक्षात घेतले जातात आणि सर्व व्होल्टेज आणि प्रवाहांची वारंवारता समान असणे आवश्यक आहे (जेणेकरून त्यांचे फेज संबंध अपरिवर्तित राहतील).

तिन्ही स्त्रोतांचे ध्रुवीकरण अशा प्रकारे केले जाते की लोड रेझिस्टरवर एकूण व्होल्टेज मिळविण्यासाठी त्यांचे व्होल्टेज जोडले जाणे आवश्यक आहे. कृपया लक्षात ठेवा की प्रत्येक स्त्रोतावर एसी व्होल्टेजपरिमाण आणि फेज कोन दर्शविले आहेत, परंतु त्यापैकी कोणतेही वारंवारता मूल्य दर्शवित नाही. कोणत्याही मध्ये समान प्रकरणेअसे गृहीत धरले जाते की सर्व फ्रिक्वेन्सी सारख्याच असतात, आणि हे पर्यायी विद्युत् विद्युतप्रवाहात थेट प्रवाहाचे नियम लागू करण्याच्या आमच्या अटी पूर्ण करते (जटिल स्वरूपात दिलेल्या सर्व संख्यांची वारंवारता समान असते). आमच्या बाबतीत एकूण व्होल्टेज मोजण्याचे समीकरण असे दिसेल:

ग्राफिकदृष्ट्या, खालील आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे वेक्टर जोडतात:

या व्हेक्टरची बेरीज परिणामी वेक्टरच्या बरोबरीची असेल, जी येथे सुरू होते प्रारंभ बिंदू 22-व्होल्ट वेक्टर (ग्राफच्या वरच्या डावीकडे) आणि येथे समाप्त होतो शेवटचा बिंदू 15-व्होल्ट वेक्टर (ग्राफच्या मध्यभागी उजवीकडील बाणाचा शेवट):

आलेख न वापरता परिणामी वेक्टरचे परिमाण आणि कोन मोजण्यासाठी, तुम्ही ध्रुवीय रूपे रूपांतरित करू शकता. जटिल संख्याबीजगणित मध्ये आणि त्यांना जोडा. लक्षात ठेवा, आम्ही परिणामी संख्यांवर बेरीज ऑपरेशन लागू करतो कारण तीन व्होल्टेज स्त्रोतांच्या ध्रुवीयता या गणितीय ऑपरेशनसाठी विशेषतः केंद्रित आहेत:

ध्रुवीय स्वरूपात दिलेला क्रमांक 36.8052 व्होल्ट ∠ -20.5018 o च्या समतुल्य असेल. प्रत्यक्षात, याचा अर्थ असा आहे की सर्किटचे एकूण व्होल्टेज (36.8052 व्होल्ट्सच्या बरोबरीचे) 15-व्होल्ट व्होल्टेज स्रोत (ज्याचा टप्पा 0 आहे आणि संदर्भ बिंदू म्हणून काम करते) 20.5018 o ने मागे आहे. एकूण व्होल्टेज मोजण्यासाठी जर आपण व्होल्टमीटरला रिअल सर्किटशी जोडले, तर ते फक्त ध्रुवीय मूल्य (36.8052 व्होल्ट) दर्शवेल, परंतु फेज कोन नाही. कोनासाठी, येथे आपण ऑसिलोस्कोप वापरू शकता, जे दोन लाटा दर्शवू शकते आणि अशा प्रकारे फेज बदलाचे स्पष्ट प्रदर्शन प्रदान करू शकते. हेच तत्त्व ammeters ला लागू होते: ते फक्त विद्युत् प्रवाहाची ध्रुवीय परिमाण दर्शवतात, फेज कोन दाखवत नाहीत.

आम्ही विचारात घेतलेली प्रत्येक गोष्ट व्होल्टेज आणि प्रवाहांची मूल्ये मोजण्यासाठी अत्यंत महत्वाची आहे वास्तविक सर्किट्स. जरी प्रस्तुतीकरणाचे बीजगणितीय रूप बेरीज आणि वजाबाकीसाठी अतिशय सोयीचे असले तरी व्यावहारिक मोजमापांसाठी ते फारसे उपयुक्त नाही. बीजगणितीय मूल्ये ध्रुवीय मूल्यांमध्ये रूपांतरित करणे आवश्यक आहे, ती वास्तविक-जगातील सर्किट मापनांशी संबंधित होण्यापूर्वी.

आम्ही आमच्या गणनेची अचूकता तपासण्यासाठी SPICE वापरू शकतो. या चाचणी सर्किटमध्ये, प्रतिरोधक मूल्य (10 kOhm) पूर्णपणे अनियंत्रितपणे निवडले जाते. आम्हाला रेझिस्टरची आवश्यकता आहे जेणेकरून प्रोग्राम ओपन सर्किटला सिग्नल देत नाही आणि विश्लेषणात व्यत्यय आणत नाही. याव्यतिरिक्त, सिम्युलेशन (60 Hz) साठी वारंवारतेची निवड देखील अनियंत्रित आहे, कारण प्रतिरोधक वेगवेगळ्या एसी फ्रिक्वेन्सी आणि व्होल्टेजला समान प्रतिसाद देतात. इतर घटक आहेत (विशेषतः कॅपेसिटर आणि इंडक्टर्स) जे वेगळ्या पद्धतीने प्रतिसाद देतात विविध फ्रिक्वेन्सी, परंतु आम्ही या विषयावर थोड्या वेळाने विचार करू.

Ac व्होल्टेज जोडणे v1 1 0 ac 15 0 sin v2 2 1 ac 12 35 sin v3 3 2 ac 22 -64 sin r1 3 0 10k .ac lin 1 60 60 आम्ही 60 Hz. प्रिंट ac v(3,0) ची वारंवारता वापरतो ) vp(3.0) default.end freq म्हणून v(3) vp(3) 6.000E+01 3.681E+01 -2.050E+01

तुम्ही बघू शकता, आमच्याकडे एकूण 36.81 व्होल्ट ∠ -20.5 o (15 व्होल्ट व्होल्टेज स्त्रोताच्या सापेक्ष ज्याचा फेज कोन अनियंत्रितपणे सांगितलेला आहे) आहे शून्याच्या बरोबरीचेअंश, आणि संदर्भ बिंदू म्हणून काम करते).

पहिल्या दृष्टीक्षेपात, हे सर्व अतार्किक वाटते. मालिकेत जोडलेल्या 15, 12 आणि 22 व्होल्टमधून तुम्हाला एकूण 36.81 व्होल्ट कसे मिळू शकतात? स्थिर व्होल्टेजसह हे शक्य होणार नाही, कारण अशा व्होल्टेजचे परिमाण थेट जोडले जातात किंवा थेट वजा केले जातात (ध्रुवीयतेवर अवलंबून). स्थिर व्होल्टेजच्या विपरीत, पर्यायी व्होल्टेज काही वेगळ्या पद्धतीने वागतात. त्यांची "ध्रुवीयता" (फेज शिफ्ट) पूर्ण सहाय्य आणि संपूर्ण विरोध यांच्यात कोणत्याही प्रमाणात बदलू शकते, ज्यामुळे असा विरोधाभासी योग येतो.

आपण समान सर्किट घेतल्यास आणि AC व्होल्टेज स्त्रोतांपैकी एक "फ्लिप" केल्यास काय होते ते पाहू या. एकूण ताणतणावात त्याचे योगदान पूर्वी होते त्यापेक्षा विरुद्ध असेल:

लक्षात घ्या की 12V व्होल्टेज स्त्रोताच्या फेज अँगलवर अद्याप 35o असे लेबल आहे, जरी त्याचे कनेक्शन उलट केले गेले आहे. तुम्हाला आठवत असेल, कोणत्याही व्होल्टेजचा फेज एंगल त्याच्या ध्रुवीयतेच्या चिन्हाच्या सापेक्ष घेतला जातो. तरी कोन दिलेला व्होल्टेजचे पदनाम 35 o आहे, त्याचे वेक्टर मागील केसच्या संबंधात 180 o फिरवले जाईल:

येथे परिणामी वेक्टर 22-व्होल्ट वेक्टरच्या प्रारंभ बिंदूपासून सुरू होईल (ग्राफच्या वरच्या डावीकडे) आणि 15-व्होल्ट वेक्टरच्या शेवटच्या बिंदूवर समाप्त होईल (ग्राफच्या तळाशी उजवीकडे बाणाचा शेवट):

ध्रुवीय स्वरूपात, 12-व्होल्ट व्होल्टेज स्त्रोताच्या ध्रुवीयतेचे उलटणे दोन द्वारे दर्शविले जाऊ शकते विविध प्रकारे: त्याच्या सदिश कोनात 180° जोडून (जे आपल्याला 12 व्होल्ट ∠ 215 o देते) किंवा चिन्ह उलट करून (जे आपल्याला -12 व्होल्ट ∠ 35 o देते). यापैकी कोणतेही मूल्य बीजगणितीय स्वरूपात रूपांतरित केल्याने आम्हाला समान परिणाम मिळेल:

बीजगणितीय प्रतिनिधित्व स्वरूपातील ताणांची परिणामी बेरीज (मध्ये या प्रकरणात) खालीलप्रमाणे असेल:

ध्रुवीय स्वरूपात, हे मूल्य 30.4964 V ∠ -60.9368 o च्या समतुल्य असेल. आमच्या गणनेचे परिणाम तपासण्यासाठी SPICE चा वापर करूया:

एसी व्होल्टेज जोडणे v1 1 0 ac 15 0 sin v2 1 2 ac 12 35 sin कृपया लक्षात घ्या की नोड्स 2 आणि 1 स्वॅप केलेले आहेत, v3 3 2 ac 22 -64 sin जे ध्रुवीय r1 3 0 10k16ac च्या उलट्याचे अनुकरण करतात. 60 प्रिंट ac v(3,0) vp(3,0). end freq v(3) vp(3) 6.000E+01 3.050E+01 -6.094E+01

दोन समांतर शाखांना पर्यायी प्रवाह सर्किटशी जोडू या, ज्यामध्ये सक्रिय प्रतिरोधक आणि आणि या शाखांमध्ये ऍमीटर आणि मोजमाप करंट आहेत (चित्र 301). तिसरा ammeter A शाखा नसलेल्या सर्किटमध्ये विद्युतप्रवाह मोजतो. प्रथम आपण असे गृहीत धरू की दोन्ही प्रतिरोधक दिवे किंवा रियोस्टॅट्स आहेत, ज्यातील प्रेरक प्रतिकार त्यांच्या सक्रिय प्रतिकाराच्या तुलनेत दुर्लक्षित केला जाऊ शकतो (चित्र 301, अ). मग, ज्याप्रमाणे थेट प्रवाहाच्या बाबतीत, आम्हाला खात्री होईल की ammeter रीडिंग हे ammeter रीडिंगच्या बेरजेइतके आहे आणि , म्हणजे. जर resistances rheostats असतील, तर त्यांचे resistance बदलून आपण प्रत्येक प्रवाह बदलू शकतो आणि हवे तसे बदलू शकतो, परंतु समानता नेहमी जपली जाईल. जर आपण दोन्ही रिओस्टॅट्सच्या जागी कॅपेसिटर लावले तर तेच घडेल, म्हणजे जर दोन्ही प्रतिरोधक क्षमता कॅपेसिटिव्ह (चित्र 301, ब), किंवा जर दोन्ही प्रतिरोधक प्रेरक असतील, म्हणजे रियोस्टॅट्सची जागा लोखंडी कोर असलेल्या कॉइलने घेतली, ज्याची प्रेरक अभिक्रिया आहे. सक्रिय पेक्षा इतके मोठे की नंतरचे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते (चित्र 301, c).

या घटना समजून घेण्यासाठी, आपण अंजीर मधील आकृत्या बदलू. ऑसिलोस्कोपसह 301 आणि 302 ammeters आणि प्रत्येक समांतर शाखांमध्ये वर्तमान वक्र आकार रेकॉर्ड करा. असे दिसून आले की प्रत्येक शाखेतील भिन्न स्वरूपाचे प्रवाह एकमेकांशी किंवा शाखा नसलेल्या सर्किटमधील करंटच्या टप्प्यात नाहीत. विशेषत:, सक्रिय प्रतिकार असलेल्या सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह कॅपेसिटिव्ह रिॲक्टन्स असलेल्या सर्किटमधील विद्युत् प्रवाहाच्या कालावधीच्या एक चतुर्थांश टप्प्याने पुढे असतो आणि प्रेरक अभिक्रिया असलेल्या सर्किटमध्ये विद्युत् प्रवाहापासून एक चतुर्थांश कालावधीने मागे पडतो.

आता आपण आणखी एका टोकाच्या केसचा विचार करूया, जेव्हा जोडलेले प्रवाह, समान मोठेपणा असलेले, टप्प्यात विरुद्ध असतात, म्हणजे, त्यांच्यातील फेज फरक समान असतो. या प्रकरणात, जोडलेल्या प्रवाहांची तात्काळ मूल्ये परिमाणात समान आहेत, परंतु दिशेने विरुद्ध आहेत. त्यामुळे त्यांची बीजगणितीय बेरीज नेहमी शून्य असेल. अशाप्रकारे, जेव्हा दोन्ही शाखांमधील प्रवाहांमध्ये फेज शिफ्ट होते, प्रत्येक समांतर शाखांमध्ये प्रवाहांची उपस्थिती असूनही, शाखा नसलेल्या सर्किटमध्ये विद्युतप्रवाह होणार नाही. द्वारे स्थलांतरित केलेल्या दोन्ही प्रवाहांचे मोठेपणा भिन्न असल्यास, आपल्याला समान वारंवारतेसह परिणामी प्रवाह मिळेल, परंतु जोडलेल्या प्रवाहांच्या आयामांमधील फरकाइतके मोठेपणा असेल; टप्प्याटप्प्याने हा विद्युत् प्रवाह मोठ्या आकारमान असलेल्या विद्युत् प्रवाहाशी एकरूप होतो (चित्र 303, b). प्रॅक्टिसमध्ये, जेव्हा एका शाखेत कॅपेसिटिव्ह रिॲक्टन्स असते आणि दुसऱ्यामध्ये प्रेरक प्रतिक्रिया असते तेव्हा ही केस उद्भवते.

एका साध्या जनरेटरमध्ये एक वळण आणि एक दोन-ध्रुव चुंबकाच्या वळणासह पर्यायी प्रवाह मिळवता येतो.

वास्तविक जनरेटरमध्ये, वळण, अर्थातच, एक नाही, परंतु अनेक वळणे आहेत. चुंबकीय क्षेत्र हे नियमानुसार चुंबकाने नव्हे तर इलेक्ट्रोमॅग्नेटद्वारे तयार केले जाते. त्याच्या ध्रुवांची संख्या दोनपेक्षा जास्त असू शकते. याव्यतिरिक्त, जनरेटरच्या काही आवृत्त्यांमध्ये, चुंबक 1 गतिहीन आहे, आणि वळण आहे 2 फिरते (आकृती 1, ए), इतरांमध्ये - वळण 2 स्थिर, चुंबक 1 फिरते (आकृती 1, b), जे डिझाइन आणि देखरेखीसाठी खूप महत्वाचे आहे, परंतु मूलभूतपणे पूर्णपणे उदासीन आहे. का? कारण अल्टरनेटिंग इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स (ईएमएफ) निर्माण करण्यासाठी, वळणाची वळणे बलाच्या चुंबकीय रेषांना छेदतात हेच महत्त्वाचे आहे आणि हे दोन्ही प्रकरणांमध्ये तितकेच साध्य होते.

आकृती 1. जनरेटरमध्ये वैकल्पिक प्रवाह मिळविण्याचे सिद्धांत

जेव्हा वळण (चुंबक) फिरते तेव्हा ते (तो) कालांतराने चुंबकीय क्षेत्राच्या (विंडिंग) सापेक्ष वेगवेगळ्या पोझिशन्स व्यापतात.
प्रथम, वळण, ज्याचे विमान चुंबकीय क्षेत्राला लंब आहे, ते तटस्थ मध्ये स्थित आहे, म्हणजे, ध्रुवांच्या दरम्यान, आकृती 2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ए. या प्रकरणात, कंडक्टर शक्तीच्या रेषांसह सरकत असल्याचे दिसते आणि ई. d.s त्यांच्यामध्ये उद्भवत नाही. मग एक कंडक्टर (त्याचा शेवट लाल आहे) उत्तर ध्रुवाजवळ येतो एन, आणि दुसरा (काळा) दक्षिणेला एस(चित्र 2, b) आणि शेवटी ते खांबाच्या खाली जातात (आकृती 2, व्ही). या स्थितीत कंडक्टर लंबवत हलतात वीज ओळी: अहं. d.s त्याच्या सर्वोच्च मूल्यापर्यंत पोहोचते. वेगवेगळ्या ध्रुवांवर स्थित कंडक्टरमध्ये, ई. d.s वेगळ्या पद्धतीने निर्देशित केले जातात: त्यापैकी एकामध्ये - रेखांकनाच्या विमानाच्या पलीकडे, दुसऱ्यामध्ये - आमच्या दिशेने. परंतु वळण तयार करणारे कंडक्टर एकमेकांना अशा प्रकारे जोडलेले असतात की त्यांचे उदा. d.s दुमडणे

आकृती 2. ई मध्ये बदल. d.s एका कालावधीत

त्याची हालचाल सुरू ठेवून, कंडक्टर, जो पूर्वी उत्तर ध्रुवाच्या खाली जातो, दक्षिण ध्रुवाजवळ येतो (आकृती 2, e); कंडक्टर, जो दक्षिण ध्रुवाच्या खाली होता, उत्तरेकडे येत आहे: दिशा e. d.s उलटते. खांबाच्या खाली (आकृती 2, आणि) इ. d.s पुन्हा त्याचे सर्वात मोठे मूल्य पोहोचते, परंतु ते नकारात्मक आहे.

शेवटी, कंडक्टर खांबापासून दूर जातात (आकृती 2, h) आणि पुन्हा तटस्थ वर जा (आकृती 2, आणि): ई. d.s शून्याच्या बरोबरीचे. पुढे, प्रत्येक क्रांतीसह, सर्वकाही वेळोवेळी पुनरावृत्ती होतेत्याच क्रमाने.

व्हिडिओ 1. पर्यायी विद्युत प्रवाह निर्माण करणे

कालावधी आणि वारंवारता

वेळ टी, पर्यायी प्रवाहातील बदलांच्या संपूर्ण चक्रावर खर्च केला जातो, ज्यानंतर सर्वकाही पुन्हा सुरू होते, त्याला कालावधी म्हणतात. वारंवारता f- प्रति सेकंद पूर्णविरामांची संख्या. प्रति सेकंद 50 चक्रांची वारंवारता, ज्यासह आपल्या देशात विद्युत दिवे आणि औद्योगिक प्रतिष्ठापने चालविणारे सर्व ऊर्जा संयंत्रे, औद्योगिक वारंवारता म्हणतात. त्याचा कालावधी 1 s: 50 = 0.02 s आहे.

साइन वेव्ह

आकृती 2 मधील वक्र - एक साइनसॉइड दर्शविते की ई. d.s सतत बदलते, आणि कालावधी दरम्यान त्याच्या तात्कालिक मूल्यांची संख्या अमर्यादित आहे: त्यापैकी बरेच बिंदू आहेत जे सायनसॉइडवर बसू शकतात. कालावधी दरम्यान झटपट समान मूल्ये e d.s एकाच चिन्हाची दोन चिन्हे आहेत. कालावधीत ई. d.s 2 वेळा ते सर्वात मोठ्या (जास्तीत जास्त, मोठेपणा) मूल्यांपर्यंत पोहोचते, परंतु एका वेळी ते सकारात्मक असते, दुसऱ्या वेळी ते नकारात्मक मूल्य असते. एका शब्दात, साइनसॉइडमधून आपण साइनसॉइडल ई मधील बदलांचे सर्वात संपूर्ण चित्र मिळवू शकता. d.s (वर्तमान) कालांतराने.

व्हिडिओ 2. साइन वेव्ह

आकृती 3 दाखवते की क्षैतिज अक्षावर, एकतर वेळ प्लॉट केला जातो, डावीकडून उजवीकडे वाढतो, किंवा विंडिंग (चुंबक) च्या रोटेशनचे कोन, जे प्रारंभिक म्हणून घेतलेल्या विशिष्ट स्थितीतून मोजले जातात. e ची मूल्ये उभ्या अक्षावर प्लॉट केलेली आहेत. d.s., वर्तमान किंवा इतर नियतकालिक प्रमाण, रोटेशन कोनांच्या साइन्सच्या प्रमाणात. कोन अंश किंवा रेडियनमध्ये मोजले जाऊ शकतात. आकृती 3 मध्ये, कालावधी कालावधीच्या अपूर्णांकांमध्ये दिलेला आहे: टी/4, टी/2, ¾ टी, टी; रोटेशन कोन देखील दर्शविले आहेत: 0, 30, 60, 90, ..., 360°. हे लक्षात घेतले पाहिजे की द्विध्रुवीय जनरेटरमध्ये हा कालावधी संपूर्ण क्रांतीशी संबंधित असतो, म्हणजेच तो 360° किंवा 2π रेडियन्सद्वारे पूर्ण होतो, म्हणजेच वळण वाहकांपैकी एकासाठी, उत्तर (दक्षिण) खाली सोडले जाते. ) पोल, त्यावर परत येण्यासाठी, ते 360° फिरले पाहिजे. म्हणून, आकृती 3 मध्ये, जे दोन-ध्रुव जनरेटरसाठी बांधले आहे, कालावधी टी 360°, अर्ध चक्राशी संबंधित आहे टी/2 180°, तिमाही कालावधी टी/4 90° आणि असेच.

आकृती 3. साइन वेव्ह तयार करण्याचे तंत्र

मल्टी-पोल जनरेटरमध्ये, इलेक्ट्रिकल आणि भौमितिक अंश एकरूप होत नाहीत, कारण समान नावाचे ध्रुव, उदाहरणार्थ, उत्तरेकडील, एकमेकांच्या अगदी जवळ स्थित आहेत: चार-ध्रुव जनरेटरमध्ये 180 ° अंतरावर, सहा-ध्रुव जनरेटर - 120° अंतरावर, आणि असेच. आणि ध्रुवांची संख्या विचारात न घेता, सर्व जनरेटर समान प्रवाह निर्माण करतात औद्योगिक वारंवारता, म्हणजे, त्यांच्याकडे समान कालावधी आहेत, जनरेटर रोटर्सने एकाच वेळी वेगवेगळे मार्ग तयार केले पाहिजेत: एक क्रांती, अर्धा क्रांती, क्रांतीचा एक तृतीयांश इ. म्हणून, जनरेटर रोटर्समध्ये भिन्न रोटेशन वेग असतात, म्हणजेच ते फिरतात विविध फ्रिक्वेन्सीरोटेशन्स (वेग): सर्वात वेगवान दोन-ध्रुव (3000 rpm), चार-ध्रुव 1500 rpm, सहा-ध्रुव 1000 rpm इत्यादी आहेत.

चला एक अत्यंत महत्त्वाची परिस्थिती लक्षात घेऊया: सायनसॉइड आहे नियतकालिकवक्र, म्हणजे, त्याला शेवट किंवा सुरुवात नाही, आणि म्हणून 0° पासून ते काढणे अजिबात आवश्यक नाही. समान यशासह, तुम्ही 30, 47, 122 (-60°) इत्यादीसह प्रारंभ करू शकता. परंतु या प्रकरणांमध्ये उलटी गिनती नंतर किंवा पूर्वी सुरू होणार असल्याने, ती समान रक्कम नंतर किंवा पूर्वी समाप्त करणे आवश्यक आहे.

जर जनरेटरमध्ये एक किंवा अनेक विंडिंग असतील आणि ते डिझाइन, वळणांची संख्या, वायर क्रॉस-सेक्शनमध्ये एकसारखे असतील, तर बदल दर्शविणारे साइनसॉइड्स उदा. d.s त्या प्रत्येकामध्ये समान आहेत. तथापि, ते विंडिंग्सची सापेक्ष स्थिती आणि रोटेशनची दिशा या दोन्हीनुसार रेखांकनावर ठेवणे आवश्यक आहे. चला उदाहरणांसह स्पष्ट करूया.

आकृती 4. जनरेटर रोटरच्या रोटेशनच्या दिशेवर अवलंबून रेखाचित्रांमध्ये साइनसॉइड्सचे स्थान

आकृती 4 दोन विंडिंगसह जनरेटर दर्शविते कुऱ्हाडआणि द्वारे, जे समान स्लॉटमध्ये ठेवलेले असतात आणि म्हणूनच, चुंबकाच्या तुलनेत तितकेच हलतात. म्हणून, ई मध्ये बदल दर्शविणारे साइनसॉइड्स. d.s दोन्ही windings मध्ये समान आहेत. परंतु जर घूर्णन घड्याळाच्या उलट दिशेने होत असेल, तर ई मध्ये होणारे बदल लक्षात घेऊन. d.s ज्या क्षणी विंडिंग्स ड्रॉइंगमध्ये दर्शविलेले स्थान व्यापतात आणि आकृती 4 प्रमाणे साइनसॉइड्स काढले जातात तेव्हापासून सुरू होते, ए, नंतर घड्याळाच्या दिशेने फिरवताना सायनसॉइड्स वेगळ्या पद्धतीने चित्रित केले जातात (आकृती 4, b). का? कारण पहिल्या प्रकरणात, कंडक्टर पूर्वी उत्तर ध्रुवाच्या खाली जातात, दुसऱ्यामध्ये - पूर्वी दक्षिणेखाली.

आकृती 5. शिफ्ट ई. d.s प्रति तिमाही कालावधी दोन windings

आकृती 5 मधील जनरेटर, एदोन विंडिंग देखील आहेत, परंतु काटकोनात स्थित आहेत. म्हणूनच ते खांबाखाली जातात एकाच वेळी नाही. म्हणजे, कमाल मूल्ये e d.s ते पुढे गेले आहेत वेगवेगळ्या वेळाआणि म्हणून सायनसॉइड्स स्थलांतरित करणे आवश्यक आहे. हा कालावधी कोणत्या भागात आणि कोणत्या दिशेने जातो हे पाहणे बाकी आहे. या समस्यांचे निराकरण खालीलप्रमाणे केले आहे.

1. सायनसॉइड ई. d.s एक वळण, उदाहरणार्थ कुऱ्हाड, ड्रॉईंगमध्ये अनियंत्रितपणे आणि एका बिंदूद्वारे ठेवल्या जातात 0 , ज्यामधून भविष्यात वेळ मोजली जाईल, एक अनुलंब काढा 1 –1 (चित्र 5, b).
2. आकृती 5 नुसार निर्धारित, ए, बिंदू कंडक्टरच्या कोणत्या स्थितीशी संबंधित आहे 0 आणि यावेळी कंडक्टर कुठे आहे b: तो कंडक्टरच्या पुढे आहे aरोटेशनच्या दिशेने किंवा त्याच्या मागे. आमच्या बाबतीत, कंडक्टर bकंडक्टरच्या पुढे a. खरंच, नंतरचे अजूनही तटस्थ आहे, अरे. d.s त्यामध्ये शून्य आणि कंडक्टर समान आहे b- आधीच खांबाखाली आणि त्याचे ई. d.s त्याची कमाल गाठली.
3. ई कोणते चिन्ह आहे ते ठरवा. d.s वळण मध्ये द्वारेबिंदूवर 0 , साइनसॉइड तयार करणे कसे सुरू करावे हे जाणून घेण्यासाठी ई. d.s windings द्वारेबिंदूवर 0 - क्षैतिज अक्षाखाली किंवा वर. जर वळण द्वारेरोटेशन दरम्यान वळण ज्या ध्रुवापर्यंत पोहोचते त्याच ध्रुवाच्या प्रदेशात स्थित आहे कुऱ्हाड, ज्याचा अर्थ e ची चिन्हे. d.s समान आहेत. आमच्या उदाहरणात, ई. d.s windings कुऱ्हाडधनात्मक आणि दोन्ही विंडिंग एकाच ध्रुवाच्या प्रदेशात आहेत. म्हणून, सायनसॉइड ई. d.s windings द्वारेबिंदूवर 0 सकारात्मक देखील असणे आवश्यक आहे.
4. कालावधीच्या कोणत्या भागासाठी वळण आहे ते ठरवा द्वारेवळण सापेक्ष स्थलांतरित कुऱ्हाड. हे आकृती 5 वरून पाहिले जाऊ शकते, एआणि जी, जे अनुक्रमे दोन-ध्रुव आणि चार-ध्रुव जनरेटर दर्शवतात. कालावधीचा कालावधी टीकोणत्याही परिस्थितीत, ते समान नावाच्या ध्रुवांमधील अंतर आणि रोटेशनची वारंवारता (वेग) द्वारे निर्धारित केले जाते. हे पाहणे सोपे आहे की विंडिंग्सच्या सुरुवातीतील अंतर, म्हणजेच कंडक्टर दरम्यान aआणि b, कालावधीच्या एक चतुर्थांश समान आहे.
5. हे साइनसॉइड्स एकत्र करणे बाकी आहे. d.s विंडिंग्ज कुऱ्हाडआणि द्वारे, जे आकृती 5 मध्ये केले आहे, d, जेथे त्यांच्या दरम्यानच्या कालावधीच्या एक चतुर्थांश अंतर स्पष्टपणे दृश्यमान आहे टी/4, किंवा 90 इलेक्ट्रिकल अंश.

तीन विंडिंग असलेले जनरेटर कुऱ्हाड, द्वारेआणि czआकृती 6 मध्ये दर्शविलेले आहे. परिघाभोवती विंडिंग्स समान रीतीने वितरीत केले जातात, म्हणजे, कालावधीच्या एक तृतीयांश ने एकमेकांच्या सापेक्ष स्थलांतरित केले जातात. टी/3 किंवा 120 el. अंश विंडिंग आणि घड्याळाच्या उलट दिशेने फिरण्याच्या दिलेल्या व्यवस्थेसह, ई. d.s windings कुऱ्हाडपुढे टी/3 e. d.s windings द्वारे, जे यामधून पुढे आहे टी/3 e. d.s windings cz.

आकृती 6. इलेक्ट्रोमोटिव्ह शक्तीतीन विंडिंग कालावधीच्या एक तृतीयांश ने हलवले

जनरेटरच्या प्रत्येक विंडिंगला (ट्रान्सफॉर्मर, एसी मोटर) सहसा म्हणतात टप्पा.

एक वाइंडिंग असलेले जनरेटर सिंगल-फेज आहेत, दोन विंडिंग असलेले जनरेटर दोन-फेज आहेत, जे तीन आहेत ते थ्री-फेज आहेत, इत्यादी. जर ई. d.s वेगवेगळ्या विंडिंग्समध्ये वेगवेगळ्या वेळी शून्य (किंवा कमाल) मूल्यांपर्यंत पोहोचतात, नंतर ते म्हणतात की ए आहे शिफ्ट, जे कालावधी किंवा विद्युत अंशांच्या अंशांमध्ये निर्धारित केले जाते.

टप्पा

जनरेटर, ट्रान्सफॉर्मर आणि इलेक्ट्रिक मोटर्सच्या विंडिंगला फेज म्हणतात हे आधीच वर सूचित केले आहे. परंतु इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये "फेज" हा शब्द इतर अनेक अर्थांमध्ये वापरला जातो.

टप्प्यांना तटस्थ वायरच्या उलट थ्री-फेज लाइनच्या वायर्स देखील म्हणतात. टप्पे अक्षरांद्वारे नियुक्त केले जातात ए, बी, सी (a, b, c) किंवा आणि, झेड, TO, कारण पॉवर प्लांट्स आणि सबस्टेशन्समध्ये वेगवेगळ्या टप्प्यातील बस पिवळ्या, हिरव्या आणि लाल रंगाने रंगवल्या जातात. शून्य एका संख्येद्वारे दर्शविला जातो 0 , आणि कधीकधी एक पत्र एन(तटस्थ).

मध्ये फेज व्यापक अर्थानेहा शब्द एखाद्या घटनेच्या विकासातील एका वेगळ्या क्षणाचा संदर्भ देतो. नियतकालिक प्रक्रियांमध्ये (ज्यामध्ये ईएमएफ आणि करंटमधील बदलांचा समावेश असतो), टप्पा हे स्थितीचे वैशिष्ट्य असलेल्या प्रमाणाचे मूल्य असते. दोलन प्रक्रियावेळेच्या प्रत्येक क्षणी.

अशा प्रकारे, वळणाच्या रोटेशनच्या कोनास एक टप्पा देखील म्हटले जाऊ शकते (कारण प्रत्येक कोन एकसमान असतो विशिष्ट मूल्य e d.s.) आणि कालावधीच्या सुरुवातीपासून निघून गेलेला वेळ. कालावधीची सुरुवात जेव्हा ई. d.s शून्याच्या समान, अनेकदा म्हणतात शून्यटप्पा

फेज कोन जे e ची मूल्ये निर्धारित करतात. d.s किंवा प्रारंभिक क्षणी वर्तमान (ज्यापासून ईएमएफ किंवा करंट बदलण्याच्या प्रक्रियेचा विचार सुरू होतो) म्हणतात प्रारंभिक टप्पे.

दोन e मधील फेज शिफ्ट ठरवताना हे समजून घेणे महत्त्वाचे आहे. d.s किंवा प्रवाह, ते नेहमी दरम्यान निर्धारित करणे आवश्यक आहे एकसारखेविचाराधीन परिमाणांचे टप्पे. उदाहरणार्थ, शून्य टप्प्यांमध्ये α शिफ्ट करा (आकृती 7, ए) आणि मध्ये टप्प्याटप्प्याने टी/5 (आकृती 7, b) समान आहे.

आकृती 7. फेज शिफ्ट मूल्याचे निर्धारण

एक साइनसॉइड दुसऱ्याच्या पुढे आहे की त्याच्या मागे आहे हे निर्धारित करायचे असल्यास, पुढीलप्रमाणे पुढे जा.

शून्य टप्प्यातून 0 1 सिंगल साइन वेव्ह ( कुऱ्हाड) उभ्या पार पाडणे 1 –1 जोपर्यंत ते दुसऱ्या सायनसॉइडला छेदत नाही तोपर्यंत ( द्वारे) (आकृती 8, ए). जर अनुलंब सायनसॉइडला आडव्या अक्षाच्या वर छेदतो, तर दुसरा सायनसॉइड पुढेप्रथम; खाली असल्यास - मागे पडत आहे. खरंच, उभ्या 1 –1 , साइनसॉइडच्या शून्य टप्प्यातून काढलेले कुऱ्हाड, क्रॉस द्वारेक्षैतिज अक्षाच्या वर आणि म्हणून, द्वारेपुढे कुऱ्हाड. पण जर द्वारेपुढे कुऱ्हाड, ते कुऱ्हाडमागे पडतो द्वारे. उभ्या रेषा काढून तुम्ही हे सहजपणे सत्यापित करू शकता 2 –2 (आकृती 8, b) शून्य टप्प्यातून द्वारे, जे लॅगिंग साइनसॉइडला छेदते कुऱ्हाडक्षैतिज अक्षाच्या खाली.

आकृती 8. फेज शिफ्टची दिशा ठरवणे

फेज रोटेशन

फेज रोटेशन हा क्रम आहे ज्यामध्ये उदा. d.s (करंट) कालांतराने कमाल मूल्यांपर्यंत पोहोचतात. आकृती 6 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे जनरेटर रोटर घड्याळाच्या उलट दिशेने फिरत असल्यास, टप्प्याटप्प्याने दिशेने फिरतात कुऱ्हाड, द्वारे, cz. जर तुम्ही रोटरच्या रोटेशनची दिशा बदलली तर टप्प्यांच्या रोटेशनची दिशा देखील बदलेल: ते फिरू लागतील उलट दिशा, म्हणजे कुऱ्हाड, cz, द्वारे.

वेक्टर

पर्यायी वर्तमान तंत्रज्ञानामध्ये नियतकालिक बदल e d.s (करंट) हे सहसा वेक्टर म्हणून चित्रित केले जातात, म्हणजे, विशिष्ट लांबीचे आणि विशिष्ट दिशांचे सरळ भाग.

तात्कालिक मूल्ये निर्धारित करण्यासाठी, वेक्टरची लांबी e च्या कमाल मूल्याशी संबंधित असणे आवश्यक आहे. d.s त्याचा प्रारंभिक टप्पा क्षैतिज अक्षाच्या दिशेशी जुळतो. नंतर वेक्टर घड्याळाच्या उलट दिशेने फिरवला जातो आणि एका निश्चित उभ्या अक्षावर प्रक्षेपित केला जातो. प्रक्षेपणांची लांबी ई ची तात्काळ मूल्ये निर्धारित करतात. d.s प्रत्येक रोटेशन कोनासाठी, आकृती 9 मध्ये स्पष्ट केल्याप्रमाणे. आकृती 9 मध्ये, e मध्ये बदल. d.s साइनसॉइड म्हणून सादर केले जाते ज्यावर तात्काळ ई मूल्ये चिन्हांकित केली जातात. d.s कालावधीच्या प्रत्येक आठव्या दरम्यान, आणि कालावधीच्या समान अपूर्णांकांसाठी अक्षावर वेक्टरच्या प्रक्षेपणाद्वारे.

आकृती 9. ई च्या तात्कालिक मूल्यांचे निर्धारण. d.s वेक्टर फिरवताना

फेज शिफ्टचे निर्धारण

दोन किंवा अधिक मधील फेज शिफ्ट निश्चित करण्यासाठी e. d.s त्यापैकी प्रत्येक वेक्टरद्वारे दर्शविला जातो. सदिशांची उत्पत्ती एकत्र केली जाते. त्यांच्यातील कोन फेज शिफ्ट निर्धारित करते. फेज शिफ्ट निश्चित करणे हे मल्टीफेज अल्टरनेटिंग चालू तंत्रज्ञानातील सर्वात महत्वाचे कार्य आहे.

दोन ई साठी वेक्टर बांधण्याचे तंत्र. d.s आकृती 10 मध्ये सचित्र, ए. डावीकडे ते साइनसॉइड्स दर्शविते आणि हे स्पष्टपणे दृश्यमान आहे की ई. d.s e 2 पुढे eα कोनात 1. बरोबर ई. d.s e 1 हे वेक्टर म्हणून चित्रित केले आहे इ 1M, जे क्षैतिजरित्या स्थित आहे (म्हणजेच, अक्षावर त्याचे प्रक्षेपण 1 –1 तात्काळ मूल्याच्या बरोबरीचे होते eबिंदूवर 1 0 ) आणि बाण रोटेशन 1 ची दिशा दाखवतो. मग कोन α या दिशेने प्लॉट केला जातो आणि वेक्टर e बांधला जातो. d.s इ 2M.

आकृती 10. वेक्टर वापरून फेज शिफ्ट निश्चित करणे

बांधकाम वेगळ्या पद्धतीने केले जाऊ शकते. वेक्टर बांधल्यानंतर इ 1M (जे क्षैतिज आहे) साइनसॉइडच्या छेदनबिंदूद्वारे eउभ्या सह 2 2 –2 एक क्षैतिज डॅश रेषा काढली आहे (ती ईएमएफचे तात्काळ मूल्य कापते. e 2 बिंदूशी संबंधित 0 ). नंतर लांबीच्या त्रिज्यासह इबिंदूपासून 2M 0 "केंद्रातून एक खाच कशी तयार केली जाते, त्यानंतर वेक्टर तयार केला जातो इ 2M. या बांधकामासह, कोन α आपोआप प्राप्त होतो.

वेक्टर आकृत्यांची उदाहरणे (म्हणजे, वेगवेगळ्या फेज कोनांसाठी समान वारंवारतेचे साइनसॉइडल प्रमाण दर्शविणाऱ्या वेक्टरचा संग्रह e 1 आणि e 2) आकृती 10 मध्ये दिले आहे, b–e.

कृपया पैसे द्या विशेष लक्षआकृती 10 मध्ये, e, जे आकृती 10 शी संबंधित आहे, जीआणि दाखवते की ड्रॉईंगमध्ये वेक्टर डायग्राम कसाही असला तरीही, फेज शिफ्ट बदलत नाही आणि हे खूप महत्वाचे आहे.

वेक्टरद्वारे e चे प्रभावी (प्रभावी) मूल्ये दर्शवणे शक्य आहे का? d.s आणि प्रवाह?

या महत्वाचा प्रश्नसहसा गोंधळ होतो. तुम्ही त्याचे उत्तर खालीलप्रमाणे देऊ शकता.

जर तुम्हाला सायनसॉइडल प्रमाणाची तात्काळ मूल्ये निश्चित करायची असतील, तर त्याचे कमाल मूल्य दर्शविणारा वेक्टर घेणे अधिक सोयीचे आहे, कारण ते अक्षावर त्याचे प्रक्षेपण आहे जे तात्काळ मूल्ये देते. परंतु व्यावहारिक क्रियाकलापांमध्ये, ते सहसा तात्कालिक मूल्यांसह हाताळत नाहीत, परंतु 2 प्रभावी मूल्यांसह, उदाहरणार्थ, ते 220 V म्हणतात, याचा अर्थ प्रभावी मूल्य आणि जास्तीत जास्त मूल्यांचा विचार न करता, जे 41% जास्त आहेत किंवा इतर बद्दल. तात्काळ मूल्ये. म्हणून, वेक्टर आकृती सहसा प्रभावी मूल्यांसाठी तयार केली जातात. या प्रकरणात, वर्तमान दरम्यान फेज शिफ्ट कोन, ई. d.s., व्होल्टेज आणि यासारखे बरेच स्पष्टपणे दृश्यमान आहेत, आणि वेक्टरच्या बेरीज आणि वजाबाकीचे परिणाम थेट प्रभावी मूल्यांमध्ये प्राप्त होतात, जे सोयीस्कर आहे.

इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्समध्ये ज्यामध्ये अनेक विद्युत प्रवाह चालतात. d.s., कनेक्शनच्या पद्धतीनुसार, ते जोडले किंवा वजा केले जाऊ शकतात. ब्रँचिंग पॉइंट्सवरील प्रवाहांनाही हेच लागू होते.

साखळदंडात कायमवर्तमान बेरीज आणि वजाबाकी बीजगणितानुसार केली जाते. याचा अर्थ असा की जर एक ई. d.s 5 V आहे, आणि दुसरा 18 V आहे, तर त्यांची बेरीज 5 + 18 = 23 V आहे आणि फरक 5 – 18 = –13 V आहे. वजा चिन्ह विरुद्ध दिशेने प्रवाहाच्या दिशेने बदल दर्शवते त्या तुलनेत जे फक्त एक ई पासून असेल. d.s 5 व्ही.

साखळदंडात चलवर्तमान बेरीज आणि वजाबाकी अधिक क्लिष्ट आहेत.

दोन sinusoids जोडण्यासाठी e 1 आणि e 2 तुम्हाला आवश्यक आहे: अ) त्यांना अनेक ठिकाणी अनुलंब 0, 1, 2, 3, 4, 5 ... आणि असेच क्रॉस करा, ज्यावर सायनसॉइड्स ई ची तात्काळ मूल्ये कापून टाकतील. d.s (चित्र 11, ए); b) जोडीनुसार बीजगणितानुसार तात्काळ मूल्ये आणि परिणामी बेरीज जोडा, जी एकूण e ची तात्काळ मूल्ये आहेत. d.s., त्याच अनुलंबांवर बाजूला ठेवा (आकृती 11, b); c) एकूण तात्कालिक मूल्यांच्या शिरोबिंदूंना गुळगुळीत वक्र सह जोडणे, अशा प्रकारे दुसऱ्याकडून एकूण साइनसॉइड प्राप्त करणे, उदाहरणार्थ e 1 + e 2 .

आकृती 11. सायनसॉइड्सची बेरीज आणि वजाबाकी

उदाहरणार्थ, एक साइन वेव्ह दुसऱ्यामधून वजा करणे eपैकी 1 e 2 (आकृती 11, ए), तुम्हाला वजा केलेल्या सायनसॉइडला उलट चिन्ह देणे आवश्यक आहे, म्हणजेच ते फक्त काढा मिरर प्रतिमा –e 1 (आकृती 11, व्ही). नंतर सायनसॉइड्स e 2 आणि - e 1 दुमडलेला (आकृती 11, जी) वर वर्णन केल्याप्रमाणे. एका शब्दात, साइनसॉइड्सची वजाबाकी या सुप्रसिद्ध नियमावर आधारित आहे, ज्यामध्ये असे म्हटले आहे की वजाबाकी विरुद्ध चिन्हासह समान गोष्ट जोडण्यासारखीच आहे.

आकृती 12 मध्ये, एतीन वेक्टर चित्रित केले आहेत ए, बीआणि सी. आकृती 12 मध्ये, bत्यांची बेरीज समांतरभुज चौकोन नियमानुसार दर्शविली जाते, म्हणजे: प्रथम, दोन सदिशांची बेरीज आढळते एआणि बी (बीआणि सी, एआणि सी), आणि नंतर त्यात वेक्टर जोडला जातो सी (ए, बी). आकृती 12 व्हीहे समान वेक्टर चार प्रकारांमध्ये जोडण्याचा दुसरा मार्ग दाखवतो. बेरीज वेक्टरच्या दिशेकडे लक्ष द्या. आकृती 12 ची तुलना करणे, bआणि व्ही, हे पाहणे सोपे आहे की दोन्ही बाबतीत समान परिणाम प्राप्त होतात.

आकृती 12. वेक्टरची बेरीज आणि वजाबाकी

साठी वजाबाकीएका सदिशाचा दुसऱ्यापासून, वजा केलेला सदिश १८०° ने फिरवला जातो (म्हणजे त्याला विरुद्ध चिन्ह दिले जाते), त्यानंतर समांतरभुज चौकोन नियमानुसार, बेरीज केली जाते (आकृती १२, जी). हे समान वेक्टर वजा करण्याचा दुसरा मार्ग आकृती 12 मध्ये दर्शविला आहे. d. टीप: फरक वेक्टर दिशेने निर्देशित आहे शेवटज्या सदिशातून वजाबाकी केली गेली. तर, आकृती 12 मध्ये, d, डावीकडे, फरक वेक्टर वेक्टरच्या शेवटी निर्देशित केला जातो बी.

तीन फेज प्रणाली

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये सर्वात व्यापक सममितीय आहे तीन फेज प्रणाली e d.s हे तीन व्हेरिएबल्स e चे प्रतिनिधित्व करते, वारंवारता आणि मोठेपणा मध्ये एकसारखे. d.s., ज्या दरम्यान कालावधीचा 1/3 शिफ्ट आहे. या ईच्या प्रभावाखाली निर्माण होणाऱ्या प्रवाहांची संपूर्णता. d.s., याला थ्री-फेज करंट सिस्टीम म्हणतात किंवा जसे ते सहसा म्हणतात, थ्री-फेज करंट.

सर्व तीन टप्प्यांचे भार सर्व बाबतीत समान असल्यास (उदाहरणार्थ, ते विंडिंग आहेत तीन-फेज इलेक्ट्रिक मोटर, किंवा एक थिएटर झूमर ज्यामध्ये प्रत्येक टप्पा समान संख्येच्या समान दिव्यांना सामर्थ्य देतो, किंवा तीन-फेज कॅपेसिटर बँक आणि यासारखे आहे), तर तीन-टप्प्यांत चालू प्रणाली सममितीय असेल. हे सर्वात अनुकूल आणि सोपे केस आहे.

सममितीय प्रणालीमध्ये, सर्व टप्प्यांच्या प्रवाहांची मूल्ये समान असतात, प्रवाह संबंधित व्होल्टेजच्या सापेक्ष समान रीतीने हलविले जातात आणि समीप टप्प्यांच्या प्रवाहांमधील शिफ्ट कालावधीच्या 1/3 च्या समान असते.

सराव मध्ये, असममित भार अनेकदा आढळतात. उदाहरणार्थ, लाइटिंग नेटवर्क्समध्ये नेहमी असममितता असते; पर्यायी प्रवाह. आपत्कालीन मोडमध्ये सममिती झपाट्याने तुटलेली आहे ( शॉर्ट सर्किट, एक वायर तुटणे, एका टप्प्यात संपर्क निकामी होणे इ.).

थ्री-फेज करंटचा शोध 1891 मध्ये रशियन अभियंता एम.ओ. डोलिव्हो-डोब्रोव्होल्स्की यांनी लावला होता आणि त्याच्या उल्लेखनीय गुणधर्मांमुळे तो व्यापक झाला:
अ) मदतीने तीन-चरण प्रवाहट्रान्समिशनसाठी आवश्यकतेपेक्षा कमी कंडक्टर सामग्री वापरून ऊर्जा प्रसारित केली जाऊ शकते सिंगल-फेज करंट;
b) थ्री-फेज करंटच्या मदतीने, इलेक्ट्रिक मोटर्सच्या स्थिर विंडिंगमध्ये एक फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र तयार केले जाते, डिझाइनमधील सर्वात सोप्या आणि सर्वात सामान्य असिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर्सच्या रोटर्सच्या बाजूने ड्रॅग केले जाते.

थ्री-फेज जनरेटर, ट्रान्सफॉर्मर आणि पॉवर रिसीव्हर्सच्या कनेक्शनच्या प्रकारावर अवलंबून, काही व्यावहारिक परिणाम मिळू शकतात.

व्हिडिओ 3. पावती विद्युत ऊर्जाएसी

1 इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, सायनसॉइडल परिमाणांची तात्काळ मूल्ये सामान्यत: लोअरकेस (लहान) अक्षरांनी दर्शविली जातात, आमच्या उदाहरणात e 1 आणि e 2: जास्तीत जास्त मूल्ये आमच्या उदाहरणात "m" निर्देशांकासह मोठ्या अक्षरांद्वारे दर्शविली जातात इ 1M आणि इ 2M.
2 प्रभावी मूल्येसूचित करा मोठ्या अक्षरातनिर्देशांक "m" शिवाय: इ, यू, आय.