Urganch davlat universiteti texnika fakulteti «transport tizimlari»

2. O’zgaruvchan tok zanjiridagi energetik jarayonlar.

Aktiv qarshilik ulangan zanjirdagi oniy quvvat. Umuman, o’zgaruvchan tok zanjirining ixtiyoriy vaqt lahzasidagi quvvati uning oniy quvvati deyiladi. 2.12-rasmdagi zanjirda oniy quvvat kuchlanish va tok oniy qiymatlarining ko’p aytmasiga teng:

(2.38)

Bu erda zanjirga berilgan kuchlanish Oniy quvvat grafigidan (2.17-rasm, a) ko’rinadiki, aktiv qarshilikli zanjirdagi quvvat O dan P_m gacha davriy ravishda o’zgaradi, bunda uning ishorasi musbat bo’ladi. Bu manbadan iste’mol qilayotgan energiyaning qarshilik R da butunlay issiqlik energiyasiga aylanib, zanjirda qaytarilmas jarayon sodir bo’layotganini ko’rsatadi.

Odatda, o’zgaruvchan tok zanjirining quvvati uning davr ichidagi o’rtacha quvvati bilan baholanadi:


2.17-расм.


(2.39)

Agar ekanligini hisobga olsak,

_o’r (2.40)

Demak, o’rtacha quvvat aktiv qarshilikda issiqlikka aylanayotgan elektr quvvati bo’lib, o’zgaruvchan tok zanjirining aktiv (yoki foydali) quvvati deyiladi va P harfi bilan belgilanadi. Quvvatning oniy qiymati tokka nisbatan ikki marta ortiq chastota bilan o’zgaradi.

Aktiv quvvat miqdor jihatidan elektr energiyasining davr ichida boshqa tur (issiqlik, mexanik, kimyoviy) energiyaga, ya’ni foydali ishga aylanish jadalligini ko’rsatadi. Uning o’lchov birligi Vt (kVt, MVt).
Induktiv g’altak ulangan zanjirdagi oniy quvvat (2.13-rasm).
(2.41)
bu erda zanjirga berilgan kuchlanish.
Demak, induktiv g’altak ulangan zanjirdagi oniy quvvat tokning chastotasiga nisbatan ikki marta ortiq chastota bilan sinus qonuni bo’yicha o’zgaradi (2.17-rasm, b). Grafikdan ko’rinadiki, davrning ikkinchi va to’rtinchi choraklarida kuchlanish u va tok i ning yo’nalishlari mos, oniy quvvat ishorasi musbat. Shuningdek, davrning mazkur choraklarida tok O dan I_m gacha ortadi. Bu esa manbadan iste’mol qilinayotgan elektr energiyasi induktiv g’altakda magnit maydon energiyasi tarzida to’planayotganligini bildiradi (musbat yarim to’lqin).
Davrning birinchi va uchinchi choraklarida kuchlanish va tokning yo’nalishlari qarama-qarshi, oniy quvvat ishorasi manfiy. Bunda davrning II va IV choraklarida to’plangan magnit maydoni energiyasi manbaga elektr energiyasi tarzida qaytariladi (manfiy yarim to’lqin). Bu esa o’zinduktsiya EYuK (e_I) ning O dan E_m gacha ortish bilan namoyon bo’ladi.
Kondensator ulangan zanjirdagi oniy quvvat (2.14-rasm).
(2.42)
bu erda zanjirga berilgan kuchlanish.
Demak, kondensator ulangan zanjirdagi oniy quvvat tokning chastotasiga qaraganda ikki marta ortiq chastota bilan o’zgaradi (2.17-rasm, v). Ammo bu o’zgarishlar induktiv g’altak ulangan zanjirdagi jarayonlarga qarama-qarshi fazada bo’ladi. Bu grafikdan ko’rinadiki, davrning kuchlanish u va tok i larning yo’nalishlari mos bo’lgan choraklarida oniy quvvat ishorasi musbat, mos bo’lmagan choraklarida esa manfiy bo’ladi. Binobarin davrning I va III choraklarida kondensatorning qoplamalaridagi kuchlanish O dan T_m gacha ortadi, bunda manbadan iste’mol qilinayotgan energiya kondensatorda elektr maydon energiyasi tarzida to’planadi (musbat yarim to’lqin). Kondensator qoplamalaridagi kuchlanish U_m dan O gacha o’zgarayotgan II va IV choraklarida esa avval to’plangan elektr maydon energiyasi endilikda manbaga elektr energiyasi tarzida qaytariladi (manfiy yarim to’lqin).
Demak, reaktiv elementli zanjirlarda elektr energiyasi manba bilan iste’molchi o’rtasida doimo almashinib turadi.
Shunday qilib, davrning bir choragida manbadan energiya iste’mol qilib, uni davrning ikkinchi choragida manbaga qaytarib beradigan yuklama reaktiv yuklama deb ataladi. U induktiv yoki sig’im xarakteriga ega bo’lishi mumkin.
Manba bilan iste’molchi o’rtasida energiya almashinish jadalligini son jihatidan baholash uchun reaktiv quvvat tushunchasi kiritiladi. Ular Q_L va Q_C harflari bilan belgilanadi.
Induktiv quvvat kondensatordagi reaktiv quvvat esa bo’lib, L va C zanjirlardagi oniy quvvatlarning maksimal qiymatlariga teng.
Zanjirdagi quvvatlar hisoblanganda induktiv xarakterdagi reaktiv quvvat musbat, sig’im xarakterdagi reaktiv quvvat esa manfiy ishora bilan olinadi.
2.17-rasm, b va v dagi grafiklardan quvvat o’rtacha qiymatining (aktiv quvvat) nolga tengligi ko’rinib turibdi:



2.17-rasm, g da aktiv-sig’im xarakterdagi zanjir uchun oniy quvvatning o’zgarish grafigi ko’rsatilgan. Bunda manbadan kelayotgan energiyaning bir qismi unga qaytarib o’tadi. Qaytarilayotgan energiya qismi (quvvat) son jihatdan faza siljish burchagi ning qiymatiga bog’liq. Siljish burchagi qancha katta bo’lsa, bu energiya shuncha katta bo’ladi va aksincha. Bu oniy quvvat ifodasidan ham ko’rinib turibdi:


(2.43)
Demak, bunday zanjirdagi oniy quvvat aktiv (P_a) va reaktiv (P_P) tashkil etuvchilardan iborat ekan.