ចរន្តឆ្លាស់

ស្រមៃថាអ្នកកាន់ស៊ុមខ្សែមួយនៅក្នុងខ្យល់ ។ ពេលស៊ុមបែរមុខទៅរកដែនម៉ាញេទិច ផ្ទៃដែលដែនឆ្លងកាត់មានតម្លៃធំបំផុត ។ ពេលស៊ុមបែរចំហៀង (គែមទៅរកដែន) ផ្ទៃនោះស្មើសូន្យ ។ ដូច្នេះ ពេលស៊ុមវិលថេរ ផ្ទៃអាំងដុចស្យុងប្រែប្រួលឡើងចុះជាប់ៗគ្នា ។

ការប្រែប្រួលនោះធ្វើឱ្យកើតកម្លាំងអគ្គិសនីចលករអាំងឌូ ។ ដោយផ្ទៃប្រែប្រួលតាមកូស៊ីនុស កម្លាំងអគ្គិសនីចលករប្រែប្រួលតាមស៊ីនុស ។ នេះជាគោលការណ៍នៃម៉ាស៊ីនផលិតអគ្គិសនី ៖ ស៊ុមវិលក្នុងដែនម៉ាញេទិច ។

[UNCLEAR: bold section heading of about six glyph clusters, printed like តាបពន្ធនេះ — the first letter is ត and the line ends in េះ; not resolvable at scan resolution]

ចរន្តឆ្លាស់ជាចរន្តអគ្គិសនីដែលប្រែប្រួលទិសដៅ ពីរដងក្នុងមួយខួប ។ នៅក្នុងផ្ទះ ចរន្តពីបណ្ដាញមានប្រេកង់ ៥០ ហឺត ដូច្នេះវាប្ដូរទិស ១០០ ដងក្នុងមួយវិនាទី ។ ភ្លើងក៏មិនដាច់ទេ ព្រោះចរន្តប្រែប្រួលលឿនពេក ភ្នែកមើលមិនឃើញ ។

ចរន្តឆ្លាស់ដែលងាយជាងគេគឺ ចរន្តឆ្លាស់ស៊ីនុយសូអ៊ីត ។ អាំងតង់ស៊ីតេ $i$ នៅខណៈ $t$ សរសេរបានជាស៊ីនុស (មើលរូបមន្ត ៤.៥) ។ បរិមាណបីកំណត់ចរន្តនេះ ៖ អំព្លីទុត $I_m$ ពុលសាស្ត្រ $\omega$ និងតំលាតដាស $\phi$ ។

ក្នុងការសិក្សាចរន្តឆ្លាស់ យើងសន្មតពីរយ៉ាង ៖

១. អាំងតង់ស៊ីតេនៅខណៈ $t$ មានតម្លៃដូចគ្នានៅគ្រប់ចំណុចទាំងអស់នៃសៀគ្វី ។

២. ច្បាប់ និងរូបមន្តដែលចែងក្នុងចរន្តជាប់ គេអាចយកមកប្រើបានក្នុងចរន្តឆ្លាស់ នៅខណៈមួយ ។

សំណើរទីពីរសំខាន់ណាស់ ៖ វាមានន័យថា ច្បាប់អូម $v=Ri$ និងច្បាប់ស៊ូល នៅតែប្រើបាន ប៉ុន្តែប្រើ «មួយខណៈម្ដងៗ» ជាមួយតម្លៃខណៈ មិនមែនជាមួយតម្លៃប្រសិទ្ធទេ ។

ចរន្តឆ្លាស់មានផលបីគឺ ផលកម្ដៅ ផលគីមី និងផលម៉ាញេទិច ។ ផលកម្ដៅ និងផលម៉ាញេទិចមានដូចក្នុងចរន្តជាប់ ។ ផលគីមីខុសគ្នាខ្លះ ព្រោះចរន្តប្ដូរទិស ។

បើគេឆ្លើយចរន្តអគ្គិសនីតាមសូលុយស្យុង ${\text{CuSO}}_4$ ដោយមានអេឡិចត្រូតទង់ដែង Cu ហើយប្រើចរន្តឆ្លាស់ គេសង្កេតឃើញ ៖ នៅចំណាក់ដំបូង ម៉ាសទង់ដែងកើននៅខាងកាតូត តាមប្រតិកម្ម

$${\text{Cu}}^{2+}+2e^{-}⟶\text{Cu}$$

ហើយនៅខាងអានុដ អាតូមទង់ដែងក្លាយទៅជាអ៊ីយ៉ុង តាមប្រតិកម្ម

$$\text{Cu}⟶{\text{Cu}}^{2+}+2e^{-}$$

ប៉ុន្តែមួយចំណាក់ក្រោយមក ចរន្តបូរទិសវិញ ៖ អាតូមនៅខាងកាតូតក្លាយទៅជាអានុដ ហើយអានុដក៏ក្លាយទៅជាកាតូតវិញ ។ ដូច្នេះ អេឡិចត្រូតនីមួយៗមានមុខងារជាអានុដផង ជាកាតូតផង ឆ្លាស់គ្នាតាមចំណាក់នៃចរន្ត ។ ទីបំផុត នៅពិសោធន៍ ភាពខុសគ្នានៃម៉ាសស្មើសូន្យ ហើយអេឡិចត្រូតទាំងពីរនៅមានភាពដូចដើមវិញ ។

ដូចគ្នាដែរ បើគេឆ្លើយចរន្តតាមសូលុយស្យុងស៊ូដា (${\text{Na}}^{+},{\text{OH}}^{-}$) ឬ $\text{NaOH}$ ៖ ចំណាក់ដំបូង គេឃើញពពុះអុកស៊ីហ្សែននៅខាងអានុដ និងអ៊ីយ៉ុងអុកស៊ីហ្សែននៅខាងកាតូត ។ លុះចរន្តបូរទិស អេឡិចត្រូតនីមួយៗក្លាយជាកាតូត ហើយអេឡិចត្រូតកាតូតក្លាយជាអានុដវិញ ។ ទីបំផុត អេឡិចត្រូតនីមួយៗទទួលបានឧស្ម័ន (${\text{H}}_2+\frac{1}{2}{\text{O}}_2$) ក្នុងមាឌស្មើគ្នា ។

បើគេឆ្លើយចរន្តឆ្លាស់ឆ្លងកាត់អង្គធាតុចម្លងអូមណាមួយ គេឃើញមានការកើតកម្ដៅដោយផលស៊ូល ។

ដោយផលស៊ូលមិនអាស្រ័យនឹងទិសដៅចរន្ត ចរន្តឆ្លាស់មានផលកម្ដៅដូចគ្នានឹងផលកម្ដៅក្នុងចរន្តជាប់ដែរ ។ ឧទាហរណ៍ ៖ ចង្កៀងរន្ទះ ឆ្នាំងដាំអគ្គិសនី ចង្ក្រានអគ្គិសនី កំសៀវអគ្គិសនី ។

ផលកម្ដៅនេះហើយជាមូលដ្ឋាននៃអាំងតង់ស៊ីតេប្រសិទ្ធ និងតង់ស្យុងប្រសិទ្ធ ដែលយើងសិក្សានៅផ្នែក ៣ និង ៤ ។

ដូចចរន្តជាប់ដែរ ចរន្តឆ្លាស់ក៏បង្កើតដែនម៉ាញេទិចនៅជុំវិញខ្លួន ៖

• ទិសដៅ ៖ ដូចទិសក្នុងករណីចរន្តជាប់ ពោលគឺអាស្រ័យនឹងទិសចរន្ត និងរាងនៃខ្សែ ។ [UNCLEAR: three or four words follow — the printed glyphs read គីទិសអាស្រ័យនិងរាងនៃរបៀបទីតាំង...នៃចំណុចចេញបញ្ចូល; the clause is too degraded in the scan to resolve] ដែនក៏មានលក្ខណៈដូចដែនក្នុងករណីចរន្តជាប់ ។
• ទិសដៅបូរតាមទិសដៅនៃចរន្ត គឺពីរដងក្នុងមួយខួប ។
• អាំងតង់ស៊ីតេដែន ៖ $b=B_m\sin \omega t$ ដោយ $B_m={\mu }_0\frac{N}{\ell }{I}_m$ (មើលរូបមន្ត ៤.៧) ។

ដូច្នេះ ដែនម៉ាញេទិចក៏មានលក្ខណៈស៊ីនុយសូអ៊ីតដែរ [UNCLEAR: rest of the closing line — printed glyphs read ត្រូវតាមទាំងមានប្រភពដូចជានិងជាសូចចរន្ត; too degraded to resolve] ។

គេដំឡើងសៀគ្វីមួយ (មើលរូប ៥.៤) ។ $B$ ជាប៊ូប៊ីនមួយដែលមានស្ពឺដែក និងអំពូលអគ្គិសនី ។ $V$ ជាវ៉ុលម៉ែត ហើយ $A$ ជាអំពែរម៉ែត ។ គេភ្ជាប់ចុងទាំងពីរ $M$ និង $N$ ទៅនឹងឆ្នាំងចរន្តឆ្លាស់ស៊ីនុយសូអ៊ីត ។

• កាលណាគេបញ្ចូលស្ពឺដែកចូលទៅក្នុងប៊ូប៊ីន គេឃើញអាំងតង់ស៊ីតេចរន្តថយចុះ ហើយពន្លឺចង្កៀងក៏ថយចុះដែរ ។

ផលចែករវាង $V$ និង $I$ ហៅថា អាំប៉េដង់ នៃកំណាត់សៀគ្វី $MN$ ដែលតាងដោយ $Z$ (មើលនិយមន័យ ៣.៨) ។ អាំប៉េដង់ $Z$ មានប្រភេទដូចរេស៊ីស្តង់ $R$ ។

តាមលំយាយខាងក្រោម (រូប ៥.៥) គេឃើញថា អាំងតង់ស៊ីតេចរន្តយឺតដាសជាងតង់ស្យុង ។

ចរន្តឆ្លាស់ប្រែប្រួលគ្រប់ខណៈ ។ បើគេសួរថា «ចរន្តនេះមានតម្លៃប៉ុន្មាន?» គេឆ្លើយថា «$1$ A» មិនបានទេ ព្រោះតម្លៃខណៈផ្លាស់រាល់វិនាទី ។ ដូច្នេះ គេត្រូវការតម្លៃមួយដែលនៅថេរ ហើយមានឥទ្ធិពលដូចចរន្តឆ្លាស់ ។

តម្លៃនោះគឺ តម្លៃប្រសិទ្ធ ។ គំនិតសាមញ្ញ ៖ យកចរន្តជាប់មួយ ដែលឆ្លងកាត់រេស៊ីស្តង់ដូចគ្នា ក្នុងរយៈពេលដូចគ្នា ហើយធ្វើឱ្យកើតកម្ដៅស្មើគ្នា ។ ចរន្តជាប់នោះមានតម្លៃស្មើនឹងតម្លៃប្រសិទ្ធនៃចរន្តឆ្លាស់ ។

ឧបករណ៍វាស់ក្នុងផ្ទះ (អំពែរម៉ែត្រ វ៉ុលម៉ែត្រ) អានតម្លៃប្រសិទ្ធ ។ ដូច្នេះ «$220$ V» នៅផ្ទះគឺតម្លៃប្រសិទ្ធ មិនមែនតម្លៃអតិបរមាទេ ។

បូកស៊ីនុសពីរដោយត្រីកោណមាត្រគឺយូរ និងងាយខុស ។ មានវិធីខ្លីជាង ៖ តាងស៊ីនុសមួយដោយ វិចទ័រមួយ ដែលមានប្រវែងស្មើអំព្លីទុត និងមានមុំស្មើតំលាតដាស ។ គេហៅវិចទ័រនោះថា វិចទ័រប្រៀបដ្យាក្រាម (phasor) ។

ដោយស៊ីនុសទាំងអស់មានពុលសាស្ត្រដូចគ្នា ការបូកស៊ីនុសក្លាយជាការបូកវិចទ័រ ។ គេគូសវិចទ័រពីរ ហើយរកអង្កត់ទ្រូងនៃប្រលេឡូក្រាម ។ អង្កត់ទ្រូងនោះជាវិចទ័រតម្រូវ ៖ ប្រវែងរបស់វាជាអំព្លីទុតថ្មី មុំរបស់វាជាតំលាតដាសថ្មី ។

វិធីនេះហើយដែលយើងប្រើដើម្បីដោះសៀគ្វី $R$–$L$ ៖ តង់ស្យុងលើ $R$ និងតង់ស្យុងលើ $L$ មានតំលាតដាសខុសគ្នា $\frac{\pi }{2}$ ដូច្នេះវិចទ័រទាំងពីរកែងគ្នា ហើយផលបូកក្លាយជាត្រីកោណកែង ។

$I_m$ ជាអំព្លីទុត ឬអាំងតង់ស៊ីតេចរន្តអតិបរមា ៖ តម្លៃធំបំផុតដែលចរន្តអាចឡើងដល់ ។ ឯកតា ៖ អំពែរ (A) ។ វាជាប្រវែងវិចទ័រតាងចរន្ត ។ ចរន្តឡើងដល់ $+I_m$ ម្ដង និងចុះដល់ $-I_m$ ម្ដង ក្នុងមួយខួប ។

$\omega$ ជាពុលសាស្ត្រ គិតជា ${\text{rad s}}^{-1}$ ។ វាប្រាប់ថាផាសកើនប៉ុន្មានរ៉ាដ្យង់ក្នុងមួយវិនាទី ។ ទំនាក់ទំនង ៖ $\omega =\frac{2\pi }{T}=2\pi N$ (មើលរូបមន្ត ៤.៥) ។

ចរន្តឆ្លាស់មានខួប $T$ គឺរយៈពេលដែលចរន្តធ្វើបានមួយលំយោលពេញ (មួយវដ្ត) ។ ឯកតា ៖ វិនាទី (s) ។ $T=\frac{2\pi }{\omega }$ ។

$N$ ជាប្រេកង់ ៖ ចំនួនខួបក្នុងមួយវិនាទី ។ ឯកតា ៖ ហឺត (Hz) ។ $N=\frac{1}{T}=\frac{\omega }{2\pi }$ ។ នៅកម្ពុជា បណ្ដាញអគ្គិសនីមាន $N=50$ Hz ។

ពុលសាស្ត្រតង់ស្យុង $\omega =2\pi f=\frac{2\pi }{T}$ គិតជា ${\text{rad s}}^{-1}$ ។ $f$ គិតជា Hz ហើយ $T$ គិតជា s ។ ចរន្ត និងតង់ស្យុងក្នុងសៀគ្វីតែមួយមានពុលសាស្ត្រដូចគ្នា ។

និយមន័យ ៖ អាំងតង់ស៊ីតេប្រសិទ្ធនៃចរន្តឆ្លាស់ ជាអាំងតង់ស៊ីតេនៃចរន្តជាប់ ដែលឆ្លងកាត់អង្គធាតុចំហាយដូចគ្នា ក្នុងរយៈពេលដូចគ្នា មានការបញ្ចេញថាមពលកម្ដៅស្មើគ្នា ។

ចរន្តជាប់នោះមានអាំងតង់ស៊ីតេ $I$ ។ ដូច្នេះ $I$ ជាតម្លៃ «ស្មើកម្ដៅ» មិនមែនតម្លៃអតិបរមាទេ ។ ឯកតា ៖ A ។ ទំនាក់ទំនងជាមួយអំព្លីទុត ៖ $I=\frac{I_m}{\sqrt{2}}$ (មើលរូបមន្ត ៤.៦) ។

និយមន័យ ៖ តម្លៃប្រសិទ្ធនៃតង់ស្យុងឆ្លាស់ ស្មើនឹងតង់ស្យុងថេរ ដែលរវាងចុងទាំងពីរនៃអង្គធាតុចម្លងអូមតែមួយដូចគ្នា និងក្នុងរយៈពេលស្មើគ្នា មានបរិមាណកម្ដៅស្មើគ្នា ។

និយមន័យនេះដូចនិយមន័យអាំងតង់ស៊ីតេប្រសិទ្ធដែរ គ្រាន់តែវាស់តង់ស្យុងជំនួសចរន្ត ។ ឯកតា ៖ វ៉ុល (V) ។ $V=\frac{V_m}{\sqrt{2}}$ (មើលរូបមន្ត ៤.១១) ។

និយមន័យ ៖ ផលចែករវាងតង់ស្យុង $V$ និងអាំងតង់ស៊ីតេចរន្ត $I$ ហៅថា អាំប៉េដង់ នៃកំណាត់សៀគ្វី $MN$ តាងដោយ $Z$ ។

អាំប៉េដង់ $Z$ មានប្រភេទដូចរេស៊ីស្តង់ $R$ ៖ វាជាការទប់ទល់នឹងចរន្ត ហើយឯកតារបស់វាគឺ អូម ($\Omega$) ។ ភាពខុសគ្នាគឺ $Z$ អាស្រ័យនឹងប្រេកង់ ។ ក្នុងសៀគ្វី $R$–$L$ ៖ $Z=\sqrt{R^2+L^2{\omega }^2}$ (មើលរូបមន្ត ៤.១៤) ។

ច្បាប់ ៖ តាមច្បាប់អូមចំពោះអង្គធាតុចម្លងអូម $v=Ri$ ។

ក្នុងចរន្តឆ្លាស់ ច្បាប់នេះប្រើបាននៅគ្រប់ខណៈ $t$ (តាមការសន្មត ២.៣) ដោយ $v$ និង $i$ ជាតម្លៃខណៈ ។ ដោយអង្គធាតុចម្លងអូមមានតែរេស៊ីស្តង់ ចរន្ត និងតង់ស្យុងស្របដាសគ្នា គឺ $\phi =0$ ។ ដូច្នេះ $V_m=R{I}_m$ ហើយសម្រាប់តម្លៃប្រសិទ្ធ $V=RI$ ដែរ ។

ច្បាប់ ៖ តាមច្បាប់ស៊ូល ក្នុងរយៈពេល $t$ មានការបញ្ចេញថាមពលកម្ដៅ $W=R{I}^{2}t$ ។

ក្នុងចរន្តឆ្លាស់ គេប្រើ $d{W}^{\prime }=R{i}^{2}dt$ សម្រាប់រយៈពេលតូច $dt$ ព្រោះ $i$ ប្រែប្រួល ។ ដោយផលស៊ូលអាស្រ័យនឹង $i^2$ ទិសដៅចរន្តមិនសំខាន់ទេ ៖ ចរន្តឆ្លាស់ក៏ដុតកម្ដៅដូចចរន្តជាប់ដែរ ។