2.2 Синусоидалы эқк өндіру

Өндірісте синусоидалы токты алудың ең тараған тәсілі болып синхронды генераторлар деп аталатын электрмагниттік машиналарды қолдану саналады. Олар жылулық, газдық, гидравликалық немесе басқа қозғалтқыштар арқылы айналады.

Тұрақты токтың генераторы екі бөліктен тұрады, олар қозғалмайтын статор және айналмалы ротор. Оның біреуінде (көбінесе роторда) полюстер орналасады, яғни орамасы тұрақты кернеудің көзінен қоректенетін электрмагниттер немесе тұрақты магниттер. Басқасында (көбінесе статорда) айнымалы ЭҚК тудыратын басты орама орналасады.

Генераторда бір немесе бірнеше полюстар жұбы болуы мүмкін. 2.2, а, суретінде роторда орналасқан екі полюстар жұбы бар нақты полюсті генератор көрсетілген. 2.2, б, суретінде жазықтықта жайылған полюстар мен орамалардың орналасу схемасы көрсетілген.

Статордың ойықтарында орналасқан ораманың әр сымында ротор айналған кезде Фарадейдің заңы бойынша ЭҚК тудырылады

,

– сымның астындағы өрістің магнит индукциясы;

– сымның ұзындығы;

– магнит өрістің қозғалуының сызықты жылдамдығы.

а) б)

2.2 Сурет − эқк синхронды генераторының құрылыс принципі

Халықаралық жүйеде В индукциясы тесламен (Тл) өлшенеді.

Егер және мәндері тұрақты болса, онда ЭҚК өзгеру заңы машинаның ауалы саңылауындағы магнит индукцияның таралу заңымен анықталады. Полюстік ұштықтардың арнайы формасы арқасында магнит индукцияның таралуы статор мен ротор арасындағы саңылаудың барлық шеңбері бойынша синусоидалы болып жасалады; полюстік ұштықтардың ортасында магнит индукция максималды болады, ал шетіне қарай төмендейді.

ТМД энергожүйесінде және көптеген басқа мемлекеттерде 50 ГЦ тең өндірістік жиілік қолданылады. АҚШ-та 60 Гц-қа тең жиілік қолданылады.

Авиацияда жабдықтардың салмағын азайту мақсатында айналу жиілігі жоғары машиналар қолданылады. Осы кезде жиілігі 400 Гц тең.

Айнымалы тоқтың тәжірибелік енгізілуі 19 ғ. екінші жартысында басталды, бұл кезде атақты орыс электротехнигі Павел Николаевич Яблочков (1847–1894) тәжірибеде өзі ойлап шығарған электр шамдарын қолдана бастады.

2.3 Функцияның орташа және әсерлік мәндері

мерзім ішіде мерзімдік функцияның орташа мәні келесі формуламен анықталады

. (2.3)

Осыдан, мерзім ішіндегі орташа мәні табаны бар тікбұрыштың ұзындығына тең, ал оның ауданы функциясымен және бір мерзім ішіндегі абцисс өсімен шектелген ауданына тең екенін көреміз.

Синусоидалы функция жағдайында мерзім ішіндегі орташа мәні нөлге тең, өйткені синусоиданың оң жартытолқынның ауданы кері жартытолқынның ауданымен өтеледі. Сондықтан, бұл кезде функцияның орташа мәні абсолют мәні бойынша алынған немесе синусоиданың оң жартытолқынына сәйкес келетін орташа жартымерзімдік мәні түсінігімен сипатталады (2,4 сурет).

Осыған сәйкес амплитудасы бар синусоидалы тоқтың орта мәні

былай болады

(2.4)

Осылайша синусоидалы кернеудің орташа мәні

. (2.5)

Түзеткіші бар магнит электрлік жүйелі өлшеуіш аспаптар мерзім ішіндегі орташа мәнді өлшейді.