மாற்று மின்னோட்டத்தின் அடிப்படை அளவுருக்கள்: காலம், அதிர்வெண், கட்டம், வீச்சு, ஹார்மோனிக் அலைவுகள்

மாற்று மின்னோட்டம் என்பது ஒரு மின்னோட்டமாகும், அதன் திசையும் வலிமையும் அவ்வப்போது மாறும். பொதுவாக மாற்று மின்னோட்டத்தின் வலிமை சைனூசாய்டல் சட்டத்தின்படி மாறுபடும் என்பதால், மாற்று மின்னோட்டம் என்பது மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தில் ஏற்படும் சைனூசாய்டல் ஏற்ற இறக்கங்கள் ஆகும்.

எனவே, சைனூசாய்டல் மின் அலைவுகளுக்குப் பொருந்தும் அனைத்தும் மாற்று மின்னோட்டத்திற்குப் பொருந்தும். சைனூசாய்டல் அலைவுகள் என்பது ஊசலாட்டங்கள் ஆகும், இதில் சைன் சட்டத்தின்படி ஊசலாடும் மதிப்பு மாறுகிறது.இந்த கட்டுரையில் நாம் ஏசி அளவுருக்கள் பற்றி பேசுவோம்.

EMF இன் மாற்றம் மற்றும் அத்தகைய மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு நேரியல் சுமை மின்னோட்டத்தின் மாற்றம் ஒரு சைனூசாய்டல் சட்டத்தைப் பின்பற்றும். இந்த வழக்கில், மாற்று EMFகள், மாற்று மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் நீரோட்டங்கள் அவற்றின் முக்கிய நான்கு அளவுருக்களால் வகைப்படுத்தப்படும்:

• காலம்;

• அதிர்வெண்;

• வீச்சு;

• பயனுள்ள மதிப்பு.

கூடுதல் அளவுருக்கள் உள்ளன:

• கோண அதிர்வெண்;

• கட்டம்;

• உடனடி மதிப்பு.

அடுத்து, இந்த அளவுருக்கள் அனைத்தையும் தனித்தனியாகவும் ஒன்றாகவும் பார்ப்போம்.

காலம் டி.

காலம் - ஊசலாடும் ஒரு அமைப்பு அனைத்து இடைநிலை நிலைகளையும் கடந்து மீண்டும் அதன் ஆரம்ப நிலைக்குத் திரும்ப எடுக்கும் நேரம்.

ஒரு மாற்று மின்னோட்டத்தின் காலம் T என்பது மின்னோட்டம் அல்லது மின்னழுத்தம் ஒரு முழுமையான சுழற்சியை மாற்றும் நேர இடைவெளியாகும்.

மாற்று மின்னோட்டத்தின் ஆதாரம் ஒரு ஜெனரேட்டராக இருப்பதால், காலம் அதன் சுழலியின் சுழற்சியின் வேகத்துடன் தொடர்புடையது, மேலும் ஜெனரேட்டரின் முறுக்கு அல்லது சுழலியின் சுழற்சியின் வேகம் அதிகமாக இருந்தால், உருவாக்கப்பட்ட மாற்று EMF இன் காலம் குறுகியது மற்றும், அதன்படி, சுமை மாற்று மின்னோட்டம், அது மாறிவிடும்.

இந்த மின்னோட்டம் கருதப்படும் குறிப்பிட்ட சூழ்நிலையைப் பொறுத்து, நொடிகள், மில்லி விநாடிகள், மைக்ரோ விநாடிகள், நானோ விநாடிகளில் காலம் அளவிடப்படுகிறது. மேலே உள்ள படம், ஒரு நிலையான சிறப்பியல்பு காலம் T ஐக் கொண்டிருக்கும் போது மின்னழுத்தம் U காலப்போக்கில் எவ்வாறு மாறுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.

அதிர்வெண் f

அதிர்வெண் f என்பது காலத்தின் பரஸ்பரம் மற்றும் 1 வினாடியில் தற்போதைய அல்லது EMF மாற்றத்தின் காலங்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக உள்ளது. அதாவது, f = 1 / T. அதிர்வெண்ணின் அளவீட்டு அலகு ஹெர்ட்ஸ் (Hz) ஆகும், இது ஜெர்மன் இயற்பியலாளர் ஹென்ரிச் ஹெர்ட்ஸ் பெயரிடப்பட்டது, அவர் 19 ஆம் நூற்றாண்டில் மின் இயக்கவியலின் வளர்ச்சியில் குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பைச் செய்தார். குறுகிய காலம், EMF அல்லது தற்போதைய மாற்றத்தின் அதிர்வெண் அதிகமாகும்.

இன்று ரஷ்யாவில், மின் நெட்வொர்க்குகளில் மாற்று மின்னோட்டத்தின் நிலையான அதிர்வெண் 50 ஹெர்ட்ஸ் ஆகும், அதாவது நெட்வொர்க் மின்னழுத்தத்தின் 50 ஏற்ற இறக்கங்கள் 1 வினாடியில் தோன்றும்.

எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் பிற பகுதிகளில், அதிக அதிர்வெண்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, உதாரணமாக நவீன இன்வெர்ட்டர்களில் 20 kHz மற்றும் அதற்கு மேற்பட்டவை, மற்றும் மின் இயக்கவியலின் குறுகலான பகுதிகளில் பல MHz வரை. மேலே உள்ள படத்தில், ஒரு நொடியில் 50 முழுமையான அலைவுகள் இருப்பதைக் காணலாம், ஒவ்வொன்றும் 0.02 வினாடிகள் மற்றும் 1 / 0.02 = 50 நீடிக்கும்.

காலப்போக்கில் சைனூசாய்டல் மாற்று மின்னோட்டத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் வரைபடங்களிலிருந்து, வெவ்வேறு அதிர்வெண்களின் நீரோட்டங்கள் ஒரே நேர இடைவெளியில் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான காலங்களைக் கொண்டிருப்பதைக் காணலாம்.

கோண அதிர்வெண்

கோண அதிர்வெண் - 2பை நொடியில் செய்யப்பட்ட அலைவுகளின் எண்ணிக்கை.

ஒரு காலகட்டத்தில், சைனூசாய்டல் EMF அல்லது சைனூசாய்டல் மின்னோட்டத்தின் கட்டம் 2pi ரேடியன்கள் அல்லது 360 ° மூலம் மாறுகிறது, எனவே மாற்று சைனூசாய்டல் மின்னோட்டத்தின் கோண அதிர்வெண் இதற்கு சமம்:

2pi நொடியில் அலைவுகளின் எண்ணிக்கையைப் பயன்படுத்தவும். (1 நொடியில் இல்லை.) இது வசதியானது, ஏனெனில் ஹார்மோனிக் அலைவுகளின் போது மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தின் மாற்றத்தின் விதியை வெளிப்படுத்தும் சூத்திரங்களில், மாற்று மின்னோட்டத்தின் தூண்டல் அல்லது கொள்ளளவு எதிர்ப்பை வெளிப்படுத்துகிறது, மேலும் பலவற்றில் மற்ற சந்தர்ப்பங்களில் அலைவு அதிர்வெண் n பெருக்கி 2pi உடன் தோன்றும்.

கட்டம்

கட்டம் - நிலை, ஒரு குறிப்பிட்ட செயல்முறையின் நிலை. சைனூசாய்டல் அலைவுகளின் விஷயத்தில் கட்டம் என்ற சொல் மிகவும் திட்டவட்டமான பொருளைக் கொண்டுள்ளது. நடைமுறையில், இது வழக்கமாக ஒரு பாத்திரத்தை வகிக்கும் கட்டம் அல்ல, ஆனால் எந்த இரண்டு கால செயல்முறைகளுக்கு இடையிலான கட்ட மாற்றம்.

இந்த வழக்கில், "கட்டம்" என்ற சொல் செயல்முறையின் வளர்ச்சியின் ஒரு கட்டமாக புரிந்து கொள்ளப்படுகிறது, மேலும் இந்த விஷயத்தில், மாற்று நீரோட்டங்கள் மற்றும் சைனூசாய்டல் மின்னழுத்தங்கள் தொடர்பாக, கட்டம் ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் மாற்று மின்னோட்டத்தின் நிலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. நேரம்.

புள்ளிவிவரங்கள் காட்டுகின்றன: கட்டத்தில் மின்னழுத்தம் U1 மற்றும் தற்போதைய I1 இன் தற்செயல் நிகழ்வு, எதிர்நிலையில் மின்னழுத்தம் U1 மற்றும் U2, அத்துடன் தற்போதைய I1 மற்றும் மின்னழுத்தம் U2 ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான கட்ட மாற்றம். கட்ட மாற்றம் ரேடியன்களில், ஒரு காலகட்டத்தின் பகுதிகள், டிகிரிகளில் அளவிடப்படுகிறது.

மேலும் பார்க்க: கட்டம், கட்ட கோணம் மற்றும் கட்ட மாற்றம் என்றால் என்ன

வீச்சு உம் மற்றும் இம்

சைனூசாய்டல் மாற்று மின்னோட்டம் அல்லது சைனூசாய்டல் மாற்று மின்னோட்டத்தின் அளவைப் பற்றி பேசுகையில், EMF அல்லது மின்னோட்டத்தின் மிக உயர்ந்த மதிப்பு வீச்சு அல்லது வீச்சு (அதிகபட்ச) மதிப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

வீச்சு — ஹார்மோனிக் அலைவுகளை நிகழ்த்தும் அளவின் மிகப்பெரிய மதிப்பு (உதாரணமாக, மாற்று மின்னோட்டத்தில் தற்போதைய வலிமையின் அதிகபட்ச மதிப்பு, சமநிலை நிலையில் இருந்து ஊசலாடும் ஊசல் விலகல்), ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பில் இருந்து ஊசலாடும் அளவின் மிகப்பெரிய விலகல், நிபந்தனையுடன் ஆரம்ப பூஜ்ஜியமாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது.

கண்டிப்பாகச் சொன்னால், அலைவீச்சு என்பது சைனூசாய்டல் அலைவுகளை மட்டுமே குறிக்கிறது, ஆனால் இது பொதுவாக (சரியாக இல்லை) மேலே உள்ள அர்த்தத்தில் அனைத்து அலைவுகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நாம் ஒரு மின்மாற்றியைப் பற்றி பேசினால், அதன் டெர்மினல்களின் EMF ஒரு காலகட்டத்திற்கு இரண்டு முறை ஒரு வீச்சு மதிப்பை அடைகிறது, அதில் முதலாவது + Em, இரண்டாவது Em, முறையே நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை அரை சுழற்சிகளின் போது. மின்னோட்டம் I இதேபோல் நடந்துகொள்கிறது மற்றும் அதற்கேற்ப Im ஆல் குறிக்கப்படுகிறது.

ஹார்மோனிக் அதிர்வுகள் - மின்சுற்றில் உள்ள மின்னழுத்தம் போன்ற ஊசலாடும் அளவு, ஒரு ஹார்மோனிக் சைனூசாய்டல் அல்லது கொசைன் சட்டத்தின்படி காலப்போக்கில் மாறும் அலைவுகள். சைனூசாய்டல் வளைவால் வரைபடமாக குறிப்பிடப்படுகிறது.

உண்மையான செயல்முறைகள் ஹார்மோனிக் அலைவுகளை மட்டுமே தோராயமாக மதிப்பிட முடியும். இருப்பினும், ஊசலாட்டங்கள் செயல்முறையின் மிகவும் சிறப்பியல்பு அம்சங்களைப் பிரதிபலித்தால், அத்தகைய செயல்முறை இணக்கமாக கருதப்படுகிறது, இது பல உடல் மற்றும் தொழில்நுட்ப சிக்கல்களின் தீர்வை பெரிதும் எளிதாக்குகிறது.

ஹார்மோனிக் அலைவுகளுக்கு நெருக்கமான இயக்கங்கள் பல்வேறு அமைப்புகளில் நிகழ்கின்றன: மெக்கானிக்கல் (ஊசல் ஊசலாட்டங்கள்), ஒலியியல் (உறுப்புக் குழாயில் காற்று நெடுவரிசையின் ஊசலாட்டங்கள்), மின்காந்தம் (எல்சி சர்க்யூட்டில் ஊசலாட்டங்கள்) போன்றவை.அலைவுகளின் கோட்பாடு இந்த நிகழ்வுகளை, இயற்பியல் இயல்பில் வேறுபட்டது, ஒரு ஒருங்கிணைந்த பார்வையில் இருந்து கருதுகிறது மற்றும் அவற்றின் பொதுவான பண்புகளை தீர்மானிக்கிறது.

இந்த திசையனுக்கு செங்குத்தாக ஒரு அச்சில் நிலையான கோண வேகத்தில் சுழலும் மற்றும் அதன் தோற்றம் வழியாக செல்லும் திசையன் மூலம் ஹார்மோனிக் அலைவுகளை வரைபடமாக பிரதிநிதித்துவப்படுத்துவது வசதியானது. திசையன் சுழற்சியின் கோண வேகம் ஹார்மோனிக் அலைவுகளின் வட்ட அதிர்வெண்ணுடன் ஒத்துள்ளது.

ஹார்மோனிக் அதிர்வின் திசையன் வரைபடம்

எந்தவொரு வடிவத்தின் ஒரு குறிப்பிட்ட செயல்முறையானது பல்வேறு அதிர்வெண்கள், வீச்சுகள் மற்றும் கட்டங்களைக் கொண்ட எளிய ஹார்மோனிக் அலைவுகளின் எல்லையற்ற தொடராக சிதைக்கப்படலாம்.

இணக்கமான - அடிப்படை தொனி என்று அழைக்கப்படும் வேறு சில அதிர்வுகளின் அதிர்வெண்ணை விட முழு எண்ணிக்கையிலான அதிர்வெண் அதிகமான ஒரு ஹார்மோனிக் அதிர்வு. அடிப்படை தொனியின் அதிர்வெண்ணை விட அதன் அதிர்வெண் எத்தனை மடங்கு அதிகமாக உள்ளது என்பதை ஹார்மோனிக்கின் எண்ணிக்கை குறிக்கிறது (உதாரணமாக, மூன்றாவது ஹார்மோனிக் என்பது அடிப்படை தொனியின் அதிர்வெண்ணை விட மூன்று மடங்கு அதிக அதிர்வெண் கொண்ட ஹார்மோனிக் அதிர்வு ஆகும்).

எந்த ஒரு குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் ஆனால் இணக்கமாக இல்லாத (அதாவது, சைனூசாய்டலில் இருந்து வேறுபட்ட) ஊசலாட்டங்கள் ஹார்மோனிக் அலைவுகளின் கூட்டுத்தொகையாக குறிப்பிடப்படுகின்றன-அடிப்படை தொனி மற்றும் பல ஒத்திசைவுகள். சைனூசாய்டல் ஒன்றிலிருந்து எவ்வளவு அதிகமாகக் கருதப்பட்ட அலைவு வடிவத்தில் வேறுபடுகிறதோ, அவ்வளவு ஹார்மோனிக்ஸ் அதில் உள்ளது.

u மற்றும் i இன் உடனடி மதிப்பு

ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் EMF அல்லது மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு உடனடி மதிப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது, அவை u மற்றும் i என்ற சிறிய எழுத்துக்களால் குறிக்கப்படுகின்றன. ஆனால் இந்த மதிப்புகள் எல்லா நேரத்திலும் மாறுவதால், அவற்றிலிருந்து AC மின்னோட்டங்கள் மற்றும் EMF களை மதிப்பிடுவது சிரமமாக உள்ளது.

I, E மற்றும் U இன் RMS மதிப்புகள்

ஒரு மோட்டரின் ரோட்டரை இயந்திரத்தனமாக திருப்புவது அல்லது வெப்பமூட்டும் சாதனத்தில் வெப்பத்தை உருவாக்குவது போன்ற பயனுள்ள வேலைகளைச் செய்வதற்கான மாற்று மின்னோட்டத்தின் திறன், emfs மற்றும் நீரோட்டங்களின் பயனுள்ள மதிப்புகளால் வசதியாக மதிப்பிடப்படுகிறது.

அதனால், பயனுள்ள தற்போதைய மதிப்பு பரிசீலனையில் உள்ள மாற்று மின்னோட்டத்தின் ஒரு காலகட்டத்தில் கடத்தி வழியாக செல்லும் போது, ​​அதே இயந்திர வேலை அல்லது இந்த மாற்று மின்னோட்டத்தின் அதே அளவு வெப்பத்தை உற்பத்தி செய்யும் அத்தகைய நேரடி மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மின்னழுத்தங்கள், emfகள் மற்றும் மின்னோட்டங்களின் RMS மதிப்புகள் I, E மற்றும் U ஆகிய பெரிய எழுத்துக்களால் குறிக்கப்படுகின்றன. சைனூசாய்டல் மாற்று மின்னோட்டத்திற்கும் சைனூசாய்டல் மாற்று மின்னழுத்தத்திற்கும், பயனுள்ள மதிப்புகள்:

மின் நெட்வொர்க்குகளை விவரிக்க, தற்போதைய மற்றும் மின்னழுத்தத்தின் பயனுள்ள மதிப்பைப் பயன்படுத்துவது வசதியானது. எடுத்துக்காட்டாக, 220-240 வோல்ட் மதிப்பு என்பது நவீன வீட்டு சாக்கெட்டுகளில் உள்ள மின்னழுத்தத்தின் பயனுள்ள மதிப்பாகும், மேலும் வீச்சு அதிகமாக உள்ளது - 311 முதல் 339 வோல்ட் வரை.

மின்னோட்டத்தைப் போலவே, எடுத்துக்காட்டாக, 8 ஆம்பியர்களின் மின்னோட்டம் ஒரு வீட்டு வெப்பமூட்டும் சாதனத்தின் மூலம் பாய்கிறது என்று அவர்கள் கூறும்போது, ​​இது ஒரு பயனுள்ள மதிப்பைக் குறிக்கிறது, அதே நேரத்தில் வீச்சு 11.3 ஆம்பியர்களாகும்.

ஒரு வழியில் அல்லது வேறு, மின் நிறுவல்களில் இயந்திர வேலை மற்றும் மின் ஆற்றல் ஆகியவை மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் நீரோட்டங்களின் பயனுள்ள மதிப்புகளுக்கு விகிதாசாரமாகும். அளவிடும் சாதனங்களின் குறிப்பிடத்தக்க பகுதி மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் நீரோட்டங்களின் பயனுள்ள மதிப்புகளை சரியாகக் காட்டுகிறது.