Негизги айырма – Индуктивдүүлүк менен сыйымдуулук
Индуктивдүүлүк жана сыйымдуулук RLC схемаларынын эки негизги касиеттери. Индуктивдүүлүк жана сыйымдуулук менен байланышкан индукторлор жана конденсаторлор көбүнчө толкун формасындагы генераторлордо жана аналогдук чыпкаларда колдонулат. Индуктивдүүлүк менен сыйымдуулуктун ортосундагы негизги айырма, индуктивдүүлүк ток өткөргүчтүн касиети болуп саналат, ал өткөргүчтүн айланасында магнит талаасын пайда кылат, ал эми сыйымдуулук электр заряддарын кармап туруу жана сактоо үчүн түзүлүштүн касиети болуп саналат.
Индуктивдүүлүк деген эмне?
Индуктивдүүлүк – “электр өткөргүчтүн касиети, ал аркылуу токтун өзгөрүшү өткөргүчтүн өзүндө электр кыймылдаткыч күчүн индукциялайт”. Темир өзөккө жез зымды ороп, катушканын эки чети аккумулятордун терминалдарына коюлганда, катушкалар магнитке айланат. Бул кубулуш индуктивдүүлүк касиетинен улам пайда болот.
Индуктивдүүлүк теориялары
Ток өткөргүчтүн индуктивдүүлүгүнүн жүрүм-турумун жана касиеттерин сүрөттөгөн бир нече теориялар бар. Физик Ганс Кристиан Орстед ойлоп тапкан теориянын биринде өткөргүчтөн I туруктуу ток өткөндө анын айланасында магнит талаасы пайда болот деп айтылат. Токтун өзгөрүшү менен магнит талаасы да өзгөрөт. Урстеддин мыйзамы электр менен магнетизмдин ортосундагы байланыштын биринчи ачылышы катары каралат. Ток байкоочудан алыстаганда, магнит талаасынын багыты саат жебеси боюнча болот.
01-сүрөт: Эрстед мыйзамы
Фарадейдин индукция мыйзамына ылайык, өзгөрүп турган магнит талаасы жакын жердеги өткөргүчтөрдө электр кыймылдаткыч күчүн (ЭМК) пайда кылат. Магнит талаасынын мындай өзгөрүшү өткөргүчкө салыштырмалуу, башкача айтканда, талаа өзгөрүшү мүмкүн, же өткөргүч туруктуу талаа аркылуу жылышы мүмкүн. Бул электр генераторлорунун эң негизги негизи.
Үчүнчү теория – Ленц мыйзамы, ал өткөргүчтө пайда болгон EMF магнит талаасынын өзгөрүшүнө каршы турат. Мисалы, эгерде өткөргүч зым магнит талаасына жайгаштырылса жана талаа азайса, Фарадей мыйзамына ылайык өткөргүчтө EMF индукцияланат, ал индукцияланган ток кыскарган магнит талаасын калыбына келтирет. Эгерде тышкы магнит талаасынын өзгөрүүсү d φ түзүлсө, EMF (ε) карама-каршы багытта индукцияланат. Бул теориялар көптөгөн түзмөктөргө негизделген. Өткөргүчтүн өзүндөгү бул EMF индукциясы катушканын өздүк индуктивдүүлүгү деп аталат жана катушкадагы токтун өзгөрүшү башка жакын жердеги өткөргүчтө да токту жаратышы мүмкүн. Бул өз ара индуктивдүүлүк деп аталат.
ε=-dφ/dt
Бул жерде терс белги ЭМГнин магнит талаасынын өзгөрүшүнө каршылыгын көрсөтөт.
Индуктивдүүлүк жана колдонуу бирдиктери
Индуктивдүүлүк Генри (H) менен өлчөнөт, ал индукцияны өз алдынча ачкан Джозеф Генри атындагы SI бирдиги. Индуктивдүүлүк электр чынжырларында Ленцтин атынан кийин "L" катары белгиленет.
Классикалык электр коңгуроосунан заманбап зымсыз энергияны өткөрүү ыкмаларына чейин индукция көптөгөн инновацияларда негизги принцип болуп калды. Бул макаланын башында айтылгандай, жез катушканын магниттелиши электр коңгуроолору жана релелери үчүн колдонулат. Реле чоң токту которуштуруу үчүн колдонулат, ал чоң токтун өчүргүчүнүн уюлун өзүнө тартып турган катушканы магниттештирет. Дагы бир мисал - өчүргүч же калдык ток өчүргүч (RCCB). Ал жерде, камсыздоонун жандуу жана нейтралдуу зымдары бир өзөктү бөлүшкөн өзүнчө катушкалар аркылуу өткөрүлөт. Кадимки шартта система тең салмактуу, анткени жандуу жана нейтралдуу ток бирдей. Үй схемасында токтун агып кетишинде, эки катушкадагы ток ар башка болуп, жалпы өзөктө тең салмактуу эмес магнит талаасын пайда кылат. Ошентип, коммутатор уюл өзөккө тартылып, чынжырды капысынан ажыратат. Мындан тышкары, трансформатор, RF-ID системасы, зымсыз кубаттоо ыкмасы, индукциялык мештер ж.б. сыяктуу бир катар мисалдарды келтирсе болот.
Индукторлор да алар аркылуу токтун кескин өзгөрүшүн каалабайт. Демек, жогорку жыштыктагы сигнал индуктордон өтпөйт; акырындык менен өзгөрүп турган компоненттер гана өтөт. Бул көрүнүш аз өткөргүчтүү аналогдук чыпка схемаларын долбоорлоодо колдонулат.
Сыйымдуулук деген эмне?
Аппараттын сыйымдуулугу андагы электр зарядын кармоо мүмкүнчүлүгүн өлчөйт. Негизги конденсатор металл материалдан турган эки жука пленкадан жана алардын ортосуна кысылган диэлектрик материалдан турат. Эки металл пластинкага туруктуу чыңалуу берилгенде, аларда карама-каршы заряддар сакталат. Бул заряддар чыңалуу алынып салынса да кала берет. Мындан тышкары, R каршылыгы заряддалган конденсатордун эки пластинкасын туташтырганда, конденсатор зарядсызданат. Аппараттын сыйымдуулугу С аны кармап турган заряд (Q) менен аны заряддоо үчүн колдонулган чыңалуу, v ортосундагы катыш катары аныкталат. Сыйымдуулук Фарад (F) менен өлчөнөт.
C=Q/v
Конденсаторду заряддоо үчүн кеткен убакыт төмөнкүдө берилген убакыт константасы менен өлчөнөт: R x C. Бул жерде R - заряддоо жолундагы каршылык. Убакыттын туруктуулугу – бул конденсатордун максималдуу кубаттуулугунун 63% кубаттоого кеткен убакыт.
Сыйымдуулуктун жана колдонуунун касиеттери
Конденсаторлор туруктуу токко жооп бербейт. Конденсаторду заряддоодо ал аркылуу өткөн ток толук заряддалганга чейин өзгөрүп турат, бирок андан кийин ток конденсаторду бойлой өтпөйт. Себеби металл плиталардын ортосундагы диэлектрик катмары конденсаторду «өчүрүү» абалына келтирет. Бирок, конденсатор ар кандай токтарга жооп берет. Өзгөрмө ток сыяктуу, AC чыңалуусунун өзгөрүшү конденсаторду андан ары заряддап же разряддатып, аны AC чыңалуулары үчүн "которуу" кылып коюшу мүмкүн. Бул эффект жогорку өткөрүүчү аналогдук чыпкаларды иштеп чыгуу үчүн колдонулат.
Андан тышкары, сыйымдуулуктун терс таасирлери да бар. Жогоруда айтылгандай, өткөргүчтөрдөгү ток өткөрүүчү заряддар бири-бири менен, ошондой эле жакын жайгашкан объектилердин ортосундагы сыйымдуулукту түзөт. Бул эффект адашкан сыйымдуулук деп аталат. Электр өткөргүч линияларында адашкан сыйымдуулук ар бир линиянын ортосунда, ошондой эле линиялар менен жердин, тирөөч конструкциялардын ж.б. ортосунда пайда болушу мүмкүн. Алар алып жүргөн чоң агымдардан улам, бул адашкан эффект электр өткөргүч линияларындагы электр энергиясын жоготууларга олуттуу таасирин тийгизет.
02-сүрөт: Параллель пластиналык конденсатор
Индуктивдүүлүк менен сыйымдуулуктун ортосунда кандай айырма бар?
Индуктивдүүлүк жана сыйымдуулук |
|
| Индуктивдүүлүк – ток өткөрүүчү өткөргүчтөрдүн касиети, ал өткөргүчтүн айланасында магнит талаасын пайда кылат. | Сыйымдуулук – бул аппараттын электр заряддарын сактоо жөндөмдүүлүгү. |
| Өлчөө | |
| Индуктивдүүлүк Генри (H) тарабынан өлчөнөт жана L катары белгиленет. | Сыйымдылык Фарад (F) менен өлчөнөт жана C катары белгиленет. |
| Түзмөктөр | |
| Индуктивдүүлүк менен байланышкан электрдик компонент индукторлор деп аталат, алар көбүнчө өзөгү бар же өзөгү жок оролот. | Сыйымдылык конденсаторлор менен байланышкан. Схемаларда колдонулган конденсаторлордун бир нече түрү бар. |
| Чыңалуу өзгөргөндө жүрүм-турум | |
| Индукторлордун жай өзгөргөн чыңалууларга реакциясы. Жогорку жыштыктагы AC чыңалуу индукторлор аркылуу өтө албайт. | Төмөн жыштыктагы AC чыңалуу конденсаторлор аркылуу өтө албайт, анткени алар төмөнкү жыштыктарга тоскоол болот. |
| Чыпкалар катары колдонуу | |
| Индуктивдүүлүк төмөн өткөрүүчү чыпкалардагы үстөмдүк кылуучу компонент. | Сыйымдуулук жогорку өткөрүүчү чыпкаларда үстөмдүк кылуучу компонент. |
Кыскача маалымат – Индуктивдүүлүк жана сыйымдуулук
Индуктивдүүлүк жана сыйымдуулук эки башка электрдик компоненттердин көз карандысыз касиеттери. Индуктивдүүлүк магнит талаасын куруу үчүн ток өткөргүчтүн касиети болсо, сыйымдуулук аппараттын электрдик заряддарды кармап туруу жөндөмдүүлүгүнүн өлчөмү болуп саналат. Бул эки касиеттери ар кандай колдонмолордо негиз катары колдонулат. Бирок, булар электр энергиясын жоготуу жагынан да кемчилик болуп калат. Индуктивдүүлүктүн жана сыйымдуулуктун ар түрдүү токтарга жообу карама-каршы жүрүм-турумду көрсөтөт. Жай өзгөрүлүүчү AC чыңалууларды өткөрүүчү индукторлордон айырмаланып, конденсаторлор алар аркылуу өткөн жай жыштык чыңалууларын бөгөттөйт. Бул индуктивдүүлүк менен сыйымдуулуктун ортосундагы айырма.
