Серіппеге ілінген жүгі бар қарапайым тербелмелі жүйені серіппелі маятник деп атайды

6.4 Үлестірмелі материал: электрондық кітаптар, тесттер, карточкалар

6.5 Пайдаланған әдебиеттер:

1. Физика: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық/ Б.Кронгарт, В.Кем, Н.Қойшыбаев.-Өңд., толықт. 2-бас. Алматы: Мектеп, 2010-384 б., сур.

2. Физика: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 11-сыныбына арналған оқулық/ С.Тұяқбаев, Ш.Насохова, Б.Кронгарт, т.б.- Алматы: “Мектеп” баспасы. -384 б., сур.

3. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. – Алматы, Мектеп, 1,2,3 том, 2000

4. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы. – М., Наука, 2000

5. Иродов И.Е. Жалпы физика курсының есептер жинағы. М: Наука, 2006

Бақылау сұрақтар

1. Гармоникалық тербелістер деген не?

2. Тербелмелі жүйелер деген не?

Тақырып №23. Көлденең және бойлық толқындар. Толқындардың интерференциясы мен дифракциясы. Дыбыс табиғаты. Әр түрлі ортадағы дыбыстың таралу жылдамдығы.

6.2 Сабақ міндеті:

1. Көлденең және бойлық толқындар, дыбыс табиғаты жайында ұғындыру.

2. Білімгерлердің білімін арттыру, тереңдету.

3. Білімгерлерді ұқыптылыққа тәрбиелеу.

6.3 Дәріс тезисі:

Егер өзара байланысқан бөлшектерден түзілген орта берілсе, онда оның бір бөлшегінің қозғалысының нәтижесінде басқа бөлшектері де қозғала бастайды. Осындай ортаның бір нүктесінің тербеліске келуі оның көрші нүктелерінің тербелуіне әсерін тигізеді, сөйтіп ортаның барлық нүктелерінің тербелуінің нәтижесінде толқын пайда болады.

Сонымен толқындық процесс деп тербелістердің серпімді ортада таралуын айтамыз. Мысалы, су бетінің тас түскен жерінің аймағы тербеледі, бұл тербеліс осы аймақтан жан-жаққа тарала бастайды да, судың бетінде толқын пайда болады. Тербеліс тараған кезде тербелуші бөлшектер тербеліс процесімен бірге орын ауыстырмай, өздерінің тепе-теңдік қалпының маңында тербелетіндігін айта кетуіміз керек.

Егер бөлшектер тербеліс таралатын түзудің бойымен тербелетін болса, онда мұндай толқынды қума толқын дейміз, егер бөлшектердің тербелісі тербелістердің таралу бағытына перпендикуляр болса, онда мұндай толқын көлденең толқын деп аталады.

Ортада таралатын толқындардың көлденең толқын немесе қума толқын болуы ортаның серпімділік қасиеттеріне байланысты болады.

Егер ортаның бір қабаты екінші қабатына қарағанда ығысатын болса, онда бұл ығысқан қабатты тепе-теңдік қалпына қайтаруға тырысатын серпімді күштер пайда болады. Яғни мұндай ортада көлденең толқындар пайда болады. Яғни мұндай ортада көлденең толқындар пайда болады.

Егер серпімді күштер пайда болмаса, онда көлденең толқын түзілмейді. Мысалы, сұйықтар мен газдар көлденең толқындар тарай алмайтын орталар. Егер сығылу деформациялары кезінде ортада серпімділік күштер пайда болса, онда мұндай ортада қума толқындар тарайды.

Сұйықтар мен газда тек қума толқындар ғана тарайды. Ал қатты денелерде көлденең толқындармен қатар қума толқындар тарай алады.

Тербелістің бір фазасының бір тербеліс периоды ішінде таралатын ара қашықтығы толқын ұзындығы деп аталады: (1), мұндағы v-толқынның таралу жылдамдығы, Т-периоды.

Егер десек, онда (1) формуланы өзгертіп мына түрде жазуға болады: (2)

Нүкте біртекті ортада тербеліп тұрса, онда тербелістер центрден жан-жаққа тарайды. Белгілі бір уақыт мезетінде тербелістің жеткен нүктелерінің геометриялық орнын толқын фронты деп атайды. Бірдей фазаларда тарайтын нүктелердің жиынтығы толқын бетін жасайды. Толқын фронты толқын бетінің дербес түрі болып табылады. Егер орта изотропты болса, онда тербелістер центрден жан-жаққа бірдей таралады, бұл жағдайда толқын фронтымен бірдей фазалар беттері де сфера болып келеді.

Толқын фронтының пішіні толқындардың түрін анықтайды, мысалы фронты жазық болып келген толқын жазық толқын деп аталады.

Тербелістердің таралу бағытын сәулелер деп атайда. Изотропты ортада сәулелер толқын фронтына перпендикуляр болады, толқын фронты сфера болғанда сәулелер радиус бойымен бағытталады.

Бір уақыт мезетіндегі толқын фронты белгілі болса, оған сүйеніп алдағы бір уақыт мезетіндегі толқын фронтын салу әдісін білу қажет болады,. Мұндай әдісті голланд физигі Х.Гюйгенс тапқан, сондықтан бұл Гюйгенс принципі деп аталады.

Гюйгенс өзінің принципін мұқият дәлелдеген жоқ; бұл принциптің дұрыс екендігі салу нәтижелерін тәжірибемен салыстырудан байқалады. Гюйгенс әдісінің идеясын түсіну үшін мына тәжірибені қарастырайық.

Айталық, су бетінің О нүктесіне тиген әсерден 44-суретте көрсетілгендей толқын таралып жатсын. Осы толқынның жолына С тесігі бар В қалтқысын қояйық, тесіктің диаметрі толқын ұзындығымен салыстырғанда кіші болсын.

Сонда толқын В қалтқыға жетіп одан кері қайтады, ал С тесігі қалтқының екінші жағына тарайтын тербелістердің көзі болады. Сөйтіп, С тесігі тербелістерді ілгері қарай жан-жаққа тарататын тербелістердің жаңа центрінің қызметін атқарады.

Бұл тәжірибе ортаның толқын фронты жеткен әрбір нүктесін тербелістердің жаңа көзі ретінде де қарастыруға мүмкіндік береді. Гюйгенс принципінің негізгі мәні де осында.

44- сурет

45- сурет

Екі немесе бірнеше толқындардыц қабаттасуы кезінде кеңістіктің әр түрлі нүктелеріндегі қорытқы тербелістер амплитудаларының таралуы (максимум мен минимумдары кезекпен орналасқан) уақыт өтуінің өзгермей тұрақты қалатын құбылысты интерференция деп атайды.

Кеңістікте интерференциялық сурет алу үшін қабаттасатын толқындардыц жиіліктері мен тербеліс фазалары бірдей болуы қажет. Мұндай толқындар когеренттік толқындар деп аталады. Когерентті толқындар бірдей жиілікпен тербелетін, ығысу фазалары тұрақты қалатын когерентті толқын көздерінен алынады.

Толқындар интерференциясының қалай пайда болатынын анықтайық. Ол үшін М₁ және М₂ екі толқын көзінен бір бағытта шығатын екі толқынның таралуын қарастырайық (4.4-cурет). Кеңістіктің қайсыбір Н нүктесінде М₁ Н және ₂ Н тербелістері бір-біріне қабаттасқанда не болатынын анықтайық. Бірінші толқынның тербеліс тендеуі

болады, мұндағы

бірінші толқын тербелісінің фазасы. Екінші толқынның теңдеуі:

мұндағы — екінші толқын тербелісінің фазасы. Олардың қабаттасуы нәтижесінде басқа амплитудадағы гармоникалық тербеліс аламыз. Сонымен қатар егер тербелістердің фазаларының айырымы болса, онда Н нүктесінде қорытқы тербелістің күшеюі байқалады, яғни ол максимум нүктесі болады. Ал фазалар айырымы болса, онда қорытқы тербеліс әлсірейді, яғни минимум нүктесін аламыз. (4.5) және (4.1) формулаларын пайдаланып, фазалар айырымын есептейік:

шамасы толқындардың жол айырымы деп аталады. Сөйтіп, (4.7) және (4.9) формулаларын ескере отырып, интерференция кезіндегі максимум және минимум шарттарын аламыз:

немесе

бұл максимум шарты. бұл минимум шарты.

Бұдан шығатын қорытынды: егер толқындардың жол айырымы жарлпы толқындардың жұп санына тең болса, онда бұл нүктеде тербелістер кішірейеді, ал егер жол айырымы жарты толқындардың тақ санына тең болса, онда бұл нүктеде тербелістер бәсеңдейді. Толқындар интерференциясының нәтижесінде толқындық қозғалыс энергиясы кеңістікте қайта бөлінеді. Максимум нүктелерінде энергияның концентрациясы (үлкен жиыны) пайда болады. Минимум нүктелері энергияның азаюына сәйкес келеді.

Максимум және минимум шарттары бір түзудің бойында жатпайтын толқындар қабаттасқанда да орындалатынын осыған ұқсас дәлелдеуге болады (4.5-сурет). Егер қарқындылығы бірдей екі когерентті толқын бір-біріне қарама-қарсы таралса, ерекше интерференциялық көрініс байқалады. Мысалы, жіп бойымен таралатын түскен толқын мен шағылған толқындардың қабаттасуы пайда болады. Мұндай интерференция тұрғын толқынның пайда болуына әкеледі. Егер жарық шоғының жолына күңгірт тосқауыл қойсақ, онда оның артында көлеңке пайда болады. Ал дыбыс толқындарынан тасалану оңай емес. Дыбыс бұрыш-бұрыштан немесе бетон дуалдың ар жағынан да естіледі. Сонда бұл тосқауылдар не себептен тосқауылдың ар жағында "дыбыс көлеңкесін" тудырмайды деген сұрақ туады. Судың бетінде таралған толқынға қатысты, егер оның жолында судан шығып тұрған онша үлкен емес тас жатса, осындай сұрақ туады. Мұнда, егер тас үлкен болса, онда "көлеңке", яғни толқынның энергиясы жетпейтін кеңістік аумағы пайда болады. Осы бақылаулардан төмендегідей қорытындыға келеміз: толқынның жолындағы тосқауылдың өлшемі толқын ұзындығымен сәйкес келсе, толқын тосқауылды орағытып өтеді.

Толқынның түзусызық бойымен таралудан ауытқуын немесе толқындардың тосқауылды орғытып өту құбылысын дифракция (латынша "діффрацтұс" — сынық) деп атайды. Су бетінде толқынның дифракция күбылысын судың қасиеттерін көрсететін физикалық аспап арқылы бақылайды. Егер толкынның жолына жіңішке саңылауы бар тосқауыл қойсақ, ол саңылаудың өлшемі толқын ұзындығынан кіші болса, онда тосқауылдың сырт жағынан дөңгелек толқындардың таралғанын көреміз. Гюйгенс принципіне сүйеніп мұны оңай түсіндіре аламыз. Толқын жеткен ортаның әрбір нүктесінің өзі екінші ретті толқынның көзі болып табылады. Ал тар саңылаудағы екінші ретті толқындар бір-біріне өте жақын орналасады. Сондықтан оларды бір нүктелік көз деп есептеуге болады. Егер саңылаудың өлшемі толқын ұзындығынан үлкен болса, одан өткен толқындар өз пішінін өзгертпейді.

Дыбыс толқынын тербелістегі дене тудырады. Тербелістегі дененің айналасында сыртқы ортаның күйі өзгереді (қысымы). Ауаның тығыздалуы және қайта сиреуі нәтижесінде адам құлағының естуін тудыратын дыбыс пайда болады. Сонымен қатар сыртқы ортада тербеліс тудыратын кейбір құбылыстар (жарылыс, жел, найзағай, оқтың ұшуы т.б.) да дыбыс көзі болып табылады. Адамның есту қабілетін тудыратын серпімді толқындар – дыбыс толқындары деп аталады. Дыбыс өтетін орта – ауа кеңістігі. Ауа кеңістігінсіз ешбір дыбыстың жасалып пайда болуы мүмкін емес.

Дыбыс толқындары 20 Гц-тен 20 кГц дейінгі жиілік аралығында жатыр. Жиілігі 20 Гц-тен төмен толқындар инфрадыбыс деп, ал 20 кГц-тен жоғары толқындар – ультрадыбыстар деп аталады. Дыбыс құбылыстарын зерттейтін физика бөлімі акустика деп аталады.

Дыбыс барлық (қатты, сұйық, газ) ортада тарала алады. Ең алғаш ауадағы дыбыс жылдамдығын 1636 ж француз физигі М.Мерсен анықтаған. Қазіргі заманғы өлшеулерге сәйкес қалыпты жағдайлардағы дыбыстың ауадағы жылдамдығы 331м/с мәніне тең.

Әр түрлі дыбыстарды қабылдау кезінде адам құлағы оларды ең алдымен оның дауыс толқының интенсивтілігінен немесе энергия ағынынан тәуелді дауыс қаттылығы бойынша бағалайды.

Дыбыстың қаттылығы дыбыс толқынындағы тербеліс амплитудасымен сипатталады. Дыбыс қаттылығының өлшем бірлігі – бел (Б).

Дыбыстық толқынның адам құлағының жарғағына әсер күші дыбыс қысымына тәуелді. Дыбыс қысымы деп дыбыстық толқын өткендегі газда немесе сұйықта пайда болатын қосымша қысымды атайды. Адам құлағының дыбысты естуінің төменгі шегі дыбыстың ^-5 Па қысымына, ал жоғарғы шегі – 100 Па қысымға сәйкес келеді. Дыбыс қысымының жоғарғы шегінде құлақта ауырсыну байқалады. Дыбыс қысымы үлкен амплитудамен өзгеретін дыбыстық толқындар қатты дыбыстар, ал дыбыстық қысымы кіші амплитудамен өзгеретін дыбыстық толқындар әлсіз дыбыстар ретінде қабылданады. Есту мүшесінің дыбысты қабылдауы дыбыс толқынының құрамына қандай жиіліктердің енетініне байланысты.

Дыбыс тоны тербеліс жиілігімен анықталады, яғни тербеліс жиілігі үлкен болса, тон да биігірек болады. Тембр – адамның дауысына, не аспаптың үніне өзіндік бояу беретін дыбыстың сапасы.

20 ғ-дың ортасынан бастап ультрадыбысты (УД) зерттеудің маңызы зор болды. Дыбыстың көпатомды газдарда, кейіннен сұйықтарда қатты жұтылатындығы және дисперсиясы анықталғаннан кейін акустиканың жаңа бағы-ты — зат құрылымын ультрадыбыспен зерттеу әдісі пайда болды.

Ультрадыбыс (лат. ұлтра – шектен тыс, үстінде және дыбыс) – адам құлағына естілмейтін жиілігі 20 кГц-тен жоғары серпімді толқындар. Ультрадыбысты жануарлар (жарғанаттар, балықтар, жәндіктер) қабылдай алады.

Ал тербеліс жиілігі 16 Гц-тен төмен дыбыс толқындары инфрадыбыстар деп аталады. Бұл дыбыстарды адам құлағы қабылдамайды, бірақ олар белгілі бір дәрежеде адам организміне әсер етеді. Мысалы, 5 Гц-тен 9 Гц-ке дейінгі жиілік аралығында инфрадыбыстар бауырдың, асқазанның, көкбауырдың тербеліс амплитудаларын арттырады, көкірек қуысында ауыртпалық туғызады, ал 12—14 Гц жиіліктерде құлақта шуыл пайда болады. Инфрадыбыстардың адам организміне кері әсері болғандықтан, олар техникада кеңінен қолданыс таппаған.

Алайда инфрадыбыстардың бірнеше жүздеген километрге таралу мүмкіндігі оның әскери мақсатта, балық аулау кәсібінде пайдаланылуына жол ашты. Теңізде туындайтын инфрадыбыстарды медуза, су шаяны тәріздес теңіз жәндіктері жақсы қабылдайды.

Инфрадыбыстардың әсерінен қорғану жолдарының бірі — дыбысты естілетін жиіліктер аймағына көшіру. Ол үшін әртүрлі құрылғылардың қатаңдығы арттырылады, резонанстьж, камералық сөндіргіштер пайдаланылады. Ультрадыбыстар, керісінше, физикалық және технологиялық әдістерде кеңінен қолданылып отыр. Бұл дыбыстарды адамдар арнайы құралдардың көмегімен естиді және қабылдай алады. Ультрадыбыс толқындарының басты ерекшелігі — оларды дыбыс көзінен белгілі бір бағытта таралатындай етіп бағыттауға болады.

Дыбыстың шағылу құбылысына теңіз тереңдігін өлшеуге арналған құрал — эхолоттың және су астындағы нысаналарды табу үшін қолданылатын сонардың (лат. соұнд навігатіон анд рангінг — "дыбыстық навигация және кашықтықты өлшеу" деген сездерден) құрылысы негізделген. Шағылған ультрадыбысты пайдаланып, нысананың орнын анықтау тәсілі эхолокация деп аталады. Кеме табанына орнатылған құралдардың көмегімен белгілі бір бағытта ультрадыбыстар жіберіледі. Бұл дыбыстар теңіз түбінен немесе ізделінді нысанадан шағылып, бір мезеттен кейін кемеге қайта оралады. Кемедегі өте сезімтал аспаптардың көмегімен тіркелетін бұл толқындар электр импульстеріне түрлендіріледі де, экранда, мысалы, сүңгуір кайықтың кескіні пайда болады. Теңіз суындағы дыбыс жылдамдығын және дыбыстың жіберілген мезеті мен қабылданған мезеті арасында өткен уақытты біле отырып, теңіз тереңдігі немесе су астындағы нысанаға дейінгі кашықтық анықталады.

Медицинада ультрадыбыс адам денесін ультрадыбыстық тексеру (сканерлеу) үшін пайдаланылады. Сүйек, май және бұлшық еттер ультрадыбысты түрліше шағылдырады. Электр импульстеріне түрлендірілген бұл шағылған толқындар экранда кескін береді. Ультрадыбыстық тексеру жолымен сырқат адамның денесіндегі әртүрлі ауытқулар — қатерлі ісіктер, дене мүшелері пішінінің өзгерулері анықталады.

Ультрадыбыстың көмегімен тастар ұнтакталады, металдарды және аса қатты материалдарды кесу және дәнекерлеу жүзеге асырылады. Алайда ультрадыбысты адамның ұзақ уақыт бойы қабылдауы нерв жүйесіне әсер етеді, қанның құрамының, сапасының және қысымының өзгеруін, бас ауруын тудырады, құлақ та естімей қалуы мүмкін. Ультрадыбыстарды дельфиндер, иттер, жарқанаттар және басқа да тіршілік иелері шығарады. Мысалы, жарқанаттың ультрадыбыстық гидролокаторлары адам жасаған ең күшті деп есептелетін радио және гидролокаторлармен салыстырғанда мүлтіксіз жетілген.

Ультра дыбыстың мынадай 2- қасиеті бар.

1. Ультрадыбыс толқынының өте қысқалағы.

2. Ультра дыбыс толқынының энергияны көп тасымалдауы.

Белгілі аралықты үзіліссіз толтыратын жиіліктер жиынтығынан тұратын дыбыстарды шу деп атайды. Яғни шу деп түрлі жиіліктегі және қуатты дыбыстардың шым-шытырық қозғалысын айтады.

Дыбыстың зиянды жақтары да бар. Қатты дыбыстар жұмыс жасауға, ойлауға, демалуға кеселін тигізеді. Бұрын дыбысқа (шуға) көп көңіл бөлмей оның мәдениетпен техниканың айырылмас жолсерігі, онан құтылудың жолы жоқ деп есептелетін.
Қазір болса, машиналар мен жабдықтардың саны өсіп, мөлшері үлкеюіне байланысты қоршаған ортада дыбыс көп тарап және жағымсыз факторлардың біріне айналды. Қалалар мен өндіріс орталықтарында шу жылдан-жылға көбейіп, елдің мазасын ала бастады.
Қаладағы шу негізінен темір жолмен жүрген пойыз, трамвай тарсылынан, ұшақтардың гүрілінен, автомашина, мотоцикл, тұрмыстық жабдықтармен құрылыс алаңында жұмыс жасайтын техниканың дыбысынан құралады. Барлық шудың 80 %-не жуығы автомашиналардан тарайды. Адамдар үшін шу өте қауіпті. Оның қолайсыз әсері көп уақытқа дейін білінбей жүреді де, білінгеннен кейін кеш болады. Оның үстіне дәрігерлер нәтижелі емдеу жолдарын табалмай жүр. Дыбыс үнемі газды, сұйық және нығыз толқын түрінде тараған тербелмелі қозғалыстан тұрады. Газды сұйық немесе нығыз орта болғанда ғана дыбыс адамдардың құлағына естіледі. Ауа жоқ жерде дыбыс толқындары таралмайды да, ешқандай дыбыс естілмейді. Мысалы: қоңырауды электр жүйесіне жалғап шыны қалпақпен жапсаң қоңырау сылдыры анық естіліп тұрады. Егер қалпақ астындағы ауаны насоспен біртіндеп сорса қоңырау сылдыры азая түседі де ауа біткен соң естілмейтін болады. Ауаның тербелуі жиіленген сайын дыбыстың күші де әрі жоғары, әрі жіңішкелене береді. Мысалы: сиыр мөңірегенде ауа секундына 20-30 қозғалу (тербелу) болса, масаның ызыңында 10000-ға дейін тербелу болады.

6.4 Үлестірмелі материал: электрондық кітаптар, тесттер, карточкалар

6.5 Пайдаланған әдебиеттер:

3. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. – Алматы, Мектеп, 1,2,3 том, 2000

4. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы. – М., Наука, 2000

5. Иродов И.Е. Жалпы физика курсының есептер жинағы. М: Наука, 2006

Бақылау сұрақтар

1. Көлденең және бойлық толқындар деген не?

2. Дыбыс табиғаты жайында не білесіңдер?

Тақырып №24. Біртекті магнит өрісінде катушканы бірқалыпты айналдырғанда айнымалы токты алу. Генераторлар туралы түсінік. ЭҚК-нің, кернеудің, ток күшінің лездік, максимал, және нақты мәндері

6.2 Сабақ міндеті:

1. Біртекті магнит өрісінде айнымалы токты алу және генераторлар туралы түсінік қалыптастыру.

2. Білімгерлердің білімін арттыру, тереңдету.

3. Білімгерлерді ұқыптылыққа тәрбиелеу.

6.3 Дәріс тезисі:

Айнымалы ток, кең мағынасында — бағыты мен шамасы периодты түрде өзгеріп отыратын электр тогы. Ал техникада айнымалы ток деп ток күші мен кернеудің период ішіндегі орташа мәні нөлге тең болатын периодты ток түсініледі. Айнымалы ток байланыс құрылғыларында (радио, теледидар, телефон т.б.) кеңінен қолданылады.

Сурет

Ток күші (және кернеу) өзгерісі қайталанатын уақыттың (секундтпен берілген) ең қысқа аралығы период (Т) деп аталады (1-сурет). Айнымалы токтың тағы бір маңызды сипаттамасы — жиілік (ƒ). Дүние жүзі елдерінің көпшілігіндегі және Қазақстандағы электр энергетикалық жүйелерде пайдаланылатын стандартты жиілік — 50 Гц, ал АҚШ-та 60 Гц. Байланыс техникасында жиілігі жоғары (100 кГц-тен 30 ГГц-ке дейін) айнымалы ток пайдаланылады. Арнайы мақсат үшін өндіріс орындарында, медицинада және ғылым мен техниканың басқа салаларында әр түрлі жиіліктегі айнымалы ток, сондай-ақ импульстік ток қолданылады. Ток кернеуін кемітпей түрлендіруге болатындықтан іс жүзінде айнымалы токты электр энергиясын жеткізуде және таратуда кеңінен пайдаланады.

Айнымалы ток айнымалы кернеу арқылы өндіріледі. Ток жүріп тұрған сым төңірегінде пайда болатын айнымалы электрлі магниттік өріс айнымалы ток тізбегінде энергия тербелісін тудырады, яғни энергия магнит немесе электр өрісінде периодты түрде бірде жиналып, бірде электр энергиясы көзіне қайтып отырады. Энергияның тербелуі айнымалы ток тізбектерінде реактивті ток тудырады, ол сым мен ток көзіне артық ауырлық түсіреді және қосымша энергия шығынын жасайды. Бұл — айнымалы ток энергиясын берудегі кемшілік. Айнымалы ток күші сипаттамасының негізіне айнымалы токтың орташа жылулық әсерін, осындай ток күші бар тұрақты токтың жылулық әсерімен салыстыру алынған. Айнымалы ток күшінің осындай жолмен алынған мәні әсерлік мән (немесе эффективтік) деп аталады әрі ол период ішіндегі ток күші мәнінің математикалық орташа квадратын көрсетеді. Айнымалы токтың әсерлік кернеу (U) мәні де осы сияқты анықталады. Ток күші мен кернеудің осындай әсерлік мәндері айнымалы токтың амперметрлері және вольтметрлері арқылы өлшенеді.

Айнымалы токтың үш фазалық жүйесі жиі қолданылады. Тұрақты токқа қарағанда айнымалы токтың генераторлары мен қозғалтқыштарының құрылымы қарапайым, жұмысы сенімді, мөлшері шағын әрі арзан. Айнымалы ток әуелі шала өткізгіштер арқылы, ал одан кейін шала өткізгішті инверторлар көмегімен жиілігі реттелмелі басқа айнымалы токқа түрлендіріледі. Бұл жағдай жылдамдығын бірте-бірте реттеуді талап ететін электр жетектерінің барлық түрі үшін қарапайым әрі арзан қозғалтқыштарын (асинхронды және синхронды) пайдалануға мүмкіндік береді.

Айнымалы ток гармоникалық заңымен уақыт бойынша өзгереді.

Айнымалы кернеу көзіне қосылған тізбекте өтіп жатқан процесстермен толығырақ танысайық. Яғни ток күші мен кернеудің лездік және әсерлік мәндерін қарастырайық.

Ток күші мен кернеудің лездік мәндері төмендегі өрнекпен анықталады:

; (7)

мұндағы I_m- ток күшінің амплитудалық мәні. Ол Ом заңы бойынша былай анықталады:

(8)

U_m– кернеудің амплитудалық мәні.

R – кедергі

Ток күшінің квадратының орташа мәнінен алынған квадрат түбірге тең шаманы айнымалы ток күшінің әсерлік мәні деп атайды. Ол I арқылы белгіленеді:

(9)

Осыған сәйкес кернеудің әсерлік мәні мынаған тең болады:

(10)

Айнымалы ток тізбегіндегі орташа қуат ток күші мен кернеудің әсерлік мәндерімен анықталады.

Айнымалы токтың әсер етуші мәні дегеніміз тізбек арқылы өткенде тұрақты ток берілген айнымалы ток шығаратын жылу мөлшерімен тепе-тең жылу мөлшерін бөлетін күшті айтады.

Айнымалы ток тізбегі қуат уақыт бойынша өзгереді.