תהליכים ארעיים במעגלי AC, חוקי התמורה, תופעות תהודה
מצבי פעולה נייחים של מעגלים חשמליים הם מצבים בהם הפרמטרים במעגל קבועים: מתח, זרם, התנגדות וכו'. אם לאחר הגעה למצב יציב המתח משתנה, גם הזרם ישתנה. המעבר ממצב יציב אחד למשנהו אינו מתרחש מיד, אלא על פני תקופה של זמן (איור 1).
התהליכים המתרחשים במעגלים במהלך המעבר ממצב נייח אחד למשנהו נקראים חולפים. חולפים מתרחשים עם כל שינוי פתאומי בפרמטרים של המעגל. הרגע של שינוי פתאומי במצב הפעולה של המעגל החשמלי נתפס כרגע הזמן הראשוני, שביחס אליו מתאפיין מצב המעגל ומתואר התהליך החולף עצמו.
אורז. 1. מצבים המתרחשים במעגל AC
משך התהליך החולף יכול להיות קצר מאוד וניתן לחשב אותו בשברירי שנייה, אך הזרמים והמתחים או פרמטרים אחרים המאפיינים את התהליך יכולים להגיע לערכים גדולים.ארעיות מופעלות על ידי התקוממות במעגל.
תמורה היא סגירה או פתיחה של המגעים של התקני מיתוג. בעת ניתוח ארעיות, נעשה שימוש בשני חוקי התמורה.
החוק הראשון של התמורה: שוטף. זורם דרך משרן לפני המעבר שווה לזרם דרך אותו סליל מיד לאחר המעבר. אלה. הזרם במשרן אינו יכול להשתנות בפתאומיות.
החוק השני של הקומוטציה: המתח על פני האלמנט הקיבולי לפני המיתוג שווה למתח על פני אותו אלמנט לאחר המיתוג. אלה. המתח על פני האלמנט הקיבולי אינו יכול להשתנות באופן פתאומי. עבור חיבור סדרתי של נגד, משרן וקבל התלות תקפות
במעגל הנחשב עם אותן תגובות Xl ו-Xc, מה שנקרא תהודה מתח... מכיוון שהתנגדויות אלו תלויות בתדר, התהודה מתרחשת בתדר תהודה מסוים ωо.
ההתנגדות הכוללת של המעגל במקרה זה היא מינימלית ופעילה בלבד. Z = R, ולזרם יש ערך מרבי. ב-ω ωо לעומס יש אופי אקטיבי-קיבולי, כאשר ω >ωо - אקטיבי-אינדוקטיבי.
יש לציין שהעלייה החדה בזרם במעגל בתהודה תואמת לעלייה ב-Xl וב-Xc. מתחים אלה יכולים להיות גדולים בהרבה מהמתח. U מוחל על מסופי המעגל, לכן תהודה של מתח היא תופעה המסוכנת למתקנים חשמליים.
לזרמים בענפים של רכיבי מעגל מחוברים מקבילים יש שינוי פאזה מקביל ביחס למתח המעגל הכולל.לכן, הזרם הכולל של המעגל שווה לסכום הזרמים של הענפים הבודדים שלו, תוך התחשבות בשינויי הפאזה ונקבע על ידי הנוסחה
אם התגובות Xl ו-X שוות, במעגל עם חיבור מקבילי של אלמנטים זרמים תהודה... זרם התהודה מגיע לערכו המרבי ולגורם ההספק המרבי (cosφ = 1). הערך של תדר התהודה נקבע על ידי הנוסחה
הזרמים בענפים המכילים L ו-C, בתהודה, יכולים להיות גדולים מסך זרם המעגל. זרמים אינדוקטיביים וקיבוליים הפוכים בפאזה, שווים בערכם ומוסטים הדדית ביחס למקור הכוח. אלה.במעגל, אנרגיה מוחלפת בין הסליל האינדוקטיבי לבין הקבל.
מצב קרוב לתהודה של זרמים נמצא בשימוש נרחב כדי להגדיל את גורם ההספק של צרכני החשמל. הדבר נותן השפעה כלכלית משמעותית עקב פריקת חוטים, הפחתת הפסדים, חיסכון בחומרים ובאנרגיה.