Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Электротехника мен тама~ ~ндірістеріні~ ~нерк~сіпте электрмен жабды~тандыру п~ні бойынша

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-30

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 22.5.2024

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРДІ АВТОМАТТАНДЫРУ КАФЕДРАСЫ

СТУДЕНТТІҢ ПӘНДІК

ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

Электротехника мен тамақ өндірістерінің өнеркәсіпте электрмен жабдықтандыру пәні бойынша

050727 – Тамақ өндірістерінің технологиясы

541200 - Өндірісте өңдеу технологиясы

Алматы 2006

Алматы Технологиялық Университеті студенттеріне арналған,

Электротехника мен тамақ өндірістерінің өнеркәсіпте электрмен жабдықтандыру пәнінің

оқу-әдістемелік кешені

Құрастырған Айтжанова А.М., Алматы: АТУ, 2006, б.

Құрастырушы : Айтжанова Аида Мендешқызы, техника ғылымының кандидаты, аға оқытушы

Аңдатпа: Студенттің пәндік оқу-әдістемелік кешені ҚР МЖМБС 3.08.077 – 2004 стандарт негізінде құрастырылған курс бағдарламасына сәйкес жасалған. Оқу-әдістемелік кешен пәннің оқу бағдарламасынан (syllabus) және негізгі таратылатын материалдардан тұрады. Кешенде дәрістердің және зертханалық жұмыстардың мазмұны, студенттердің өздік жұмысының және оқытушы жетекшілігімен орындалатын жұмыстарының тапсырмалары, әдебиеттер мен әдістемелік материалдар тізімі келтірілген.

Оқу материалдарын меңгеруді жеңілдету мақсатында әрбір дәріс, әрбір модуль және әрбір зертханалық жұмыс бойынша қайталауға, пысықтауға арналған бақылау сұрақтары келтірілген. Студенттердің өздік жұмыстарына арналған әдістемелік ұсыныстар мен қажетті әдебиетке сілтемелер берілген. Сонымен қатар, кешенде студенттердің курс бойынша өз білімін тексеруге арналған тест сұрақтары мен емтихан сұрақтарының тізімі қамтылған.

Оқу-әдістемелік кешен студенттердің пәнді жеткілікті деңгейде меңгеруге, олардың өз бетінше істейтін жұмыстарын дұрыс ұйымдастыруға және білімдерін тексеруге жағдай жасайды. Бұл студенттердің тұрақты ток тізбектерінің, синусоидалы және синусоидалы емес ток тізбектерінің, сонымен қатар үш фазалы ток тізбектерінің қасиеттерімен және оларды талдау тәсілдерімен танысып, теориялық тұрғыдан оқып үйренуіне, зерттеу жұмысын жүргізуге дағдылануына көмектеседі.

1 ПӘННІҢ ОҚУ БАҒДАРЛАМАСЫ-SYLLABUS

1.1 Оқытушы туралы мәліметтер:

Сабақ жүргізетін оқытушы Айтжанова Аида Мендешқызы т.ғ.к.

Байланыс түрі 92-48-04

Кафедрада болатын уақыты: АТУ, ауд. 721 830-дан 1700-ге дейін

1.2 Пән туралы мәліметтер:

Пәннің атауы Электротехника мен тамақ өндірістерінің өнеркәсіпте электрмен

жабдықтандыру.

Кредит саны - 2

Өткізу орны АТУ, ауд. 708, 710

Оқу жоспарының көшірмесі 1-кесте

Курс

семестр

Кредиттер

1 аптадағы акедамиялық сағаттар

Дәрістер

Лаборат.

сабақтар

Тәжіриб.

сабақтар

СӨЖ

СОӨЖ

Барлығы 1аптадағы академия.

сағат

Бакылау түрі

емтихан

1.3 Перереквизиттері: оқылатын пәнді игеруге қажетті бұрын өтілген пәндер ( мамандық бойынша жұмыс оқу жоспарындағы пәннің тізімі): физика, жоғарғы математика

1.4 Постреквизиттері: пәнді оқыту барысында алынған білімдерді қолданатын келесі пәндер тізімі ( мамандықтың оқу жоспары): Электр машиналары және т.б.

1.5 Пәннің қысқаша мазмұны

Пәнді оқыту мақсаты – студенттерді электроэнергетика жүйелерінде қолданылатын электрлік қондырғылар мен аспаптардың теориялық негіздерімен таныстырып, оларда жүріп жататын электромагниттік үрдістерді модельдеуге,талдауға және есептеуге үйрету нәтижесінде болашақ мамандардың электротехника саласы бойынша ғылыми көзқарастарының қалыптасып, жетілуіне мүмкіншілік тудыру, практикада кездесетін электротехникалық проблемаларды ғылыми тұрғыдан түсініп, дұрыс шешімдерін таба білуге дағдыландыру.

Пәнді оқыту міндеттері – Студенттер курсты оқып үйреу нәтижесінде электр тізбектеріне қатыстынегізгі ұғымдар мен түсініктемелерді, негізгі зандар мен принциптерді ,қасиеттер мен сипаттамаларды білулері,тұрақты тоқ тізбектерінің бір фазалы және үш фазалы синусойдалы тізбектерінің ,синусойдалы емес ток тізбектерінің күйлерін сипаттайтын теңдеулерді қарастыруды ,оларды талдау тәсілдерін білулері тиіс

Студенттер әртүрлі электр тізбектер мен типтік электрлік қондырғылардың параметрлері мен сипаттамаларын тәжірибелік жолмен анықтауға, электр өлшеу аспаптарын дұрыс пайдалану мен қауіпсіздік техникасын сақтауға дағдылануы қажет.

«Электротехниканың теориялық негіздері 1» пәні студенттердің математика және физика пәндері бойынша алған білімдеріне негізделеді. Сондықтан оқылатын пәннің бағдарламасы осы байланысты ескере отырып жасалды.

Пәнді оқыту міндеттерін толық жүзеге асыру мақсатында дәрістік және зертханалық жұмыс құрылымдары мүмкіндігінше кеңінен қамтылды. Теориялық білімді бекіту мақсатында студенттердің оқу барысында 2 есептік-графикалық жұмыс орындауы жоспарланған.

Студенттер білімін бағалау аралық бақылау және қорытынды аттестациялау (емтихан) өткізу арқылы жүзеге асырылады.

1.6 Тапсырмалардың тізімі мен түрлері және оларды орындау кестесі

Тапсырмалардың түрі және оларды орындау мерзімі 2-кесте

Бақылау түрі	Жұмыс түрі	Жұмыстың тақырыбы	Ұсынылатын әдебиетке сілтеме	Бал дар	Тапсыру уақыты ( апта)
1 Аралық бақылау	№1 зертханалық жұмыс	Тұрақты тоқтың тармақталмаған тізбегін зерттеу	Нег: 1[7-24], 3[10-17,50-66], Қос:4,5,9	4	2
2 Аралық бақылау	№2 зертханалық жұмыс	Тұрақты тоқтың тармақталған тізбегін зерттеу	Нег: 1[24-45], 3[65-73,80-81], Қос:4,5 ,9	4	5
3 Аралық бақылау	№1 семестрлік жұмыс	Тұрақты тоқтың тармақталған күрделі тізбегін талдау	Нег: 1[3-51], 3[10-103], Қос:4,5,12	4	5
1 Аралық бақылау	Тестлік сұрақтар	Тұрақты тоқ тізбектері		10	5
4 Ағымдық бақылау	№3 зертханалық жұмыс	Синусоидалы токтың элементтері бірізді жалғанған тізбегін зерттеу	Нег: 1[59-86], 3[136-156], Қос:5,6,9	4	7
5 Ағымдық бақылау	№4 зертханалық жұмыс	Синусоидалы токтың тармақталған тізбегін зерттеу	Нег:1[86-93, 98-123], 3[156-17,225-234], Қос:5,6,9	4	10
6 Ағымдық бақылау	№1 семестрлік жұмыс	Тұрақты токтың тармақталған күрделі электр тізбегін талдау	Нег: 1[43-56], 3[72-114], Қос:4,5,12	4	10
2 Аралық бақылау	Тестлік сұрақтар	Синусоидалы ток тізбектері		10	10
7 Ағымдық бақылау	№5 зертханалық жұмыс	Қоректендіргіш пен қабылдағыштың фазалары жұлдызша жалғанған үш фазалы тізбек	Нег:1[156-178] 3[378-405], Қос:5,7,9	4	12
8 Ағымдық бақылау	№6 зертханалық жұмыс	Синусоидалы емес ток тізбектерін зертеу	Нег:2[4-15,30-35],3[455-470,476-486], Қос:5,7,10	4	15
9 Ағымдық бақылау	№2 семестрлік жұмыс	Синусоидалы токтың тармақталған тізбегін талдау	Нег: 1[59-112], 3[136-209], Қос:5,7,11,12	8	15
Қорытынды бақылау	Емтихандық сұрақтар	Тұрақты ток тізбектері. Бір фазалы және үш фазалы синусоидалы ток тізбектері. Индуктивті байланысқан элементтері бар тізбек. Синусоидалы емес ток тізбектері	Нег:1[3-212], 2[3-55], 3[3-504], Қос:4,5,6,7	40	Емтихандық сессия кезі

1.7 Әдебиеттер тізімі

Негізгі әдебиеттер

Н. Қожаспаев, С. Кешуов, И, Мұхитов «Электротехника» /оқу құралы/ Алматы, «Республикалық баспа кабинеті», 1996ж. -296 бет.
С.Б. Балабатыров «Электртехникасының теориялық негіздері» /оқу құралы/ Алматы, «Республикалық баспа кабинеті», 1995ж. -217 бет.
В.Е. Китаев «Электротехника және өнеркәсіптік электроника негіздері» /оқу құралы/ Алматы «Қазақстан», 1991ж. -222 бет.
Касаткин А.С., Немцов М.В. «Электротехника» Москва, «Высшая школа», 2003г.
Рабинович Э.А. «Сборник задач и упражнений по общей электротехнике»

Москва, «Энергия», 1978г.

Қосымша әдебиеттер

Под ред. Петленко Б.И. «Электротехника и электроника» Москва, «АСАДЕМА», 2003г.
Евдокимов Ф.Е. «Теоретические основы электротехники» Москва, «АСАДЕМА», 2004г.
Под. ред. Пантюшина В.С. «Сборник задач по электротехнике и основам электроники» Москва, «Высшая школа», 1979 г.
Пантюшин В.С. «Электротехника» Москва, «Высшая школа», 1976 г.
Березкина Т.Ф. и др. «Задачи по общей электротехнике с основами электроники», «Высшая школа», 1991 г.
Зайчик М.Ю. «Сборник задач и упражнении по теоретической электротехнике»

Москва, «Энергоатомиздат», 1988г.

Анықтамалық оқу-әдістемелік материалдар.

Мешерякова Т.Ю. «Исследование линейных электрических цепей постоянного тока»
Қожаспаев Н.К., Иченец В.М. «Анализ одно- и трехфазных потребителей, включенных в трехфазную цепь» Методические указания к выполнению семестровой работы.

Алматы, КазПТИ, 1993г.

14. Әлдибеков И.Т., Мұстафаева Н.Н. Сызықты электр тізбектерін зерттеу. 1-бөлім. Электротехниканың теориялық негіздері пєні бойынша жасалатын лабораториялық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқау. Алматы.: Қаз¦ТУ, 2001-34 б.

15.Өтеуов М., Әлдибеков И.Т Сызықты электр тізбектерін зерттеу. 2-бөлім. Электротехниканың теориялық негіздері пәні бойынша жасалатын лабораториялық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқау. Алматы.: Қаз¦ТУ, 2003.-34 б.

1.8 Білімді бақылау және бағалау

Кредиттік технология арқылы оқытуда Алматы технологиялық университетінің барлық курстары мен пәндері бойынша студенттердің білімін тексерудің рейтингтік жүйесі қолданылады. Пәндер 100 баллдық шкала бойынша бағаланады. «Электротехниканың теориялық негіздері 1» пәні үшін бақылаудың төмендегі түрлері белгіленді: ағымдық бақылау, аралық бақылау, қорытынды бақылау.

Ағымдық бақылау түріне бақылау жұмыстары, семестрлік тапсырмалар және орындалған зертханалық жұмыстар жатады. Қорытынды бақылауға курстық жұмыс пен емтихан жатады.

Ағымдық бақылаулардың саны пәннің оқу-әдістемелік жиынтығындағы көрсетілген осы пәннің мазмұны және көлемімен анықталды.

Студенттердің білімі, шеберлігі мен дағдысы 3-кестеде келтірілген жүйе бойынша бағаланады.

Студент жалпы рейтинг балы 30 тең немесе одан көп болған жағдайда қорытынды бақылауға жіберіледі. Қорытынды бақылаудан 20 балл немесе одан көп балл жинаған жағдайда ғана өтті деп есептелінеді.

Бақылау түрлері бойынша рейтинг балдарын бөлу 3-кесте

семестр

Қортынды бақылау түрі

Бақылау түрлері

Балдар

емтихан

Қорытынды бақылау

Аралық бақылау

Ағымдық бақылау

Ағымдық бақылаудың нәтижелерін тапсыру мерзімі пән бойынша оқу үрдісінің күнтізбелік кестесімен анықталады (4-кесте).

Пәннің қорытынды бағасы шкала бойынша анықталады (5-кесте).

Бақылаудың барлық түрлерін өткізу бойынша оқу үрдісінің күнтізбелік кестесі

«Электротехника мен тамақ өндірістерінің өнеркәсіпте электрмен

жабдықтандыру» пәні бойынша

4-кесте

Апталар

Бақылау

түрі

Балдар

З1

З2

З3

З4

З5

З6

Бақылау

түрі

Балдар

СЖ1

СЖ2

Бақылау

түрі

Балдар

АБ1

АБ2

Студенттердің білімдерін бағалау 5-кесте

Баға

Әріптік эквивалент

Рейтингтік балл

пайызбен(%)

Балмен

Өте жақсы

А-

90-100

90-94

3,67

Жақсы

В+

В-

85-89

80-84

75-79

3,33

3,0

2,67

Қанағаттанарлық

С+

С-

D+

70-74

65-69

60-64

55-59

50-54

2,33

2,0

1,67

1,33

1,0

Қанағаттанарлықсыз

0-49

Модульдар мен аралық аттестация бойынша бақылау жүргізуге арналған сұрақтар тізімі

1 модуль бойынша бақылау жүргізуге арналған сұрақтар

1. Электр энергиясының ерекшеліктері және қолдануы. Электр тізбектерінің құрамдас бөліктері. Электр энергия көзі. Электр энергиясын тұтынушылар. Тізбектерінің жіктелуі. Эскиздік, принципиалды және орынбасу сұлбалары. Топологиялық ұғымдар: түйін, тармақ, контур.

2. Тұрақты ток көздері. Электр қозғаушы күш көзі (э.қ.к) және ток көзінің сипаттамалары.

3. Тармақталмаған электр тізбегі бөлігі үшін Ом зањы. Э.қ.к-і бар тармақталмаған электр тізбегі бөлігі үшін Ом заңы. Толық тізбек үшін Ом заңы.

4. Кирхгофтың бірінші және екінші заңдары. Кирхгофтың заңдары бойынша теңдеулер құру реті.

5. Тұрақты ток тізбегі үшін потенциалдық диаграмманы құру. Қуаттар тепе-теңдігі.

6. Бір э.қ.к-і бар электр тізбектерін есептеу. Балама түрлендіру тәсілі. Кедергілердің бірізді, параллель және аралас жалғануы. Кедергілердің жұлдызша және үшбұрышша жалғануы.

7. Э.қ.к-тердің бірізді және параллель жалғануы. Балама генератордың параметрлері.

8. Электр тізбегінің негізгі принциптері.

9. Бірнеше э.қ.к-тері бар күрделі тұрақты ток тізбектерін есептеу әдістері. Ом және Кирхгоф заңдарын пайдалану арқылы есептеу. Контурлық токтар әдісіі.

10. Түйіндік потенциалдар әдісі. Екі түйіндік әдіс. Активті екіұштық. Балама генератор әдісі.

11. Қабылдағышқа максимал қуат беру шарты.

2 модуль бойынша бақылау жүргізуге арналған сұрақтар

1.Синусоидалы ток. Синусоидалы шамаларды сипаттайтын параметрлер. Синусоидалы шамалардың мәндері.

2. Синусоидалы шамаларды уақыттық диаграмма, айналмалы вектор және комплекстік сандар арқылы бейнелеу жолдары.

3. Активті кедергі бар тізбектің сипаттамалары.

4. Идеал индуктивті элементі бар тізбек пен идеал сыйымдылық элементі бар тізбектің сипаттамалары.

5. Активті кедергі, идеал индуктивті элемент жєне сыйымдылық элементтер бірізді жалғанған тізбек күйінің теңдеуі. Кедергілер, кернеулер және қуаттар үшбұрыштары арқылы тізбекті сипаттау.

6. Активті кедергі, идеал индуктивті элемент жєне сыйымдылық элементтер параллель жалғанған тізбектің сипаттамалары.

7. Синусоидалы ток тізбегін комплекстік кедергісі және комплекстік өткізгіштігі. Тізбегінің комплекстік қуатын анықтау.

8. Комплекстік түрде жазылған Ом жєне Кирхгоф заңдары. Синусоидалы ток тізбегі үшін қуаттар тепе- теңдігі және топографиялық диаграммалар.

9. Синусоидалы ток тізбегіндегі резонанстық режимдер. Кернеулер резонансының сипаты..

10.. токтар резонансының болу шарты және сипаты.

11. Тербелмелі контурлардың жиіліктік сипаттамалары.

12. Синусоидалы ток тізбегін графикалық жолмен талдау. Шеңберлік диаграммалар.

3 модуль бойынша бақылау жүргізуге арналған сұрақтар

1.Тізбектегі өзара индуктивтік. өзаралық индукциясыныњ э.қ.к.-і. Индуктивті байланысы бар элементтер бірізді жалғанған тізбек күйінің теңдеуі, сипаттамалары және векторлық даиграммалары.

2.Тізбектегі индуктивті байланысы бар элементтерді параллель жалғау сұлбасы. Мұндай тізбектің сипаттамалары және векторлық даиграммалары.Темір өзексіз трансформатор құрылысы және сипаттамалары.

3.Индуктивті байланысқан элементтері бар күрделі тізбекті есептеу кезіңдері.

4. Үш фазалы симметриялы э.қ.к.-тер жүйесі. үш фазалы генератор құрылысы және жұмыс істеу принципі. Э.қ.к.-тер жүйесінің уақыттық және векторлық диаграммалары.

5.Үш фазалы генератордың орамаларының және үш фазалы қабылдағыштардың жалғану сұлбалары Желілік кернеулер мен токтар. Фазалық кернеулер мен фазалық токтар. Нөлдік ток.

6. Жұлдызша қосылған үш фазалы симметриялы қабылдағышы бар тізбекті есептеу. Векторлық диаграмма.тұрғызу. Үшбұрыштап қосылған үш фазалы симметриялы қабылдағышы бар тізбекті есептеу

7. Үш фазалы тізбектегі симметриялы емес режим және оны есептеу. Әртүрлі сұлба түрінде жалғанған үш фазалы тізбектердің кейбір қасиеттері.

8. Үш фазалы тізбектегі активті, реактивті және толық қуаттар. Активті қуатты өлшеу тәсілдері.

9. Үш фазалы желінің «П» тәрізді және «Т» тәрізді балама сұлбалары.

10. Периодты синусоидалы емес э.қ.к., кернеу жєне ток. Олардың электр тізбегінде пайда болу себептері. Периодты синусоидалы емес шамаларды Фурье қатарына жіктеу.

11. Периодты синусоидалы емес қисықтардың симметриялық шарттары туралы түсініктемелер. Фурье қатарындағы коэффиценттерді графикалық талдау әдісімен табу.

12.Периодты синусоидалы емес э.қ.к-тің., кернеудің және токтың максималды, әрекеттік және орташа мәндері туралы түсініктемелер және оларды есептеу

13. Периодты синусоидалы емес ток тізбегіндегі активті, реактивті және толық қуаттар. Синусоидалы емес шамаларды сипаттайтын коэффициенттер: амплитудалық, пішіндік және бұрмалану коэффициенттері.

14.Периодты синусоидалы емес ток тізбектерін есептеу кезеңдері .

1 Аралық аттестация бойынша бақылау жүргізуге арналған сұрақтар тізімі

1.«Электр тізбегі», «Электр энергия көзі», «Электр энергиясын тұтынушылар», «Электр сұлбалары» деген негізгі ұғымдарға түсініктеме беріңіз. Қандай сипаттамалық белгілер бойынша электр тізбектері жіктеледі? Топологиялық ұғымдарға ( түйін, тармақ, контур) түсініктеме беріңіз.

2.Қандай тізбекті тұрақты ток тізбегі деп атайды? Электр қозғаушы күш көзі (э.қ.к) және ток көзінің ерекшеліктеріне тоқталып, олардың сипаттамаларын айтыңыз.

3.Тармақталмаған электр тізбегі бөлігі үшін, э.қ.к-і бар тармақталмаған электр тізбегі бөлігі үшін және толық тізбек үшін Ом заңдарын жазып, олардың есептеу жұмыстарында қолданылуын түсіндіріңіз.

4. Кирхгофтың бірінші және екінші заңдарына түсініктеме беріңіз. Кирхгофтың зањдары бойынша құрылатын теңдеулер санын анықтауды және теңдеулер құру ретін түсіндіріңіз. Мысал келтіріңіз.

5. Потенциалдық диаграмма тізбектегі қандай өзгерісті сипаттайды? Диаграмма құру қалай жүргізіледі? Қуаттар тепе-теңдігіне түсініктеме беріңіз. Мысал келтіре отырып, қуаттар тепе-теңдігінің өрнектерін жазыңыз.

6. Бір э.қ.к-і бар электр тізбектерін есептеудің балама түрлендіру тәсілі. Кедергілері бірізді, параллель және аралас жалғанған сұлбаларды оларға балама сұлбалармен түрлендіруді мысал келтіре отырып, түсіндіріңіз. Кедергілердің жұлдызша және үшбұрыштап жалғану сұлбаларына түсініктеме беріңіз және оларды өзара түрлендірудің математикалық өрнектерін жазыңыз. Бұл сұлбалардың есептеу жұмысын жеңілдету мақсатында қолданылуына мысал келтіріңіз.

7. Бірізді жєне параллель жалғанған э.қ.к-терді балама генератормен айырбастау тәсіліне түсініктеме беріңіз. Балама генератордың параметрлері қалай анықталады?

8. Электр тізбегінің негізгі принциптерін мысал келтіре отырып, сипаттаңыз.

9. Күрделі тұрақты ток тізбектерін Ом жєне Кирхгоф заңдарын пайдалану арқылы және контурлық токтар тәсілі арқылы есептеудің кезеңдерін сипаттаңыз. Мысалдар келтіре отырып, бұл тәсілдер бойынша теңдеулер құру ерекшеліктерін түсіндіріңіз.

10. Күрделі тұрақты ток тізбектерін есептеудің түйіндік потенциалдар тәсіліне түсініктеме беріңіз, ерекшеліктерін айтыңыз. Тізбекті есептеу үшін қандай жағдайда екі түйіндік тәсіл қолданылады және есептеу жұмысы қалай жүргізіледі? Ќандай жағдайда балама генератор тәсілін қолдану қажет? Балама генератор тәсілімен есептеудің кезеңдерін атаңыз.

11. Жүктемеге максимал қуат берудің шартын жазыңыз. Бұл жағдайда п.ә.к.-і қандай болады?

2 аралық аттестация бойынша бақылау жүргізуге арналған сұрақтар тізімі

1. Қандай токты синусоидалы ток деп атайды? Синусоидалы шамаларды қандай параметрлер арқылы сипаттайды? Синусоидалы шамалардың мәндері қалай анықталады? Синусоидалы шамаларды бейнелеу жолдарын атаңыз.

2. Синусоидалы ток тізбегінің элементтерін атаңыз және олардың тізбектегі қандай үрдістерді сипаттайтындығын түсіндіріңіз. Активті кедергі бар тізбекті сипаттаңыз. Тізбектегі токты, фазалық ығысуды, лездік және активті қуатты қалай анықтайды?

3. Идеал индуктивті элементі бар тізбекті жєне идеал сыйымдылық элементі бар тізбекті сипаттаңыз. Бұл тізбектер үшін фазалық ығысуды, лездік және реактивті қуатты қалай анықтайды? Векторлық диаграммаларға түсініктеме беріңіз.

4. Активті кедергі, индуктивті элемент және сыйымдылық элементтер бірізді жалғанған тізбекті сипаттаңыз. Тізбек күйінің теңдеуін жазыңыз. Кедергілер, кернеулер және қуаттар үшбұрыштарына түсініктеме беріңіз.

5. Активті кедергі, индуктивті элемент жєне сыйымдылық элементтер параллель жалғанған тізбекті сипаттаңыз. Тізбек күйінің теңдеуін жазыңыз. өткізгіштер, токтар жєне қуаттар үшбұрыштарына түсініктеме беріңіз.

6. Синусоидалы ток тізбегін есептеудіњ комплекстік тәсілінің ерекшеліктерін атаңыз. Тізбек күйінің теңдеуін комплекс түрде жазыңыз. Тізбектің комплекстік кедергісіне, комплекстік өткізгіштігіне және комплекстік қуатқа түсініктеме беріңіз.

7. Ом жєне Кирхгоф заңдары мен қуаттар тепе-теңдігін комплекстік түрде жазыңыз. Топографиялық диаграммаларға түсініктеме беріңіз.

8.Тізбекте кернеулер резонансы болуының шарттарын атаңыз. Кернеулер резонансы кезіндегі тізбектің толық кедергісі, ток пен кернеулер, фазалық ығысу, векторлық диаграмма, резонанстық жиілік, сипаттамалық кедергі, контурдың сапалылығы, активті және реактивті қуаттар қалай анықталады?

9. Тізбекте токтар резонансы болуының шарттарын атаңыз. Токтар резонансы кезіндегі тізбектің толық өткізгіштігі, токтар, фазалық ығысу, векторлық диаграмма, резонанстық жиілік, активті және реактивті қуаттар қалай анықталады?

10. Екіұштықтардың жиіліктік сипаттамаларының түрлерін атаңыз. Элементтері бірізді жалғанған тізбектің және элементтері параллель жалғанған тізбектің жиіліктік сипаттамаларына түсініктеме беріңіз.

1.9 Курстың саясаты мен процедурасы

Студенттер дәрістік, лабораториялық сабақтарға және СОӨЖ –ға қатысуға міндетті. Сабаққа қатыспаған күндері оқытылған материалдарды студент қайта тапсыруы тиіс.Берілген тапсырмалардың орындалуы туралы белгіленген уақытта есеп беруге міндетті.

2 НЕГІЗГІ ТАРАТЫЛАТЫН МАТЕРИАЛДАР МАЗМҰНЫ

2.1 Курстың тақырыптық жоспары

Тақырып атауы	Академиялық сағат саны
	Дәріс	Тәжіриб. сағаттар	Зертхан.сағаттар	СОӨЖ	СӨЖ
Кіріспе. Электр тізбектерінің негізгі ұғымдары Тұрақты ток тізбегі. Электр қозғаушы күш көзі (э.қ.к) және ток көзі. Ом және Кирхгоф заңдары	1	1	1	3	3
Бір э.қ.к-і бар тізбектерін есептеу. Балама түрлендіру тәсілі. Э.қ.к-тердің бірізді және параллель жалғануы. Электр тізбегінің негізгі принциптері	1	1	2	6	6
Бірнеше э.қ.к-тері бар күрделі тұрақты ток тізбектерін есептеу тәсілдері. Ом және Кирхгоф заңдары пайдалану арқылы есептеу. Контурлық токтар тәсілі. Түйіндік потенциалдар тәсілі.	2	2	2	6	6
Екіұштықтар. Балама генератор тәсілі. Энергияны активті екіұштықтан пассивті екіұштыққа беру.	1	1	-	3	3
Синусоидалы ток тізбегі. Синусоидалы шамаларды сипаттайтын параметрлер. Синусоидалы шамалардың мәндері және.бейнелеу жолдары.	2	2	-	3	3
Активті кедергісі бар тізбек. Идеал индуктивті элементі бар тізбек, сыйымдылық элементі бар тізбек.	1	1	-	6	6
Активті кедергісі, идеал индуктивті элемент және сыйымдылық элементтер бірізді жалғанған тізбек. Активті кедергісі, идеал индуктивті элемент және сиымдылық элементтер параллель жалғанған тізбек.	2	2	2	6	6
Синусоидалы ток тізбегін есептеудің комплекстік тәсілі. Екіұштықтардың жиіліктік сипаттамалары. Кернеулер резонансы. Токтар резонансы.	2	2	3	6	6
Индуктивті байланысқан элементтері бар тізбектер. Үшфазалы тоқ тізбектері. Қоректендіргіш пен қабылдағыштың фазаларының үшбұрышша және жұлдызша жалғанулары. Үшфазалы тізбектің қуаттары.	2	2	2	3	3
Синусоидалы емес ток тізбектері	1	1	3	3	3
3 семестр бойынша барлығы	15	15	15	45	45

2.2 ДӘРІСТІК САБАҚТАРДЫҢ КОНСПЕКТІЛЕРІ

№1 Дәріс. Тұрақты токтың сызықты тізбектерінің элементтері және негізгі заңдары

Кіріспе. Электр энергиясының барлық өнеркәсіп салаларында, транспортта, ауыл шаруашылығында және үй тұрмысында кеңінен қолданылуы оның мынандай артықшылықтары байланысты: электр энергиясын энергияның басқа түріне түрлендіру жеңіл, алыс қашықтыққа тасымалдау ыңғайлы және арзан, электр энергиясы бөлшектеп қолдануға ыңғайлы, электр энергиясымен жұмыс жасайтын қондырғылардың құрылысы қарапайым және бағасы арзан.

“Электротехниканың теориялық негіздері 1” пәнін оқыту мақсаты – студенттерді электроэнергетика жүйелерінде қолданылатын электрлік қондырғылар мен аспаптардың теориялық негіздерімен таныстырып, оларда жүріп жататын электромагниттік үрдістерді модельдеуге,талдауға және есептеуге үйрету нәтижесінде болашақ мамандардың электротехника саласы бойынша ғылыми көзқарастарының қалыптасып, жетілуіне мүмкіншілік тудыру, практикада кездесетін электротехникалық проблемаларды ғылыми тұрғыдан түсініп, дұрыс шешімдерін таба білуге дағдыландыру.

Электр тізбегі туралы ұғымдар. Электр энергиясын пайдаланып, жұмыс жасайтын қондырғыларды электротехникалық қондырғылар деп атайымз. Электротехниканың қондырғылардын ішінде және оның айналасында болып жатқан электрлік және магниттік құрылыстарды зерттеу үшін және есептеу үшін оларды есептік эквивалент- электр тізбегімен айырбастаймыз. Электр тізбегі деп өзара бір-бірімен сымдар арқылы жалғасқан электр энергия көздерінің, электр энергиясын тұтынушылардың және бақылау, өлшеу аспаптарының жиынтығын айтады.

Электр энергияның көздерінде энергияның басқа түрлері (механикалық, жылу, жарық, химиялық және т.б.) электр энергиясына түрленеді, ал электр энергиясын тұтынушыларда (қабылдағыштарда), керісінше, электр энергиясы энергияның басқа түрлеріне түрленеді.

Электр тізбегінің жіктелуі. а) токтың түріне байланысты: тұрақты ток тізбектері, айнымалы ток тізбектері, бір фазалы, үш фазалы және көп фазалы ток тізбектері; ә) тізбектің элементтерінің вольтамперлік сипаттамасына байланысты: сызықты және сызықты емес электр тізбектері; б)тізбектегі электр энергиясы көздерінің (қоректендіргіштердің) санына байланысты: бір қоректендіргіші бар және бірнеше қоректендіргіші бар электр тізбектері; в) элементтерді өзара жалғау әдістеріне байланысты: тармақталмаған және тармақталған тізбектер.

Электр тізбегінің сұлбасы деп тізбектің элементтерін және олардың өзара жалғану ерекшеліктерін шартты түрде графикалық жолмен бейнелеуді айтады. Эскиздік сұлбада тізбек элементтері эскиз (сұлба) түрінде көрсетіледі. Бұл сұлбаны қолданған өте ыңғайсыз. Принципиалды электрлік сұлбада тізбектің элементтері ГОСТ бойынша қабылданған арнаулы шартты белгі арқылы көрсетіледі. Бұл сұлба арқылы тізбектің элементтерінің атқаратын қызметін, өзара жалғану жолдарын түсінуге болады, бірақ тізбекті есептеуге мүмкіндік бермейді. Орынбасу сұлбасында электр қондырғысында болып жатқан электромагниттік құбылыстарды зерттеуге мүмкіндік беретін идеал элементтермен (сыйымдылық элемент, кедергі, индуктивтілік элемент) айырбастаймыз Кедергі электр энергиясының жылу энергиясына айналу құбылысын сипаттайды. Индуктивті элемент электр энергиясының магнит энергиясына айналу құбылысын сипаттайды. Сыйымдылық элемент электр энергиясының электр өрісінің энергиясына айналу құбылысын сипаттайды.

Электр сұлбаларының топологиялық элементтері. Тармақ деп элементтері бір-бірімен бірізді жалғанған, бойымен бір ғана тоқ жүретін тізбек бөлігін айтамыз. Түйін деп кем дегенде үш тармақтың түйіскен нүктесін айтады. Контур деп бірнеше тармақ арқылы өтетін тізбектің тұйық бөлігін айтады.

Тұрақты тоқ көздері. Электр тізбегін талдау кезінде электр энергия көздерін мынадай есептік эквивалентпен (баламамен) айырбастайды: мәні реалды энергия көзінің ішкі кедергісіне тең және өзімен бірізді жалғанған кедергісі Ri бар электр қозғаушы күш көзімен ( э.қ.к. көзі) немесе мәні реалды энергия көзінің ішкі кедергісіне тең және өзімен параллел жалғанған кедергісі Ri бар ток көзімен айырбастайды (1а және 1б сурет). Реалды э.қ.к. көзінің э.қ.к.-і Е болса, онда оның қысқыштарының арасындағы кернеу U=E-I∙Ri , яғни токқа тәуелді. Бұл U= f (I) тәуелдігін тізбектің сыртқы сипаттамасы деп атайды(1ә -сурет). Реалды э.қ.к. көзінің Ri мәні өте аз болатындықтан кернеудің азаю деңгейі тізбектегі токқа тікелей байланысты. Идеал э.қ.к. көзі үшін Ri =0, U=E, яғни оның қысқыштарының арасындағы кернеу әр уақытта тұрақты және ол арқылы жүретін токқа тәуелсіз.

Реалды ток көзі үшін J=I+U/Ri = I+I∙Rж /Ri = I(1+ Rж /Ri ), мұндағы J=Ik=E/Ri -ток көзінің қысқаша тұйықталу тогы. Егер Ri →, E → болса, онда J=E/Ri қысқаша тұйықталу тогын береді. Ток көзінің ішкі кедергісі өте үлкен (Ri →)болып және көп жағдайда Ri >> Rж болса, бұл жағдайда ток көзін идеалды дейді және I=J. Ток көзі бар тізбектің сыртқы сипаттамасы 1в-суретте көрсетілген.

Сонымен идеалды Э.Қ.К. көзі жүктемеге мәні тұрақты, жүктемеге тәуелді өзгермейтін кернеу берсе, ал идеалды ток көзі жүктемеге мәні тұрақты ток беріп отырады.

а) ә) б) в)

1-сурет

Ом заңы. а) Тармақталмаған тізбекте э.қ.к. көзі болмаған жағдайда: I=U/R.

ә)Тармақталмаған тізбекте э.қ.к. көзі болған жағдайда: I=(U+E)/R. Өрнектегі «+» таңбасы Е мен I бағыттары бағыттас болғанда қойылады,ал «-» таңбасы Е мен I бағыттары қарама-қарсы болғанда қойылады.

б)Толық тізбек үшін Ом заңы: I=E/(Ri+Rж)

Кирхгоф бірінші заңы. Бірінші анықтамасы: Тізбектің кез-келген түйінінде түйіскен токтардың алгебралық қосындысы нөлге тең. Математикалық түрде жазылуы:. Теңдеу құру үшін тұйінге кірген токтардың таңбасын «+» , ал шыққан токтардың таңбасын «-» етіп алу керек.

Екінші анықтамасы: Түйінге кірген токтардың арифметикалық қосындысы түйіннен шыққан тоқтардың арифметикалық қосындысына тең.

Кирхгоф екінші заңы. Бірінші анықтамасы: Тұйық контурдағы э.қ.к.-тердің алгебралық қосындысы сол контурдағы кедергілердегі кернеулердің түсулердің алгебралық қосындысына тең. Екінші анықтамасы: Кез-келген тұйық контурдың бойындағы кернеулердің алгебралық қосындысына нөлге тең.

Математикалық түрде жазылуы: ,

Кирхофтың екінші заңы бойынша теңдеу құрудың реті:

а) Тізбектің тармақтарындағы токтардың бағыттарын өз қалауымызша таңдап аламыз;

ә) Тізбектің контурларын айналу бағытын өз қарауымызша таңдап аламыз;

б) Э.қ.к.- тің алгебралық қосындысын тапқан кезде контурдағы э.қ.к.-нің бағыты контурды айналу бағытымен сәйкес келсе, онда оның таңбасы «+», ал керісінше жағдайда «-» болады;

в) Токтың бағыты контурды айналу бағытымен сәйкес келсе, онда кернеудің түсуінің таңбасы таңбасы «+», ал керісінше жағдайда «-» болады.

Бірінші заң бойынша құрылатын теңдеулер саны: т-1, мұндағы т- тізбектегі түйіндер саны.

Екінші заң бойынша құрылатын теңдеулер саны : к - ( т-1), мұндағы к- тізбектегі тармақтар саны.

Негізгі әдебиеттер: [1(3-29), 3(6-17, 21-26, 35-38, 50-70)]

Қосымша әдебиеттер: [ 4,5,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1.Электротехниканың дамуның қысқаша тарихы.

2.Электр тізбектерінің негізгі ұғымдары. Электр энергия көзі. Электр энергиясын тұтынушылар. Электр тізбектерінің жіктелуі. Электр сұлбалары. Топологиялық ұғымдар: түйін, тармақ, контур.

3.Тұрақты ток тізбегі. Электр қозғаушы күш көзі (э.қ.к) және ток көзі. Олардың сипаттамалары.

4.Тармақталмаған электр тізбегі бөлігі үшін Ом заңы. Э.қ.к-і бар тармақталмаған электр тізбегі бөлігі үшін Ом заңы. Толық тізбек үшін Ом заңы.

5.Кирхгофтың бірінші және екінші заңдары бойынша теңдеулер құру реті.

№2 Дәріс. Бір э.қ.к-і бар тұрақты ток тізбектерін есептеу. Балама түрлендіру тәсілі. Э.қ.к.-тердің бірізді және параллель жалғануы. Электр тізбегінің негізгі принциптері

Бір қоректендіргіші бар электр тізбектерін есептеу үшін балама түрлендіруді қолдануға болады.

а) Кедергілері бірізді жалғанған электр тізбегін есептеу үшін кедергілерді бір балама (эквивалент) кедергімен Rб айырбастаймыз (2-сурет). Бұл жағдайда тізбектегі ток I= U/Rб. Балама кедергінің Rб мәнін анықтау үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеу құрамыз: U=U1+U2+U3, мұндағы U1=I∙R1 ; U2=I∙R2 ; U3=I∙R3 ; U = I∙Rб. Сонда I∙Rб=I∙R1+ I∙R2+ I∙R3 = I(R1+R2+R3). Бұл теңдеуден Rб=R1+R2+R3. Егер кедергілер бірізді жалғанса, онда балама кедергінің мәні осы кедергілердің арифметикалық қосындысына тең.

2-сурет

ә) Кедергілері параллель жалғанған электр тізбегін есептеу үшін кедергілерді бір балама (эквивалент) кедергімен Rб айырбастаймыз. Бұл жағдайда тізбектегі толық ток I= U/Rб. Балама кедергінің Rб мәнін анықтау үшін Кирхгофтың бірінші заңы бойынша теңдеу құрамыз. Параллель тармақтар саны үшеу болған жағдайда I=I1+I2+I3, мұндағы I1=U/R1 , I2=U/R2 , I3=U/R3 – параллель тармақтардағы токтар. Сонда U/Rб=U/R1+U/R2+U/R3. Бұл теңдеуден 1/Rб=1/R1+1/R2+1/R3 немесе Gб=G1+G2+G3, мұндағы Gб ,G1 ,G2 ,G3 –тізбектің толық өткізгіштігі және параллель тармақтардың өткізгіштіктері. Жалпы жағдайда 1/Rб=1/ +1/R2+1/R3+...+1/ Rn , Gб=G1+G2+G3+…+ Gn .

б) Кедергілері аралас жалғанған электр тізбегін есептеу үшін алдымен параллель тармақтардың кедергісін бір балама кедергімен R23 айырбастаймыз: 1/R23=1/R2+1/R3. Сонан кейін R1 мен R23 бірізді жалғанғандықтан балама кедергімен Rб= R1+ R23 айырбастаймыз (3-сурет). Тізбектегі толық ток

I1=U/Rб=U/( R1+R23).I2 мен I3 токтарын табу үшін Uаб кернеуін табамыз: Uаб=I1 ∙R23. Бұдан кейін токтарды табуға болады: I2=Uаб/R2 , I3=Uаб/R3 .

3-сурет

в) Кедергілердің ұшбұрыштап және жұлдызша жалғануы және оларды балама түрлендіру.

Кейбір жағдайларда есепті жеңілдету мақсатында ұшбұрыштап жалғанған кедергілерді жұлдызша жалғау сұлбасына түрлендіреді. Кейде керісінше түрлендіру де қолданылады. Түрлендіру кезінде мынандай шарттар орындалуы керек:а)Үшбұрыштың А,В,С түйіндеріндегі потенциалдар жұлдызшаның А,В,С потенциалына тең болуы керек; ә)Үшбұрыштың А,В,С түйіндеріне келетін токтар жұлдызшаның осы түйіндерге келетін токтарына тең болуы керек; б)Түрлендіру тізбектің басқа бөлігіне әсер етпеуі керек.

4-сурет

Жұлдызша сұлбаның кедергілерін түрлендірілген үшбұрыш сұлбаның кедергілері арқылы табуға болады: RA=RAB ∙RCA /(RAB+RCA+RBC); RB=RAB ∙RBC /(RAB+RCA+RBC); RC=RCA∙RBC /(RAB+RCA+RBC).

Жұлдызша сұлбаны үшбұрыш сұлбаға түрлендіргенде оның кедергілері төмендегі формулалар арқылы табылады: RAB=RA+RB+RA∙RB/RC; RBC=RB+RC+RB∙RC/RA; RCA=RC+RA+RC∙RA/RB

г)Қоректендіргіштер бірізді жалғанса, онда оларды бір балама қоректендіргішпен айырбастауға (түрлендіруге) болады. Балама қоректендіргіштің э.қ.к.-і Eб қоректендіргіштердің э.қ.к.-терінің алгебралық қосындысына тең, ал ішкі кедергісі Rб қоректендіргіштердің ішкі кедергілерінің арифметикалық қосындысына тең: Rб=R1+R2+...+Rn. Бағыттары токтың бағыттымен бағыттас э.қ.к.-тер плюс таңбасымен алынады. Керісінше жағдайда таңбасы минус болады.

д) Параллель жалғанған қоректендіргіштерді бір балама қоректендіргішпен айырбастауға (түрлендіруге) болады (5-сурет) .

5-сурет

Кирхгофтың бірінші заңы бойынша: I=I1+I2+I3+I4, немесе

(Eб – Uаб)/Rб =(E1 – Uаб)/R1+(E2 – Uаб)/R2 +(-E3 – Uаб)/R3+(E4 – Uаб)/R4. Бұдан

Eб= (E1G1+ E2G2-E3G3+E4G4 )/(G1+G2+G3+G4 ), 1/Rб=1/R1+1/ R2+1/ R3+1/R4= G1+G2+G3+G4.

Жалпы жағдайда Уб=/

Электр тізбегінің негізгі принциптері (қасиеттері). 1)Беттестіру принципі: Егер тізбекте бірнеше электр қозғаушы күштер болса, онда осы тізбектің кез келген тармағындағы ток осы электр қозғаушы күштердің сол тармақта әрқайсы тудырған токтарының алгебралық қосындысына тең.

2)Теңгеру принципі: Тізбектің тармағындағы кедергіні сандық мәні сол кедергі мен токтың көбейтіндісіне тең, ал бағыты токтың бағытына қарама- қарсы электр қозғаушы күшімен айырбастауға болады.

3)Өзаралық принцип: Тізбектің k тармағына орналасқан э.қ.к. m тармағында Im (Im=Eк ∙Gkm) тогын тудырса, онда m тармағындағы э.қ.к. Еm=Eк k тармағында мәні Im-ге тең Ik (Iк =Em ∙Gmk )тогын тудырады. Gkm , Gmk -өзаралық өткізгіштіктер.

Қуаттар балансы:Тізбектегі қоректендіргіштердің қуаттарының алгебралық қосындысы сол тізбектегі тұтынушылардың қуаттарының арифметикалық қосындысына тең. Қоректендіргіштің қуаты

Рқ =E∙I, ал тұтынушы қуаты Pт =I2 ∙R формулалары арқылы анықталады.

Потенциалдық диаграмма потенциалдың тізбектің өн бойындағы өзгерісін сипаттайды. Тізбектің бір нүктесінің потенциалын нөлге тең деп алады да, қалған нүктелердің потенциалдарын осы нүктенің потенциалымен салыстыра отырып анықтайды. Абцисса осіне масштаб бойынша кедергілерді салады, ал ордината осінде потенциалдарды көрсетеді.

Негізгі әдебиеттер: [1(21-24, 33-35, 42-54), 3(71-74, 80-91, 94-96, 104-108)]

Қосымша әдебиеттер: [ 4,5,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1.Бір э.қ.к-і бар электр тізбектерін есептеу. Балама түрлендіру тәсілі. Кедергілердің бірізді, параллель және аралас жалғануы.

2.Кедергілердің жұлдызша және үшбұрыштап жалғануы.

3.Э.қ.к-тердің бірізді және параллель жалғануы. Балама генератордың параметрлері.

4.Электр тізбегінің негізгі принциптері

5.Қуаттар тепе-теңдігі. Потенциалдық диаграмманы құру.

№3 Дәріс. Тұрақты токтың бірнеше э.қ.к.-тері бар күрделі тізбектерін есептеу тәсілдері. Кирхгоф заңдарын пайдалану арқылы есептеу тәсілі. Контурлық токтар тәсілі. Түйіндік потенциалдар тәсілі

Тұрақты токтың күрделі тізбектерін есептеу үшін мынандай тәсілдерді қолдануға болады:

1) Кирхгофтың заңдарын пайдаланып есептеу тәсілі; 2) Контурлық токтар тәсілі; 3) Түйіндік потенциалдар тәсілі; 4) Екі түйіндік тәсіл; 5) Балама генератор тәсілі.

Кирхофтың заңдарын пайдалану арқылы есептеу тізбектің тармақтарындағы анықталуға тиісті токтарға қатысты теңдеулер құрудан басталады. Құрылатын теңдеулер саны белгісіз токтар санына тең. Кирхгофтың бірінші заңы бойынша құрылатын теңдеулер саны тізбектегі түйін санынан біреуге кем болады, яғни т-1 тең. Мұндағы т- тізбектегі түйіндер саны. Кирхгофтың екінші заңы бойынша құрылатын теңдеулер саны жалпы құрылатын теңдеулер саны мен бірінші заңы бойынша құрылатын теңдеулер санының айырмасына тең, яғни к -( т-1). Мұндағы к-тізбектегі тармақтар саны. Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеулер құру кезінде басқа контурға кірмеген тармағы бар тәуелсіз контурлар үшін құруға тырысқан жөн.

Кирхгофтың заңдары бойынша

6-суретте көрсетілген тізбек үшін теңдеулер құру:

Түйіндер үшін

а) –I1– I6 – I3 =0

б) I1+I2 – I5 =0

в) I6 – I2 – I4 =0

Контурлар үшін

1-контур) E1 – E3=I1∙R1+I5∙R5 – I3∙R3

2-контур) –E2+E4= -I2∙R2+I4∙R4 – I5∙R5

3-контур) E3 – E4= –I6∙R6–I4∙R4 + I3∙R3

Теңдеулер жүйесін өзімізге белгілі әдестер арқылы шешеміз де, I1,I2,I3,I4,I5,I6 токтарды табамыз

6-сурет

2.Контурлық токтар тәсілі. Бұл тәсілді қолданған кезде электр сұлбасының тәуелсіз контурында тек өзінің контурлық тогы жүреді деп есептейді. Контурлық ток деп қарастырылған контурдың барлық тармақтарымен жүреді деп шартты түрде қабылданған ток. Бұл тәсіл бойынша теңдеулер Кирхгофтың екінші заңы бойынша контурлық токтарға байланысты құрылады. Сондықтан есептеу жұмысы көп жеңілдейді.

Контурлық токтар тәсілінің есептеу жұмысында қолданылуын 6-суретте көрсетілген тізбектің тармақтарындағы токтарды анықтау арқылы қарастырайық. Әрбір контур үшін контурлық токтың бағытын өз қалауымызша, мысалы сағат тілінің жүрісінің бағытымен бағыттас етіп таңдап аламыз. Екі контурға ортақ тармақпен жүретін контурлық токтар бағыттас болса, онда олардың қосындысы алынады. Керісінше жағдайда олардың айырмасын алады. Жалпы жағдайда қарастыралатын тізбек үшін теңдеулер мынадай түрде жазылады:

Е11= I11∙R11+ I22∙R 12 + I 33∙ R 13

Е22= I11∙R21+ I22∙R 22 + I 33∙ R 23

Е33= I11∙R31+ I22∙R 32 + I 33∙ R 33

Мұндағы Е11, Е22, Е33- бірінші, екінші және үшінші контурлардың контурлық э.қ.к.-тері;

R11, R22, R 33- бірінші, екінші және үшінші контурлардың өзіндік кедергілері,

R11= R1+R5 +R3; R22= R2+R4+R5; R 33= R6+R4 +R3.

R 12=R21- бірінші мен екінші контурларға ортақ тармақтың кедергісі, “минус” таңбасымен алынады.

R13= R31- бірінші мен үшінші контурларға ортақ тармақтың кедергісі, “минус” таңбасымен алынады.

R 23= R 32- екінші мен үшінші контурларға ортақ тармақтың кедергісі, “минус” таңбасымен алынады.

Теңдеулер 6-суретте көрсетілген тізбек үшін былай жазылады:

E1 – E3=I11∙(R1+R5 +R3) – I22∙R5 –I33∙R3

– E2+E4= I22∙ (R2+R4+R5) – I33∙R4 –I11∙R5

E3 – E4=I33∙ (R6+R4 +R3) – I11∙R3– I22∙R4

Әр теңдеудегі жақшаның ішінде кедергілердің қосындысы контурдың өзіндік кедергісі деп аталады. Теңдеулер жүйесін шешеміз де I11, I22, I33 контурлық токтарын табамыз. Тармақтардың токтарын (I1 ... I6) контурлық токтар арқылы табамыз:I1=I11, I2= –I 22, I3= I33 – I11, I4=I22–I33, I5=I11 – I22, I6= –I33

3.Түйіндік потенциалдар тәсілі. Сұлбалардағы түйіндердің потенциалдарын белгісіз ретінде қабылдап, электр тізбектерін есептеу тәсілін түйіндік потенциалдар тәсілі деп атайды.Айталық, сұлбада n-түйін болсын. Сұлбаның кез-келген бір нүктесін ойша жермен қосамыз, яғни оның потенциалын нөлге тең деп аламыз.Соның нәтижесінде белгісіздер саны n-1-ге дейін азаяды. Бұл тәсіл бойынша теңдеулер Кирхгофтың бірінші заңы бойынша түйінде түйіскен токтарға арнап құрылады. Токтарды түйіндердің потенциалдары арқылы Ом заңы бойынша өрнектеуге болады. Нәтижесінде теңдеулер жүйесі мынадай түрде жазылады:

φ1G11 + φ2G12 + φ3G13= I11

φ1G21 + φ2G22 + φ3G23= I22

φ1G31 + φ2G32 + φ3G33= I33

φ1, φ2, φ3- бірінші, екінші және үшінші түйіндердің потенциалдары; G11, G22, G33-- бірінші, екінші және үшінші түйіндерде түйіскен тармақтардың өткізгіштердің қосындысы; Gkm- k мен m түйіндерді байланыстыратын тармақтың өткізгіштігі, “минус” таңбасымен алынады; I11, I22, I33- түйіндердің түйіндік токтары. Белгілі бір түйіннің түйіндік тогы сол түйінмен байланысқан тармақтардағы э.қ.к.-терді сол тармақтардың кедергілеріне бөлу арқылы табылған токтардың алгебралық қосындысына тең. Э.қ.к.-тері түйінге бағытталған тармақтардың токтары «плюс» таңбасымен алынады, ал керісінше жағдайда «минус»таңбасы алынады.

Берілген тізбектің (6-сурет) « г» түйінінің потенциалын нөлге тең деп аламыз.Теңдеулер көрсетілген тізбек үшін былай жазылады:

φа(g1+g3+g6) - φбg1 - φвg6= -E1g1-Е3g3

φб(g1+g2+g5) - φаg1 - φвg2= E1g1 + E2g2

φв(g2+g4+g6) - φбg2 - φаg6= -E2g2 -E4g4

Мұндағы g1=1/R 1, g2=1/R2, g3=1/R3 , g4=1/R4 , g5=1/R5 , g6=1/R6.

Теңдеулер жүйесін шешу арқылы φа, φб, φв табамыз. Токтардың мәндерін Ом заңы арқылы табамыз:

I1= (E1+ Uаб)/R1 = [E1+(φа - φб)]/R1, I2= (E2+ Uвб)/R2=[E2+(φв- φб) ]/R2, I3= (E3+ Uаг)/R3=[E3+ (φа - φг) ]/R2

I4= Uвг/R4=(φв - φг)/R4 = φв/R4 I5= Uбг/R5=(φб - φг)/R4 = φб/R5 I6= (E6+ Uав)/R6=[ E6+ (φа - φв) ]/R6

Негізгі әдебиеттер: [1(24-33, 35-40), 3(68-71, 74-80, 98-103)]

Қосымша әдебиеттер: [ 4,5,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1.Бірнеше э.қ.к-ілері бар күрделі тұрақты ток тізбектерін есептеу тәсілдері. Ом және Кирхгоф заңдарын пайдалану арқылы есептеу.

2.Контурлық токтар тәсілі.

3.Түйіндік потенциалдар тәсілі.

№4 Дәріс. Екі түйіндік тәсіл. Екіұштықтар. Балама генератор тәсілі. Энергияны активті екіұштықтан пассивті екіұштыққа беру

Екі түйіндік тәсіл. Көп жағдайда екі түйіннен тұратын электр сұлбалар кездеседі. Мұндай сұлбаларды есептеу үшін түйіндік потенциалдар тәсілінің жеке бір түрі –екі түйіндік тәсілді қолданған тиімді. Бұл тәсіл бойынша екі түйін арасындағы кернеуді табу арқылы тармақтардағы токтарды анықтайды. Мысалы, 7-суреттегі тізбектің тармақтарындағы токтарды табайық. Ол үшін алдымен Uаб кернеуін табамыз. Тізбектің «б » түйінінің потенциалын нөлге тең деп аламыз. Сонда Uаб=φа – φб = φа – 0 = φа.

Тізбектің «а » түйіні үшін: I1 + I2 +I3 + I4=0,

мұндағы I1= (E1 - Uаб)/R1=(E1-φа)/R1,

I2= - Uаб . R2= -φа . R2, I3= (-E3 - Uаб).R 3=(-E3-φа).R3, I4= -φа . R4.

Токтардың өрнектерін теңдеуге қоямыз да , φа табамыз:

φа(g1+g2+g3+g4)= E1g1 – E3g3,

φа=(E1g1 – E3g6)/ (g1+g2+g3+g4).

Табылған φа мәнін токтардың өрнектеріне қойып, олардың мәндерін анықтаймыз. Табылған φа мәнін токтардың өрнектеріне қойып, олардың мәндерін анықтаймыз. Жалпы жағдайда Uаб =∑ Eкgк /∑gк.

Балама генератор тәсілі. Бұл тәсіл күрделі тізбектің бір тармағындағы токты табу үшін қолданылады. Бұл тәсіл бойынша есептеу үшін қарастырылатын тармақты тізбектің басқа бөлігінен бөліктеп аламыз. Қалған бөлікті активті екіұштық деп қарастырамыз. Активті екіұштық дегеніміз екі ғана жалғану ұшы бар, ал ішінде э.қ.к. мен резисторлар бар тізбекті айтамыз (8-сурет).

8-сурет

Егер екіұштықтың ішінде энергия көзі (қоректендіргіш) болмаса, онда оны пассивты екіұштық дейді және оны электр энергиясын қабылдаушы деп санайды. Балама сұлбада пассивты екіұштықты бір кедергімен бейнелейді. Ол кедергіні екіұштықтың ішкі немесе кірістік кедергісі деп атайды.

Тізбектің бөлектенген тармағына байланысты активті екіұштықтықты балама генератормен айырбастауға болады. Бұл генератордың э.қ.к.-і Eб бос жүріс режимі кезінде бөлектенген тармақтың қысқыштарындағы кернеуге Uбж тең, ал , ішкі кедергісі Rб екіұштықтықтың кірістік кедергісі Ri тең.

Қарастырылатын тармақтағы токты табуды мынадай ретпен жүргізген жөн:

а)Eб-ні табу үшін бос жүріс режимін қарастырамыз, яғни тогы анықталуға тиісті тармақты а және б нүктелерінде үзіп, екіұштыдан оны айырып тастаймыз. Онан кейін а және б нүктелерінің арасындағы кернеуді Uаббж есептік жолмен немесе өлшеу арқылы табамыз.

ә) Генератордың ішкі кедергісі Rб табу үшін а және б нүктелеріне байланысты екіұштықтың толық кедергісін анықтаймыз. Ол үшін екіұштықтың сұлбасындағы э.қ.к.-терді алып тастап, олардың орындарын қысқы тұйықтаймыз. Сұлбада тек кедергілерді қалдырамыз.

б) Қарастырылатын тармақтағы токты мына формула бойынша табамыз: I= Uаббж /( Rж+ Ri) .

Егер қарастырылатын тармақтың кедергісін нөлге теңестірсе ( Rж =0), онда ол үшін қысқаша тұйықталу режимі орын алады. Тармақпен қысқаша тұйықталу тогы (Iқ.т) жүреді: Iқ.т= Uаббж /Rі. Бұдан

Rі .=Uаббж /Iқ.т , яғни ішкі кедергіні табу үшін бос жүріс режимі кезінде өлшенген кернеуді Uаббж қысқаша тұйықталу режимі кезінде өлшенген токқа Iқ.т бөлу керек.

Энергияны активтік екіұштықтан жүктемеге беру. Активті екіұштыққа қосылған жүктемеде Rж бөлінетін қуат P = I2 R = Uаббж Rж /( Rж+ Ri). Қабылдағышқа максимал қуат беру шартын анықтау үшін P-ның Rж бойынша бірінші ретті туындысын тауып,оны нөлге теңейміз. Осыдан Rж = Ri. Демек осы теңдік орындалған жағдайда жүктемеде максимал қуат бөлінеді: Pmax= U2аббж /4Rі. Балама генераторда бөлінетін толық қуат Pтол =Uаббж I =U2аббж /( Rж+ Ri). Пайдалы әсер коэффициенті ( п.ә.к.): η= P/ Pтол = Rж /( Rж+ Ri). Егер Rж = Ri болса, онда η=0,5.

Активті екіұштықтың кірістік кедергісіне Ri тең жұктеме кедергіні Rж келістіру немесе үйлестіру жүктемесі деп атайды.

Байланыс жүйелерінде, электроникада көп жағдайда қабылдағышқа максимал қуат берудің маңызы зор.

Беріліс желісі арқылы энергияны тасымалдау. Электр желісінің сұлбасы 9а-суретте бейнеленген, мұндағы U1 –желінің басындағы генератордың кернеуі; U2 – желінің соңындағы жүктеменің кернеуі; Rс –желінің сымдарының кедергісі; Rж – жүктеменің кедергісі.

Нақты желілер арқылы үлкен қуат бергенде η = 0,94...0,99 болса онда U2 кернеуі U1 – ден бірнеше пайызға кіші болады. Өте үлкен қуатты алыс қашықтыққа тасымалдағанда п.ә.к.- тің жоғары болуы экономикалық жағынан тиімді. Желінің басындағы қуаттың P1 және жүктемедегі қуаттың P2 , п.ә.к пен U2 –нің жүктемедегі токта тәуелді өзгерістерін сипаттайтын сызықтар 9ә-суретте бейнеленген. Олар төмендегі теңдеулер негізінде салынған: P1=U1I; P2=U1I- I2 Rс; η = Rж /( Rж+ Rс); U2=U1 - I Rс. Токтың максималдық мәні Imax = U1 / Rс жүктеменің қысқаша тұйықталу кезінде орын алады.

Желінің п.ә.к.-інің мәні U1 кернеуі неғұрлым жоғары болған сайын, соғұрлым жоғары болады.

Негізгі әдебиеттер: [1(40-41, 54-58), 3(97-98, 109-118)]

Қосымша әдебиеттер: [ 4,5,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1.Қандай тізбектерді есептеу үшін екі түйіндік тәсіл қолданылады? Бұл тәсіл бойынша тізбекті есептеу қалай жүргізіледі?

2.Қандай жағдайда тізбекті есептеу үшін балама генератор тәсілін қолданады? Бұл тәсіл бойынша тізбекті 9-сурет есептеу қалай жүргізіледі?

3.Энергияны активті екіұштыдан пассивті екі ұштыға беру. Қабылдағышқа максимал қуат беру шарты қандай? Пайдалы әсер коэффициенті ( п.ә.к.) қалай анықталады?

4.Энергияны беріліс желісі арқылы тасымалдаған кезде жүктемедегі кернеудің, жүктемеде бөлінетін қуаттың және п.ә.к.-тің токқа тәуелді өзгерістерінің сипаты қандай?

№5 Дәріс. Синусоидалы ток тізбегі. Синусоидалы шамаларды сипаттайтын параметрлер. Синусоидалы шамалардың мәндері және оларды бейнелеу жолдары

Синусоидалы ток практикада кеңінен қолданылады. Синусоидалы токтың тұрақты токқа қарағанда мынадай артықшылықтары бар: а) Синусоидалы ток өндіретін қондырғылардың (генераторлардың) құрылысы тұрақты ток генераторларына қарағанда қарапайым, жұмыс істеу сенімділігі өте жоғары және бағасы арзан; ә) Трансформаторларды қолдану арқылы синусоидалы кернеудің мәнін өте жоғары дәрежеге көтеруге болатындықтан синусоидалы токты алыс қашықтыққа жеткізу арзанға түседі; б)Синусоидалы токты пайдаланып жұмыс жасайтын электр қондырғылардың құрылысы тұрақты ток қондырғыларына қарағанда әлде қайда қарапайым және арзан.

Синусоидалы ток деп мәні уақытқа тәуелді синусоидалық заңдылықпен өзгеретін токты айтамыз: i=Im*sin(t+). Оның графигі 10-суретте көрсетілген. Синусоидалы токты мынадай параметрлер арқылы сипаттауға болады:

1)Амплитудалық мән ( Im, Um, Em ) – синусоидалық шаманың ең үлкен максимал мәні.

2)Периоды ( Т ) – толық бір тербеліс жасауға кететін уақыт.[c]

3)Жиілік ( f ) – бір секунда ішінде жасалатын тербеліс саны.[1/c];[Гц] f=1/T; T=1/f

4)Бұрыштық жиілік (ω) ω =2πf= 2π/ T, [рад/с]

5)Фаза (t+ φ ) – кез келген сәттегі синусоидалық шаманың мәнін анықтауға мүмкіндік береді.

6)Бастапқы фаза φ - синусоидалық шаманың уақыт нөлге тең болған кездегі мәнін анықтауға мүмкіндік береді. Егер φ таңбасы оң болса, онда синусоида ордината осі бойынша солға қарай φ бұрышқа ығысады. ,

ТМД елдерінде және Еуропаның біраз елдерінде жиілігі 50Гц синусоидалы кернеу кеңінен қолданылады.

10-сурет Синусоидалы шамалардың мәндері: а) Амплитудалық мән ( Im, Um, Em ); ә) Лездік мән ( i, u, e ) - синусоидалы шаманың кез келген сәттегі мәні: i=Imsin(t+i); u=Umsin(t+u); e=Emsin(t+e); б) Орташа мән (Iор, Uор, Eор) - синусоидалы шаманың жарты период ішіндегі орташа мәні:

Iор===Im=o.638Im: Uор== Um=0.638Um.

Сонымен орташа мән амплитудалық мәннен π/2 есе аз.

в)Әрекеттік мән ( I, U, E ) немесе орташа квадраттық мән

I= = = Im/=0.707Im, сол сияқты U= Um/ = 0.707Um, Е=0.707Em.

Синусоидалы шамалардың әрекеттік мәндері олардың амплитудалық мәндерінен есе аз. Синусоидалы ток әрекеттік мәні кедергі арқылы жүрген кезде бір период ішінде синусоидалы ток қанша жылу бөлсе, сонша уақытта сондай жылу бөліп шығаратын тұрақты токтың мәніне тең.

Өлшеу аспаптардың көпшілігі синусоидалы шаманың әрекеттік мәнін көрсетеді.

Синусоидалы шамаларды бейнелеу жолдары: а) Тригонометриялық функциялар арқылы бейнелеу: i=Imsin(t+i) ; u=Umsin(t+u);

ә) Тікбұрыштық координаталарда уақыттық диаграмма арқылы бейнелеу ( 10-сурет);

б) Айнымалы вектор арқылы бейнелеу. Тікбұрыштық координаталар жазығында ұзындығы синусоидалы токтың i=Imsin(t+) амплитудасына Im тең вектор тең бұрыштық жылдамдықпен айналып тұр делік (11-сурет). Бастапқы жағдайда вектор абцисса осінен бұрышына ығысқан. Уақыт өткен сайын вектор t жылдамдығымен айналып, шеңбер сызып шығады Егер вектордың әрбір сәттегі ордината осіндегі проекциясыларын уақыттық диаграмма түрінде бейнелесек, онда проекцияның синусоидалы заңдылықпен өзгеретіндігін көреміз, яғни вектордың ордината осіндегі проекциясының уақытқа тәуелді өзгерісі синусоидалы шаманың лездік мәндерін өзгерісін сипаттайды. Демек, синусоидалы шаманы ұзындығы оның амплитудасына тең, жылдамдығы оның бұрыштық жиілігіне тең айналмалы вектор түрінде бейнелеуге болады. Вектордың бастапқы жағдайы синусоидалы шаманың бастапқы фазасыменанықталады. Бұрыштық жиілігі бірдей бірнеше синусоидалы шамалардың векторлары бірдей жылдамдықпен айналады. Сондықтан олардың өзара орналасуы өзгермейді. Сол себепті практикада оларды айналдырмайды, оларды бастапқы фазаларына сәйкес жазықтықта өзара орналастырады. Векторларды айналдыру қажеттігі болмағандықтан координаталар осьтерін көрсетудің қажеті болмайды. Бірінші векторды горизонталь немесе вертикал орналастырады да, қалғандарын бастапқы фазаларына сәйкес осы векторға байланысты орналастырады.

Синусоидалы шамалардың векторларлар түрінде бейнелеу оларды геометриялық жолмен қосу немесе алу операциясын орындауға мүмкіндік береді.

в) Синусоидалық шамаларды комплекс сандар арқылы бейнелеу. Синусоидалы шама тригонометиялық функция түрінде берілсін: i=Imsin(t + φ). Комплекстік жазықтыққа ұзындығы амплитудаға Im тең, ал нақты осьпен құрайтын бұрышы бастапқы фазаға φ тең вектор саламыз (12- сурет). Бұл вектордың ұшы белгілі бір комплекс санға - синусоидалы шаманың комплекстік амплитудасына сәйкес келеді. Im = Imej - комплекстік амплитуда.Уақыт өткен сайын фаза өседі де, бұл вектор айналмалы векторға айналады: Imej(t+)= Imcos(t+)+ jImsin(t+). Жорамал бөлік синусоидалы шамаға тең, яғни синусоидалы шаманы комплекс санның жорамал бөлігі арқылы көрсетуге болады.

Синусоидалы шамаларды комплекстік жазықтықта векторлар арқылы көрсету оларды қосып, алуға (геометриялық жолмен) мүмкіндік береді.

Векторлық диаграмма деп жиіліктері бірдей синусоидалық шамаларды комплекстік жазықтықта олардың бастапқы фазаларына сәйкес өзара орналасқан векторларының жиынтығын айтады. Фазалық ығысу деп синусоидалық шамалардың бастапқы фазаларының айырмасын айтады: =φ2 - φ1.

Негізгі әдебиеттер: [1(59-72), 3(136-145)]

Қосымша әдебиеттер: [ 5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1.Синусоидалы ток деп қандай токты атайды?. Синусоидалы шамаларды сипаттайтын қандай параметрлерді білесіз?

2.Синусоидалы шамалардың қандай мәндері бар? Олар қалай анықталады?

3. Синусоидалы шамаларды тікбұрыштық координаталарда уақыттық диаграмма арқылы бейнелеуге түсініктеме беріңіз.

4. Синусоидалы шамаларды айнымалы вектор арқылы бейнелеуге түсініктеме беріңіз.

5. Синусоидалық шамаларды комплекс сандар арқылы бейнелеуге түсініктеме беріңіз.

№6 Дәріс. Активті кедергісі бар тізбек. Идеал индуктивті элементі бар тізбек. Идеал сыйымдылық элементі бар тізбек

Активті кедергісі бар тізбек. Кедергісі бар элементті резистор дейді. Осы резистордың айнымалы токқа көрсететін кедергісін активті кедергі деп атайды. Активті кедергі айнымалы токтың электр энергиясының жылу энергиясына айналуын сипаттайды.

13-сурет

Синусоидалы кернеуді u=Umsin(t+u) активті кедергісі бар тізбекке берсек ( 13а-сурет) , онда кедергі арқылы жүретін токтың лездік мәні

i=u/r= Um/r sin(t+u)=Imsin(t+i). Бұдан токтың әрекеттік мәні

I= (Um/ ) /r, ал фазасы i=u, Фазалық ығысу =u-i = 0

Сонымен токтың I және кернеудің комплекстердің U векторлары өзара бір түзудің бойында орналасады және бағыттас болады ( 13б-сурет). Лездік қуат деп кернеудің лездік мәнінің токтың лездік мәніне көбейтіндісін айтады: р=ui = UmImsin2t = UmIm()=

14-сурет

Лездік қуат тұрақты құраушыдан және екі еселенген жиілікпен өзгеретін айнымалы құраушыдан тұрады ( 14-сурет). Оның таңбасы әр уақытта оң, яғни электр энергиясы тұрақты түрде басқа түрлі энергияға түрленеді. Период ішіндегі орташа қуатты активті қуат деп атаймыз:

P=, немесе P=UI= =I2 r =. Активті қуаттың өлшем бірлігі ретінде Ватт ( Вт) қабылданған.

Идеал индуктивті элементі бар тізбек (15-сурет). Индуктивтік элемент уақытқа байланысты магнит ағынының өзгерісінен э.қ.к.-тің туу құбылысын және нақты электр тізбегінің элементінде магнит өрісінің

энергиясының жинақталу құбылысын есептеуге мүмкіндік береді. Индуктивті орамамен айнымалы ток жүрген кезде оның бойында бағыты сол токқа қарама- қарсы өзіндік э.қ.к. eL пайда болады.

15-сурет

16-сурет

17-сурет

Оны берілген кернеу теңгереді: u = -eL, мұндағы eL= - L. Бұдан uL= L. Егер ток синусоидалы болса i=Imsint, онда uL = L= ImLcost = Umsin(t+90o), мұндағы Um=Im*L=Im xL, ал xL=L индуктивті кедергі деп аталады.

Фазалық ығысу =u -i =90o , яғни векторлық диаграммада кернеудің U векторы токтың I векторы фаза бойынша 90о-қа озады(16-сурет). Лездік қуат: p = iu = Im sint Umcost = (sin2ωt) UmIm/2, яғни оның екі еселенген жиілікпен өзгеретіндігін көреміз. Оның амплитудасын QL реактивті индуктивті қуат деп атайды.

QL= ;

Өлшем бірлігі - вольтампер реактивтік [ВАр]. Периодтың бірінші ширегінде индуктивті элемент электр желісінен энергия алып, оны магнит өрісінің энергиясына айналдырады да, бойына жинайды(17-сурет). Екінші ширекте лездік қуаттың таңбасы теріс, яғни индуктивті элемент бойына жинақтаған магнит энергиясын электр энергиясына түрлендіріп, электр желісіне қайтарады. Үшінші ширекте индуктивті элемент электр желісінен энергия алады да,

төртінші ширекте сол энергияны қайтарады. Период ішіндегі орташа қуат нөлге тең( P=0). Сонымен индуктивті элементте электр энергиясының магнит энергиясына, магнит энергиясының электр энергиясына айналу құбылысы алма кезек жүріп жатады.

Идеал сыйымдылық элементі бар тізбек ( 18-сурет). Егер сыйымдылық элементке синусоидалы кернеу u = Umsint берілген болса, ондағы заряд та синусоидалы заңдылықпен өзгереді:

18-сурет

19-сурет

q=Cu= СUmsint. Сыйымдылық элементпен жүретін ток i = dq/dt = C. Бұдан Im= UmC = = Um/xc , мұндағы xC= сыйымдылық кедергі. Токтың әрекеттік мәні I= Uc/xc.

Фазалық ығысу =u -i =0-90o= -90o, яғни векторлық диаграммада сыйымдылық элементпен жүретін токтың I векторы кернеудің U векторынан фаза бойынша 90о-қа озады (19-сурет).

Лездік қуат: p = i u = Imsin(t+90o)Umsint = (sin2t), яғни ол екі еселенген жиілікпен өзгереді Оның амплитудасын реактивті сыйымдылық қуат Qс деп атайды.

QC= ; Өлшем бірлігі- [ВАр]

Конденсатор периодтың бірінші және үшінші ширектерде қоректендіргіштен энергия алып, бойына жинайды( яғни зарядталады ). Ал екінші және төртінші ширектерде бойына жинаған энергияны электр желісіне қайтарып береді (17-сурет) . Сонымен конденсаторда энергия алмасу құбылыстары жүріп жатады. Период ішіндегі орташа қуат, яғни активті қуат нөлге тең (Р= 0).

Негізгі әдебиеттер: [1(72-78, 94-98), 2(145-152)]

Қосымша әдебиеттер: [ 5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1. Активті кедергісі бар тізбек үшін ток және фазалық ығысу қалай анықталады? Бұл тізбек үшін векторлық диаграмма тұрғызыңыз. Тізбектің лездік қуатын аналитикалық және графикалық жолмен сипаттаңыз. Активті қуат неге тең?

2.Идеал индуктивті элементі бар тізбек үшін кернеуді, индуктивті кедергіні және фазалық ығысуды қалай анықталады? Векторлық диаграммада кернеу мен токтың векторларының өзара орналасуына түсініктеме беріңіз.Лездік қуаттың сипаты қандай? Индуктивті реактивті қуат қалай анықталады?

3. Идеал сиымдылық элемент бар тізбек үшін ток, сиымдылық кедергі және фазалық ығысу қалай анықталады? Бұл тізбек үшін векторлық диаграмма тұрғызыңыз. Тізбектің лездік қуатын аналитикалық және графикалық жолмен сипаттаңыз. Сыйымдылық реактивті қуат неге тең?

№7 Дәріс. Активті кедергісі, идеал индуктивті элемент және сыйымдылық элементтер бірізді жалғанған тізбек

Бірізді жалғанған r, L және C элементтерден тұратын электр тізбегі арқылы ( 20-сурет) синусоидалы ток i=Imsint жүргенде, осы тізбектегі кернеулердің лездік мәндері үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеу құруға болады: u= ur+uL+uC. Онда тізбек күйінің теңдеуі:

20-сурет

u= ri+ L+= rImsint+ImLcost - немесе

u=rImsint+ImLsin(t+90o)+=Umrsint+UmLsin(t++90o) +Umcsin(t - 90o).

Уақытқа тәуелді үш синусоидалы функцияның қосындысын комплекстік тәсілмен есептеген тиімді. Лездік кернеу мен ток негізінде комплекстік ток пен кернеуді жазайық: I,

UrI, ULI , UC=I , U=, j=ej90˚ , -j=e --j90˚

Комплекстік кернеулер мен токты векторлық диаграммада көрсетейік. Фаза бойынша Ur кернеу I токпен дәл келеді, UL фаза бойынша I токтан 90o алға озады, ал UC кернеуі фаза бойынша I токтан 90o

21-сурет

22-сурет

23-сурет

кеш қалады (17-сурет). Ur, UL, және UC векторларды қосу нәтижесінде U векторын аламыз. Бұл векторлар кернеулер үшбұрышын құрайды (21-сурет). Оның бір катетін активті кернеу Ur, екінші катеті реактивті кернеу Up= UL – UC , ал гипотенузаны толық кернеу U құрайды. Пифагор теоремасы бойынша: U=== ==Iz, мұндағы z - толық кедергі. U кернеуінің векторымен I ток векторының арасындағы бұрыш - фазалық ығысуды φ анықтайды: φ= arctg. Егер UL<UC болса, онда φ таңбасы теріс болады.

Кернеулер үшбұрышынан активті кернеуді Ua және реактивті кернеуді Up толық кернеу U мен фазалық ығысу φ арқылы табуға болады: Ua= Ur= Ucos φ ; Up= Usin φ.

Тізбектің толық кедергісінің z формуласындағы xL – xC айырмасын реактивті кедергі xp деп атайды, яғни xp= xL – xC..

Толық кедергінің өрнегі бір катеті активті кедергіге r, екінші катеті реактивті кедергіге xp, ал гипотенузасы толық кедергіге z тең тікбұрышты үшбұрышқа сәйкес келеді. Бұл үшбұрышты кедергілер үшбұрышы деп атайды (22-сурет).

Бұл үшбұрыштан фазалық ығысу φ= arctg xp / r. Оның таңбасы xL < xC болғанда теріс болады.

Егер z және φ белгілі болса, онда кедергілер үшбұрышынан r = z cos φ ; xp= z sin φ.

Лездік қуат: p= ui= -

=, мұндағы pa=-активті лездік қуат; ал pp=- реактивті лездік қуат;

Активті лездік қуат pa=UaI – UaIcos2t= UIcos - UIcoscos2t, яғни ол тұрақты құраушыдан және айнымалы құраушыдан тұрады. Айнымалы құраушы екі еселенген жиілікпен өзгеретін, амлитудасы UIcos -ге тең косинусоида болады. Лездік қуаттың бір период ішіндегі орташа мәні активті қуат деп аталады. Ол лездік қуаттың тұрақты құраушысына тең: P= UI cos= uaI= rI2.

Индуктивті лездік қуат: pL=, сиымдылық лездік қуат: pC=. Бұл қуаттардың фазалары қарама-қарсы. Тізбектің реактивті қуаты:

pp= pL+pC=( xL – xC) I2 sin2t = xp I2 sin2t = Up I sin2t= UI sinφsin2t.

Лездік қуат: p= UIcos - UIcoscos2t + UIsinsin2t = UIcos+ UIsin(2t+ - 90o), яғни

24-сурет

ол тұрақты құраушыдан және айнымалы құраушыдан тұрады (24-сурет). Айнымалы құраушының амплитудасы UI тұрақты құраушыдан артық болғандықтан лездік қуат кейбір сәттерде теріс таңбалы болады. Бұл кезде тізбек қоректендіргішке энергияны қайтып береді. Қайтарылатын энергия тізбектің реактивті бөлігінің энергиясының есебінен жүреді. Айнымалы бөліктің амплитудасын S деп белгілейміз де, толық қуат деп атаймыз: S= IU. Өлшем бірлігі- вольтампер [ВА].

Лездік реактивті қуаттың амплитудасын (UIsin ) реактивті қуат Qp= UIsin деп атайды. Өлшем бірлігі- вольтампер реактивтік [ВАр]. Qp= QL – QC= xLI2 – xCI2= ULI – UC I =Up I.

Кедергілер үшбұрышының қабырғаларын I2 көбейтсек, онда қуаттар үшбұрышын аламыз. Оның бір катеті активті қуатқа P, екінші катеті реактивті қуатқа Qp , ал гипотенузасы толық қуатқа S сәйкес келеді. Бұл үшбұрыштан толық қуат:S=, φ= arctg Qp/ P, немесе P= Scos, Qp = Ssin.

Әр түрлі электротехникалық қондырғыларда бір мезгілде электр энергиясының жылулық немесе механикалық энергияға айналуының қайтымсыз процестерімен қатар қайтымды процесс- электр энергиясының магнит энергиясына айналуы жүріп жатады. Активті қуат пайдалы жылуға немесе механикалық жұмысқа жұмсалатын болғандықтан электр энергиясының бір бөлігі ғана жұмсалады. Реактивті қуат пайдалы жұмыс жасамайды.

Активті қуаттың толық қуатқа қатынасын электротехникада қуат коэффициенті деп атайды: cos= P/ S.

Негізгі әдебиеттер: [1(78-86, 94-98), 3( 152-156, 190-196)]

Қосымша әдебиеттер: [ 5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1. Бірізді жалғанған r, L және C элементтерден тұратын электр тізбек күйінің теңдеуіне түсініктеме беріңіз.

2.Векторлық диаграммада токтың және кернеулердің векторларының өзара орналасуы. Кернеулер үшбұрышы. Активті, реактивті және толық кернеулер.

3. Кедергілер үшбұрышы. Тізбектің активті, реактивті және толық кедергілері.

4. Тізбектің лездік қуаты. Активті, реактивті және толық қуат.

5. Қуаттар үшбұрышы. Қуат коэффициенті.

№8 Дәріс. Активті кедергі, идеал индуктивті элемент және сыйымдылық элементтер параллель жалғанған тізбек

Параллель қосылған активті кедергі r, идеал индуктивті элемент L және сыйымдылық элементтен C тұратын электр тізбегін синусоидалы кернеуге u=Umsinωt қосайық(25-сурет). Барлық тармақтардағы токтарды анықтайық. Кирхгофтың бірінші заңы бойынша:

, немесе i=(Um/r)sinωt+(Um/ωL) sin(ωt-90˚)+ωCUm sin(ωt+90˚).

Комплекстік әрекеттік мәндерге көшейік:

I=Iejφ, Ia= Iaej0, IL=ILe-j90˚ , IC=ICej90˚ , мұндағы Ia=U/r, IL=U/ωL,

IC=UωC – токтардың модульдері, ал U=Um/. Алынған теңдеуден активті кедергідегі токтың фаза бойынша кернеумен бірдей болатынын көреміз. Ток индуктивті элементте фаза бойынша 90˚ артта қалады, ал ток сыйымдылық элементтегі кернеуден фаза бойынша 90˚ озады. Кернеу мен токтардың векторларының өзара орналасуы 26-суреттегі векторлық диаграммада көрсетілген. Индуктивті ток IL пен сыйымдылық токтың IC фазалары қарама-қарсы болғандықтан олар бір бірінен алынады. Олардың айырымын реактивті ток деп атайды: Ip= IL- IC. Векторлық диаграммадан активті ток Ia, реактивті ток Ip және тізбектің толық тогы I тікбұрышты үшбұрыш құрайтынын көреміз. Бұл токтар үшбұрышының катеттерін Ia және Ip токтары құрайды да, ал гипотенузасы I тогы болады. Пифагор теоремасы бойынша :, ,

мұндағы – тізбектің толық өткізгіштігі. Бұл өрнектегі g=1/r-активті өткізгіштік деп, bL=1/xL=1/ ωL реактивті индуктивті өткізгіштік деп, ал bC=1/xC=1/ ωC реактивті сыйымдылық өткізгіштік деп аталады.

Токтар үшбұрышынан тізбектегі кернеудің U толық токтан I фаза бойынша қаншалықты ығысқандығын табуға болады: . Егер bL > bC болса φ таңбасы оң, ал bL < bC болғанда таңбасы теріс болады.

Егер толық ток I және φ белгілі болса, онда Ia= Icosφ, Ip= Isinφ.

27-сурет

Тізбектің толық өткізгіштігінің өрнегі бір катеті активті өткізгіштікке g тең, екінші катеті реактивті өткізгіштікке тең b (b= bL - bC), ал гипотенузасы толық өткізгіштікке y тең тікбұрышты үшбұрышқа сәйкес келеді( 27-сурет). Бұл үшбұрышты өткізгіштер үшбұрышы деп аталады Ток пен кернеу арасындағы фазалық ығысуды өткізгіштер үшбұрышы арқылы табуға болады: φ=arctg( bL - bC)/g. Бұл өрнектен фазалық ығысу индуктивті және сиымдылық өткізгіштіктердің өзара қарым-қатынасына байланысты екендігі көрінеді.

Егер b >0 болса, онда реактивті өткізгіштік b индуктивті сипатта, ал bL < 0 сыйымдылық сипатта болады. Егер b = 0 болса, онда тізбекте токтар резонансы болды.

Егер y және φ белгілі болса, онда g= ycos φ, b= ysin φ.

Токтарды да, қуаттарды да өткізгіштіктер арқылы есептеуге болады: активті ток Ia=Ug, реактивті индуктивті ток IL=UbL,, реактивті сыйымдылық ток IC= UbC , ал тізбектің реактивті тогы Ip= Ub, толық ток I=U y.

Тізбекте бөлінетін активті қуат P=U2g, реактивті индуктивті қуат QL=U2 bL,, реактивті сыйымдылық қуат QC= U2 bC,, толық қуат S= U2 y.

Негізгі әдебиеттер: [1(86-91), 3(167-171)]

Қосымша әдебиеттер: [ 5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1.Параллель қосылған активті кедергі r, идеал индуктивті элемент L және сыйымдылық элементтен C тұратын электр тізбек күйінің теңдеуі. Активті, реактивті және толық токтар.

2. Векторлық диаграмма. Токтар үшбұрышы.

3.Тізбектің активті, реактивті және толық өткізгіштіктері. Өткізгіштіктер үшбұрышы.

4.Фазалық ығысу. Тізбектегі энергетикалық үрдістер.Активті, реактивті және толық қуаттар.

№9 Дәріс. Синусоидалы ток тізбегін есептеудің комплекстік тәсілі.

Комплекстік тәсіл лездік мәндер үшін құрылатын дифференциалдық теңдеуден комплекстік мәндер үшін құрылатын алгебралық теңдеуге өткізуге мүмкіндік береді. Комплекстік тәсілді пайдаланған кезде синусоидалық шамаларды комплекстік сандар ретінде көрсетеді:

А, мұндағы b/a.

Егер , онда . Егер , онда

Кез-келген векторды -ға көбейткенде, ол вектордың модулін өзгертпей 90о-қа бұрады.,ал --ға көбейткенде векторды - 90о-қа бұрады ( 28-сурет). Комплекстік тәсілді пайдалану арқылы синусоидалы шамалардың лездік мәндерін анықтайтын дифференциалдық теңдеулерден комплекстік мәндер арқылы өрнектелген алгебралық теңдеулерге көшуге болады. Бұл есептеу жұмысын жеңілдетуге мүмкіндік береді. Комплекстік тәсілді пайдаланған кезде токтың лездік мәнін (i) оның комплекстік амплитудалық мәніне ( I m) айырбастаймыз, ал лездік активті кернеуді ua=ir комплекстік активті кернеумен. Im r, лездік индуктивті кернеуді uL=L di/dt комплекстік индуктивті кернеумен Im jωL , ал лездік сыйымдылық кернеуді uC=(1/C) ∫idt комплекстік сыйымдылық кернеумен Im(-j/ωC), лездік э.қ.к.-ті e комплекстік кернеумен Em айырбастаймыз.

29-суретте көрсетілген тізбекке Кирхгофтың екінші заңы бойынша лездік мәндер үшін теңдеу құрайық: ua+ uL+ uC= e, немесе

Im r

Теңдеуді комплекстік түрде жазайық: Im r + Im jωL - Im(j/ωC) = Em, Im [ r + j( ωL --1/ωC)] = Em ,

бұдан Im = Em / [ r +j ( ωL --1/ωC)]= Em /Z .

Бұл теңдеудің оң жағын да, сол жағын да √2 бөлсек, онда комплекстік әрекеттік мәндер үшін Ом заңын аламыз: I =E /Z . Мұндағы Z– тізбектің комплекстік кедергісі: Z=[ r +j( ωL --1/ωC)]= r+jx = zej φ. Комплекстік кедергінің нақты бөлігі активті кедергіге r, ал жорамал бөлігі реактивті кедергіге x = ( ωL --1/ωC) тең. Комплекстік кедергінің модулі .

Комплекстік өткізгіштік деп комплекстік кедергіге кері шаманы айтады:

, , мұндағы ,

- активті өткізгіштік, - реактивті өткізгіштік, - толық өткізгіштік.

Ом заңын комплекстік өткізгіштік арқылы жазайық: I =UY, I =Ug – U b= Ia + Ip.

Сонымен электр тізбегінің толық өткізгіштігі нақты бөлігі активті өткізгіштікке, ал жорамал бөлігі реактивті өткізгіштікке тең комплекс сан ретінде жазылады.

30-сурет

30-суретте көрсетілген тізбектің тармақтарының комплекстік кедергілерін жазайық. Ол үшін алдымен активті және реактивті кедергілердің комплекстік түрде жазылуын көрсетейік: = r, XL, .

Тізбектің тармақтарының комплекстік кедергілері:

Тізбектің толық комплекстік кедергісі:

Комплекстік қуат деп кернеудің комплекстік әрекеттік мәнін түйіндес токтың комплекстік әрекеттік мәніне көбейткенге тең: Ỉ. Берілген комплекстік токқа түйіндес токтың модулі осы токтың модулімен бірдей, ал фазасы қарама-қарсы болып келетін токты айтады. Айталық, - берілген ток болса, онда түйіндес ток Ỉ.

Егер болған жағдайда , мұндағы

P = UIcosφ - активті қуат; = UIsinφ - реактивті қуат. Бұдан комплекстік қуаттың нақты бөлігі активті қуатқа тең, ал жорамал бөлігі реактивті қуатқа тең.

Комплекстік қуаттың көрсеткіш түрде жазылуы:=sejφ, мұндағы , .

Синусоидалы ток тізбегіндегі қуаттар тепе-теңдігі мынаны білдіреді: біріншіден, тізбектегі барлық қоректендіргіштердің активті қуаттарының алгебралық қосындысы сол тізбектегі резистивті элементтердің активті қуаттарының арифметикалық қуаттарының қосындысына тең:

∑UқорIқор cos(φu – φi)= ∑rIr 2 немесе ∑Pқор = ∑Pr ,

екіншіден, тізбектегі барлық қоректендіргіштердің реактивті қуаттарының алгебралық қосындысы сол тізбектегі индуктивті элементтердің реактивті қуаттарының арифметикалық қосындысы мен сыйымдылық элементтердің реактивті қуаттарының арифметикалық қосындысының айырмасына тең: ∑UқорIқор sin(φu – φi)= ∑xLI2 L -∑ xCI2 C , немесе ∑Qқор =∑QL - ∑QC.

Қоректендіргіштердің активті және реактивті қуаттарының алгебралық қосындысының қосылғыштарының таңбасы токтың оң бағыты э.қ.к.-тің бағытымен сәйкес болған жағдайда плюс болады, егер, ал керісінше жағдайда минус болады. Қуаттар тепе-теңдігін комплекс түрде өрнектеуге болады: ∑қор =∑қаб, немесе ∑қор =∑Uқор Ỉқор = ∑Pқор +j∑Qқор , ∑қаб =∑Uқаб Ỉқаб= ∑Pқаб +j∑Qқаб. Сондықтан ∑Pқор = ∑Pқаб, ∑Qқор = ∑Qқаб.

Топографиялық диаграммада оның белгілі бір нүктесіне тізбек сұлбасының белгілі бір нүктесінің комплекстік потенциалы сәйкес келеді. Потенциалы нөлге тең деп алынған сұлба нүктесі координаталар басына тура келеді. Топографиялық диаграмма тізбектің кез-келген нүктелерінің арасындағы кернеуді оңай анықтауға мүмкіндік береді. Ол үшін диаграммадағы тиісті нүктелерді түзумен қосады.

Негізгі әдебиеттер: [1(83-91, 97-102), 3(172-209)]

Қосымша әдебиеттер: [5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1.Синусоидалы токтың комплекстік мәндері үшін Ом және Кирхгоф заңдары.

2.Комплекстік кедергі. Комплекстік өткізгіштік.

3.Комплекстік қуат. Қуаттар тепе –теңдігі. Қуатты ваттметрмен өлшеу.

4. Топографиялық диаграммаға түсініктеме беріңіз.

№ 10 Дәріс.Екіұштылардың жиіліктік сипаттамалары. Кернеулер резонансы. Токтар резонансы

Екіұштық бір немесе бірнеше индуктивтіліктен және бір немесе бірнеше сыйымдылықтан тұрады делік. Мұндай екіұштықтың резонанстық режимі деп осы екіұштықтың кірістік кедергісі тек активті сипатта болып, реактивті кедергі немесе реактивті өткізгіштік нөлге тең болған жағдайды айтамыз. Басқаша айтқанда, сыртқы тізбекке қатысты екіұштық өзін резонанстық режимде активті кедергі секілді сезінеді. Сондықтан соның кірісіндегі кернеу және токтың фазалары бір-біріне сәйкес келеді. Ал екіұштықтың бұл кездегі реактивті қуаты нөлге тең болады. Резонанстық режимді екі түрге бөледі: кернеулер резонансы және токтар резонансы.

Электр тізбегінде кернеулер резонансы болу үшін мынадай екі шарт бір мезгілде орындалуы қажет: 1) r, L, C - элементтері тізбектей жалғануы керек; 2) индуктивті кедергі xL сыйымдылық кедергіге xC тең болу керек.

Резонанс кезінде:

а) Тізбектің толық кедергісі:, яғни толық кедергі, біріншіден, активті кедергіге тең болады, екіншіден, оның мәні минималды болады; ә) Тізбектегі ток: I= U/z = U/r, демек токтың мәні максималды болады; б) Фазалық ығысу: , яғни қоректендіргіштің кернеуі мен токтың векторлары бір түзудің бойында жатады; в) Тізбектің элементтеріндегі кернеулер: Ua =Ir=(U/r)r=U, яғни активті кернеу толық кернеуге тең болады; индуктивті кернеу UL =IxL =(xL /r)U , сыйымдылық кернеу UC =IxC =(xC /r)U ; xL =xC болғандықтан UL = UC,, демек, резонанс кезінде индуктивті кернеу сыйымдылық кернеуге тең болады, ал реактивті кернеу Up =UL - UC =0;

Егер xL= xC >>r болса, онда UL= UC >U, яғни резонанс кезінде реактивті элементтердегі кернеу тізбекке берілген кернеуден бірнеше есе көп болуы мүмкін. Бұл апаттық жағдай тудыруы мүмкін.

31-сурет

г) Резонанс кезіндегі токтың және элементтердегі кернеулердің векторларың өзара орналасуы 31-суреттегі векторлық диаграммада көрсетілген; д) Резонанстық бұрыштық жиілік: ω0=1/, резонанстық жиілік ƒ0=1/2π; е) Сипаттамалық кедергі деп индуктивті кедергінің xL немесе сыйымдылық кедергінің xC резонанс кезіндегі мәнін айтады

ж) Контурдың сапалылығы: ; з) Өшу коэффициенті: , демек, ол сапалылыққа кері шама; и) Қуаттар: активті қуат P= I2r, индуктивті қуат QL= xLI2, сыйымдылық қуат QC= xCI2, реактивті қуат Qр= QL - QC=0, яғни резонанс кезінде реактивті қуат нөлге тең болады. Сонымен кернеулер резонансы кезінде ток максималды, ал xL= xC, UL= UC, QL= QC.

r, L, C элементтері бірізді жалғанған тізбектің жиілік сипаттамалары. Мұндай тізбектегі ток:

. Егер ω =0 немесе ω = ∞ болса, онда болады. Ал ω0 = 1/болса, онда ток I=U/r максималды болады. Айталық, 0<ω<∞. Онда индуктивті кернеу: .

Егер , онда , ал егер онда . -дің қандай жиілікте максималды болатындығын анықтау үшін бөлшектің бөлімін минимумға зерттейміз. Ол үшін бөлімнен бірінші ретті туынды алып, оны нөлге теңестіріп, -дің максималды болатын жиілігін табамыз: >. Бұл жиілікте максималды мән >UL0. UL0 – кернеу резонансы кезіндегі мәні.

Сыйымдылық элементтегі кернеу .

Бұл өрнектің бөлімнен бірінші ретті туынды алып, оны нөлге теңестіріп, UC-дің максималды болатын жиілігін табамыз: < ω0. Бұл жиілікте -дің максималды мәні =ULmax. Егер , онда ,ал болса, онда .

Сонымен UC максималды болатын жиілік ωС резонанстық жиіліктен ω0 кіші болады, ал -дің максималды болатын жиілігі ωL резонанстық жиіліктен ω0 үлкен болады. Контурдың сапалылығы Q неғұрлым үлкен болған сайын, соғұрлым ωС пен ωL мәндері ω0-ден азырақ ауытқиды және резонанстық қисықтар тігірек, үшкірлеу болады (32- сурет).

Токтар резонансы тізбекте мынадай шарттар бір мезгілде пайда болғанда болады: а) r, L, C элементтері параллель жалғануы керек (24-сурет); ә)сыйымдылық өткізгіштік bL индуктивті өткізгіштікке bC тең болуы керек, яғни bL=bC.

Резонанс кезінде:а) Тізбектің толық өткізгіштігі , яғни толық өткізгіштік минималды, ал толық кедергі максималды болады;

ә) Тізбектің толық тогы =Ug, демек ток минималды болады.

б) Фазалық ығысу ;

в) Тізбектің тармақтарындағы токтар: Ia= Ug, IL=UbL,, IC=UbC , яғни IL= IC,. Реактивті ток Iр=IL-IC=0. Ал I=Uy=Ug=Ia, демек ,толық ток активті токқа тең. г) 33-суреттегі диаграммада резонанс кезіндегі токтардың векторларының өзара орналысуы көрсетілген; д) резонанстық жиілік ƒ0=1/2π; е) Қуаттар: активті қуат P= U2g, индуктивті қуат QL= U2bL, сыйымдылық қуат QC= U2bC, демек QL= QC; Реактивті қуат Qp= QL - QC= 0;

34-суретте параллель контурдың жиіліктік сипаттамасының қисықтары көрсетілген. Сыйымдылық элементтегі ток IC =ωCU жиілікке пропорционал өседі, ал индуктивті элементтегі ток IL=U/ωL жиілікке кері пропорционал өзгереді. Резистивті элементтегі ток Ir=U/r жиілікке тәуелді емес. IC мен IL қисықтарының қиылысқан нүктесі токтар резонансына сәйкес келеді. Бұл жағдайда I=Ir.

Реалды жағдайда 24-суреттегі индуктивті элемент пен активті кедергі r2, ал сыйымдылық элемент пен активті кедергі r3 бірізді жалғануы мүмкін. Бұл кедергілер арқылы сымдардағы энергия шығыны есепке алынады. Мұндай тізбекте токтар резонансы болу шарты: bL=bC, , бұдан резонанстық бұрыштық жиілік .

Бұл жағдайда да резонанс кезінде толық ток пен кернеумен фаза бойынша сәйкес келеді.

Негізгі әдебиеттер: [1(113-123, 97-102), 2(223-234)]

Қосымша әдебиеттер: [ 5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1.Екіұштықтың резонанстық режим кезіндегі жұмыстарына тоқталыңыз. Резонанстық режим деген қандай режим және оның қандай түрлері бар?

2. Активті және реактивті элементтерді тізбектей қосқанда байқалатын кернеулер резонансына түсініктеме беріңіз. Кернеулер резонансы кезінде тізбекті сипаттайтын электрлік параметрлердің мәндері мен сипаттары қандай өзгеріске түседі?

3. Токтар резонансына түсініктеме беріңіз. Резонансы кезіндегі тізбектің толық өткізгіштігін, тізбек тармақтарындағы токтарды және фазалық ығысуды сипаттаңыз.

4.Резонанстық жиіліктік сипаттамаға түсініктеме беріңіз.

№11 Дәріс. Индуктивті байланысқан элементтері бар тізбектер

Тізбектің бір контурында немесе бір элементінде ток өзгерген кезде басқа контурда немесе басқа элементте э.қ.к. пайда болса, онда осы екі контурды немесе екі элементті бір-бірімен индуктивті байланысқан (магнитті байланысқан) дейді, ал екінші контурда немесе екінші элементте пайда болған э.қ.к.-ті өзаралық индукцияның э.қ.к.-і деп атайды.

Өзара қатар ораласқан, орам сандардары w1 және w2 тең екі индуктивтілік орамалармен i1 және i 2 токтары жүрсе, онда әр ораманың барлық магнит сызықтары екінші ораманың орамдарымен ілінісуі мүмкін, яғни Ф21 =Ф11, Ф12 =Ф22. Сондықтан мұндай тізбектерді талдау кезінде орамалардың өздерінің ағын ілінісулерінен ( Ψ11 және Ψ22) басқа қосымша ағын ілінісулерін ( Ψ12 және Ψ21) есепке алу керек. Бірінші ораманың өзіндік ағын ілінісуі Ψ11=Ф11 w1=L1 i1, бірінші ораманың тогының әсерінен пайда болған екінші орамадағы қосымша ағын ілінісуі Ψ21= Ф21 w2=Ф11 w2=М21 i1 , мұндағы М21= Ψ21/i1 –пропорциональдық коэффициент, өзаралық индуктивтілік деп аталады. Бұл өрнектерден

L1/ М21= w1/ w2.

Екінші ораманың өзіндік ағын ілінісуі Ψ22=Ф22 w2=L2 i2, екінші ораманың тогының әсерінен пайда болған бірінші орамадағы қосымша ағын ілінісуі Ψ12= Ф12 w1=Ф22 w1=М12 i2 . Бұл өрнектерден L2/ М12= w2/ w1. Көрсетілген екі қатынастан М12 М21= L1L2 екендігін көруге болады. Тәжірибе М12 = М21=М екендігін көрсетеді. Демек, өзаралық индуктивтілік М=.

Егер бір ораманың магнит сызықтарының тек біраз бөлігі ғана екінші орамамен ілініссе, яғни Ф21 <Ф11, Ф12 <Ф22 болса, онда өзаралық индуктивтілік М=К, мұндағы К= М /- байланыс коэффиценті деп аталады. Бұл коэффициенттің мәні бірден кіші К<1, өйткені Ф21 <Ф11, Ф12 <Ф22, яғни бір ораманың магнит ағыны екінші ораманы толық қамтымайды.

Өзаралық индуктивтілік токтардың мәндері мен бағыттарына тәуелді емес , ол орамалардың құрылысымен және өзара орналасуымен анықталады. Қарастырылған екі ораманың толық ағын ілінісуі Ψ екі құраушыдан тұрады. Құраушылар токтардың бағыттарына және өзара орналасуына байланысты қосылуы немесе бірі бірінен алынуы мүмкін. Сұлбада орамалардың аттас ұштарын ( қысқыштарын) нүктелер арқылы белгілейді (35-сурет). Егер токтар бағыттары орамалардың аттас ұштарына байланысты бірдей болса, онда орамалар өзара үйлесімді қосылған (35а-сурет). Бұл жағдайда бірінші ораманың толық ағын ілінісуіΨ1= Ψ11+ Ψ12, ал екінші ораманың толық ағын ілінісуі Ψ2= Ψ22+ Ψ21.Егер токтар бағыттары орамалардың аттас ұштарына байланысты бірдей болмаса, онда орамалар өзара қарсы қосылған (35ә-сурет). Бұл кезде бірінші ораманың толық ағын ілінісуі Ψ1= Ψ11 - Ψ12, ал екінші ораманың толық ағын ілінісуі Ψ2= Ψ22 - Ψ21.

Өзаралық индукцияның э.қ.к.-і. Егер өзаралық ағын ілінісуі уақытқа тәуелді өзгерсе, онда орамаларда өзаралық индукцияның э.қ.к.-тері пайда болады: е2м= -dΨ21 /dt , немесе е2м= -Mdi1/dt, ал бірінші орамада е1м= -dΨ12 /dt, немесе е1м=- Mdi2/dt. Екінші орамада пайда болған өзіндік индукция э.қ.к.-і бірінші орамадағы токтың өзгерісіне қарсы әсер етеді.

а) б)

35-сурет

а)

ә)

б)

36-сурет

Индуктивті байланысқан элементтер бірізді жалғанған тізбек (36а-сурет). Тізбек бірізді қосылған r1 мен r2 активті кедергілерден және L1 мен L2 индуктивтіліктен құралсын. Индуктивті элементтер арасындағы магниттік байланысты өзара индуктивтілік М сипаттайды. Оларды тізбекке қосудың екі сұлбасы болуы мүмкін. Индуктивтілік орамаларды үйлесімді қосқан кезде олардың аттас ұштарымен салыстырғанда тізбектегі ток бір бағытта жүреді. Сондықтан әр индуктивті элементпен ілінісетін өзіндік индукцияның және өзара индукцияның магнит ағындары қосылады. 36а–суретте көрсетілген тізбек үшін Кирхгоф екінші заңы бойынша теңдеу құрайық. Егер токтар бағыттары орамалардың аттас ұштарына байланысты бірдей болмаса, онда орамалар өзара қарсы қосылған. Бұл жағдайда бірінші ораманың толық ағын ілінісуі Ψ1= Ψ11 - Ψ12, ал екінші ораманың толық ағын ілінісуі Ψ2= Ψ22 - Ψ21. Ir1+L1 di/dt + M di/dt+L2 di/dt+ M di/dt+ir2 =e. Комплекстік түрде: I [r1+r2+jω(L1+L2+2M)]=E.

Бұдан орамалар үйлесімді қосылған кездегі олардың толық индуктивтілігін анықтаймыз: Lүйл =L1+L2+2M. Тізбектің толық кедергісі Zүйл= r1+r2+jω(L1+L2+2M)=Z1+Z2+2Zm, мұндағы Z1=r1+ jωL1, Z2= r2+jωL2,, Zm= jωM.-орамалардың комплекстік кедергілері және өзара индукцияның комплекстік кедергісі.

Орамалар үйлесімді қосылған жағдайға сәйкес келетін векторлық диаграма 36ә–суретте көрсетілген.

Орамаларды қарсы қосқан кезде олардың аттас ұштарымен салыстырғанда тізбектегі ток қарама-қарсы бағытта жүреді. Сондықтан әр индуктивті элементпен ілінісетін өзіндік индукцияның және өзара индукцияның магнит ағындары бір-біріне қарсы бағытталады, яғни толық магнит ағыны азаяды.

Бұл жағдайда Кирхгофтың екінші заңы

бойынша құрылған теңдеу:

Ir1+L1 di/dt - M di/dt+L2 di/dt- M di/dt+ir2 =e.

Комплекстік түрде: I [r1+r2+jω(L1+L2 -2M)]=E

Орамалар қарсы қосылған кездегі олардың толық индуктивтілігін анықтаймыз: Lқар =L1+L2 -2M. Тізбектің толық кедергісі Zқар= r1+r2+jω(L1+L2 -2M)=Z1+Z2 - 2Zm,

36б -суретте орамалардың қарсы қосылған сұлбасына сәйкес келетін векторлық диаграмма көрсетілген.

Индуктивті байланысқан элементтер параллель жалғанған тізбек. Өзара индуктивтігі М, кедергілері r1 мен r2 , ал индуктивтері L1 мен L2 болатын екі қабылдағыш параллель қосылған.

37-сурет

Орамалардың аттас ұштары бір түйінге қосылған (37 -сурет). Токтар мен кернеулердің таңдап алынған оң бағытында I=I1+I2; U=Z1I1+Zm I2; U=ZmI1+Z2 I2, ,мұндағы Z1=r1+ jωL1,, Z2=r2+jωL2,, Zm=jωM. Бұл теңдеулерді шешкенде ;;;

Бұдан тізбектің комплекстік кедергісі .

Тізбектің толық индуктивтігі Lүйл. Тармақтар арасында индуктивтік байланыс болмаған жағдайда, яғни Zm=0 болғанда, бұл өрнек мына түрге келеді: .

Егер орамалардың аттас ұштары әр түйінге қосылған болса, яғни орамалар қарсы қосылған жағдайда, кернеудің теңдеуіндегі Zm таңбасы минусқа өзгереді. Демек, бұл жағдайда тізбектің кірістік комплекстік кедергісі , ал толық индуктивтілігі Lқар .

Индуктивті байланысқан элементтер бар күрделі тізбекті есептеу. Мұндай тізбектерді есептеу үшін Кирхгоф екінші заңы бойынша теңдеулер құрған кезде, индуктивті орамалар үшін жазылатын кернеулердің өрнегіне өзара индукцияның комплекстік кернеуін jωMI қосу керек. Егер орамалар үйлесімді қосылса, онда бұл комплекс оң таңбалы, ал қарсы қосылған жағдайда теріс таңбалы болады.

Индуктивті байланысқан элементтері бар тізбекті индуктивті байланысы жоқ балама сұлбамен ауыстыру арқылы тізбекті есептеуді жеңілдетуге болады. Екі элементтен (Z1 және Z2) тұратын индуктивті байланысы бар тізбекті балама сұлбамен ауыстырғанда Z1 мен Z2 кедергілеріне Zм кедергісі жалғанады және олар мен жаңа пайда болған түйін арасына Zм кедергісі қосылады. Егер индуктивті байланысқан үш элементтер үш сәулелі жұлдызша немесе ұшбұрыш арқылы жалғанған болса , онда жоғарыда келтірілген тәсіл бойынша индуктивті байланыстан құтылып, оған балама сұлбаға көшуге болады.

Темір өзекшесіз трансформатор (ауа трансформаторы). Трансформатор деп тізбектегі энергияны басқа тізбекке электромагниттік индукция құбылысы арқылы беретін аппаратты айтады.

Оның қарапайым түрі ферромагниттік өзекшесіз индуктивті байланысқан екі орамадан тұрады. Кернеу көзі бірінші орамаға қосылады, ал жүктеме екінші орамаға қосылған.

Трансформатордың теңдеулері мына түрде жазылады:

Мұндағы r1 , L1 және r2 , L2 – бірінші және екінші орамалардың активті кедергілері және индуктивтері; Z қ =rқ +jXқ –жүктеменің кедергісі; I1, I2 – бірінші және екінші орамадағы токтар.

Екінші орамадағы ток: I2 =-jXm I1 /( r2қ +jX2қ ). Токты трансформациялау коэффициенті: ki=I2 /I1 =Xm /z2қ . Кернеуді трансформациялау коэффициенті: ku =U2 / U1 . Егер L1 <M<L2 болса,онда L1 -M теріс, яғни сиымдылық сипатта болады. Бұл жағдайда U2 >U1 , демек, трансформатор кернеуді жоғарлатады. Егер L1 >M>L2 болса,онда L2 -M теріс, яғни сиымдылық сипатта болады. Бұл жағдайда U2 <U1 , демек, трансформатор кернеуді төмендетеді.

Негізгі әдебиеттер: [1(124-144), 3(278-302)]

Қосымша әдебиеттер: [ 5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1.Тізбектің индуктивті байланыстағы элементтері жөнінде түсініктеме беріңіз. Байланыс коэффициенті қалай анықталады?

2. Өзара индукцияның э.қ.к.-і дегеніміз не? Орамалардың өзара үйлесімді және қарсы қосылуы туралы түсініктеме беріңіз.

3. Индуктивті байланысқан элементтері бірізді жалғанған тізбекті есептеу жұмысы қалай жүргізіледі? Векторлық диаграммасына түсініктеме беріңіз

4. Индуктивті байланысқан элементтері параллель жалғанған тізбекті есептеу жұмысы қалай жүргізіледі? Векторлық диаграммасына түсініктеме беріңіз

5. Темір өзекшесіз трансформатор (ауа трансформаторы туралы түсініктеме беріңіз.

№12 Дәріс. Үш фазалы қоректендіргіштер және үш фазалы тізбектер туралы түсініктемелер. Қоректендіргіш пен қабылдағыштың фазалары жұлдызша сұлбасы бойынша жалғанған үш фазалы тізбек

Электр тізбегінің көп фазалы жүйесі деп жиіліктері бірдей, ал фаза бойынша бірі бірінен ығысқан бірнеше айнымалы э.қ.к-тер тізбектерінің жиынтығын айтады. Көбінесе практикада амплитудалары тең және фазалары бойынша 2π/т – бұрышқа ығысқан ( мұндағы т-фаза саны) бірнеше э.қ.к.-терден тұратын көп фазалық симметриялық жүйелер қолданылады. Қазіргі кезде көп фазалық жүйелердің ішінде ең көп тарағаны -үш фазалы жүйелер.

Үш фазалы симметриялы э.қ.к.-тер жүйесі деп бірдей жиілікті және бірдей амплитудалы, ал фаза бойынша 1200 ығысқан үш синусоидалы э.қ.к.-тердің жиынтығын айтады.

Үш фазалы симметриялы э.қ.к.-тер жүйесін алу үшін үш фазалы синхронды генератор қолданылады. Оның статорында бірі бірінен 1200-қа ығысқан және өзара оқшауланған үш фазалық орама орналасқан. Ротор айналғанда осы орамаларда амплитудалары бірдей, жиіліктері бірдей, бірақ фаза бойынша 1200- қа ығысқан үш э.қ.к.-тер пайда болады. Олардың біреуін еА (ЕА ), одан фаза бойынша 1200 кеш қалған екіншісін еВ (ЕВ), ал біріншіден фаза бойынша 1200 озған э.қ.к.-і еС (ЕС) белгілейміз.

Генератордың орамаларын оның фазалары деп атайды да, А,В,С латын әріптері арқылы белгілейді. Фазалар кезектесуі деп э.қ.к.-тердің белгілі бір мәнге ие болу кезіндегі ретін айтады . Егер бұл рет ЕА , ЕВ , ЕС болса, онда мұндай кезектесу тура кезектесу деп аталады.

Симметриялы генератордың фазалық орамаларының э.қ.к.-тердің лездік мәндері:

еА =Етsinωt, еВ =Emsin(ωt-1200), еС=Emsin(ωt+1200).

Э.қ.к.-тердің комплекстік әрекеттік мәндері: ЕА =Ефеj0˚, EB= Ефе -j120˚, EC= Ефе j120˚ .

Э.қ.к.-тердің комплекстік әрекеттік мәндерінің алгебралық қосындысы нөлге тең және э.қ.к.-тердің лездік мәндерінің алгебралық қосындысы да нөлге тең: ЕА+EB+EC=0; еА+ еВ+ еС =0.

Үш фазалы тізбек деп үш фазалы э.қ.к.-тер жүйесі мен үш фазалы қабылдағыштың ( жүктеменің) және жалғау сымдарының жиынтығын айтады. Үш фазалы тізбектің фазасы деп оның бойымен белгілі бір ток ғана жүретін бөлігін айтады. Үш фазалы жүйе алу үшін генератордың мен жүктеменің фазаларын өзара әр түрлі сұлба бойынша қосады:

1.Алты сым арқылы жалғану сұлбасы (38-сурет). А, В,С- генератор орамаларының басқы ұштары; x,y,z- орамалардың аяққы ұштары;

Бұл сұлба бойынша генератордың әр фазасы жүктеменің әр фазасымен екі сым арқылы жалғанады. Барлығы алты сым керек болады.. Бұл сұлба экономикалық жағынан тиімсіз.

2.Жұлдызша сұлба бойынша жалғағанда ораманың аяққы ұштары x,y,z бір нүктеге ( түйінге) қосылады және ол нүктені үш фазалы қоректендіргіштің нөлдік нүктесі немесе бейтарап нүктесі ( О) деп атаймыз(39а-сурет). Сол сияқты жүктеменің де фазаларының бір ұштары бір нүктеге ( түйінге) қосылады және ол нүктені жүктеменің нөлдік нүктесі немесе бейтарап нүктесі ( О′) деп атаймыз. Генератордың орамаларының басқы ұштарын жүктемемен қосатын сымдарды желілік сымдар деп атайды, ал олар арқылы жүретін токтар желілік токтар IA , IB, IC деп аталады. Бұл токтар генератордан жүктемеге қарай бағытталған. Генератордың бейтарап нүктесін жүктеменің бейтарап нүктесімен жалғайтын сымды нөлдік немесе бейтарап сым деп аталады. Бейтарап сыммен жүретін ток нөлдік ток (I0) немесе бейтарап ток деп аталады және ол жүктемеден генераторға карай бағытталады.

Үш фазалық жүйеде генератордың фазалық орамаларының ұштарының арасындағы немесе жүктеменің фазаларының ұштарының арасындағы кернеулерді (UA, UB ,UC ) фазалық кернеулер деп аталады. Бұл кернеулерді желілік сымдар мен нөлдік сым арасындағы кернеулер деп де қарастыруға болады. Симметриялы жүйеде фазалық кернеулердің әрекеттік мәндері бірдей болады: UA =UB=UC = Uф.

Фазалық токтар деп генератордың фазалық орамалары немесе жүктеменің фазалары арқылы жүретін токты айтады.

Желілік кернеулер (UAB, UBC ,UCA ) деп желілік сымдар арасындағы кернеулерді айтамыз. Желілік кернеулерді фазалардың бастапқы ұштарының арасындағы кернеулер деп де қарастыруға болады. Симметриялы жүйеде желілік кернеулердің әрекеттік мәндері бірдей болады: UAB = UBC = UCA = Uж .

Егер UA = ЕА , UB = EB , UC = EC ескерсек, онда желілік кернеулердің комплекстік мәндері: UAB = ЕА - EB = UA - UB = Uж ej30˚ , UBC= EB- EC= UB- UC = Uж e –j90˚ , UCA= EC- EA= UC- UA = Uж e j150˚ .

Үш фазалы симметриялы қоректендіргіштің фазалары жұлдызша жалғанған кезде фазалық және желілік кернеулер үшін векторлық диаграмма 39ә – суретте көрсетілген. Бұл диаграммадан фазалық және желілік кернеулердің комплекстік мәндері үш бірдей теңбүйірлі үшбұрыш құрайтындығын көреміз. Бұл үшбұрыштан желілік және фазалық кернеулердің әрекеттік мәндері өзара мынадай қатынаста болатындығын көреміз: Uж =2UФcos30˚= .

Қоректендіргіш пен қабылдағыштың ( жүктеменің) фазаларының токтары: I=EA/ZA =UA/ ZA, IB= EB/ZB= UB/ ZB, IC= EC/ZC= UC/ ZC. Бейтарап сымдағы ток I0 = IA + IB + IC. Қоректендіргіш пен қабылдағыштың ( жүктеменің) фазалары жұлдызша сұлба бойынша жалғанса, желілік токтар оларға сәйкес фазалық токтарға тең болады.

Егер жүктеме симметриялы болса, яғни оның фазаларының кедергілері бір біріне тең болса (ZA= ZB = ZC) болса, онда =0, яғни нөлдік сыммен ток жүрмейді. Бұл жағдайда нөлдік сымды сұлбадан алып тастауға болады және желілік пен фазалық токтардың әрекеттік мәндері тең: IЖ=IФ.

Негізгі әдебиеттер: [1(156-168), 3(378-393)]

Қосымша әдебиеттер: [ 5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1. Үш фазалы симметриялы э.қ.к.-тер жүйесі туралы түсініктеме беріңіз.

2. Желілік және нөлдік (бейтарап) сымдар, желілік және фазалық кернеулер мен токтардың анықтамасына тоқталыңыз.

3. .Қоректендіргіш пен қабылдағыштың фазаларының жұлдызша сұлбасы бойынша жалғануын қарастырып, векторлық диаграмманы тұрғызыңыз. Бейтарап сымның қызметіне тоқталыңыз.

4 Үш фазалық симметриялы жүйедегі желілік және фазалық кернеулер, токтар арасындағы қатынастар қандай түрде болады?

№13 Дәріс. Қоректендіргіш пен қабылдағыштың фазаларының үшбұрыш сұлбасы бойынша жалғануы. Нөлдік сымсыз жұлдызша сұлбасы бойынша жалғанған үш фазалы тізбектегі симметриялы емес режим және оны есептеу

Қоректендіргіштің фазаларын үшбұрыш сұлбасы бойынша қосу үшін бір фазаның аяқы ұшын екінші фазаның басқы ұшымен, екінші фазаның аяқы ұшын үшінші фазаның басқы ұшымен, ал үшінші фазаның аяқы ұшын бір фазаның басқы ұшымен қосады (40-сурет). Сұлбада бейтарап сым болмайды. Сондықтан қоректендіргіштің желілік кернеулері оның фазалық кернеулеріне тең болады:

Егер UAB = ЕА , UBC = EB , UCA = EC. Ом заңы бойынша қабылдағыштың фазалық токтары:

IАВ= /ZAВ =UAВ/ ZAВ, IBС= EB/ZBС= UBС/ ZBС, ICА= EC/ZCА= UCА / ZCA.

Егер қабылдағыш симметриялы (ZAВ= ZBС = ZCА) болса, онда барлық фазалық токтардың әрекеттік мәндері бірдей болады және олардың желілік кернеулерге байланысты фазалық ығысулары да бірдей болады.

Кирхгофтың бірінші заңы бойынша желілік токтар: IA= IAB - ICA, IB= IBC - IAB, IC= ICA - IBC. Бұл желілік және фазалық токтардың комплекстік мәндері үшін құрылған векторлық диаграмадағы токтар үшбұрышынан желілік токтардың модулдері мен фазалық токтардың модулдері арасында мынадай байланыс барынан көрінеді:

Iж =2IФcos30˚= IФ.

Үш фазалы тізбектің операторы деп модулі 1-ге тең, фазасы 1200-қа тең комплекс санды атайды. Оны ,, ;Үш вектор 1, а, а2 симметриялы үш фазалы жүйе құрайды (41-сурет), сондықтан ; Кез-келген векторды операторға а көбейткенде ол вектордың модулі өзгермейді, бірақ ол 1200-қа бұрылады. Ал векторды а2 көбейтсек, онда ол 2400 бұрылады. Операторды а пайдаланып EB және EC –ні EA арқылы өрнектеуге болады: EB=a2 EA, EC= aEA (42-сурет).

Нөлдік сымсыз жұлдызша сұлбасы бойынша жалғанған симмериялы емес үш фазалы тізбек (43-сурет). Егер жүктеме симметриялы емес (ZA ≠ZB ≠ZC) болса, сұлбаның екі түйіні ( О және О′ нүктелері) арасында потенциалдар айырымы - U00′ кернеуі пайда болады. Бұл кернеуді анықтау үшін екі түйіндік потенциалдар тәсілін қолданамыз. Бұл тәсіл бойынша:

U00′ = (ЕА YA + EB YB + EC YC)/( YA+ YB+ YC)= =(ЕА YA+ +a2 EA YB +a EA YC)/( YA+ YB+ YC)= =ЕА (YA + a2YB +a YC)/( YA+ YB+ YC), мұндағы YA=1/ZA, YB=1/ZB, YC=1/ZC – жүктеменің фазаларының комплекстік өткізгіштері.

Желілік токтарды анықтаймыз: IA =UA0′ / ZA , IB = UB0′ / ZB , IC= UC0′ / ZC .

Бұл өрнектердегі кернеулер

UA0′ = ЕА- U00′ , UB0′ = ЕB- U00′ , UС0′ = ЕС- U00′ .

Егер ZA = ZB = ZC болса, онда YA = YB= YC=Y. Сондықтан U00′ =ЕА Y (1 + a2 +a )/3 Y =0.

Бұл жағдайда UA0′ = ЕА, UB0′ = ЕB ′, UC0′ = ЕС , сол себепті де IA = ЕА / ZA , IB = ЕB / ZB , IC= ЕС / ZC;

Негізгі әдебиеттер: [1(156-168), 3(378-393)]

Қосымша әдебиеттер: [ 4,6,7,9,14 ]

Бақылау сұрақтары:

1.Қоректендіргіш пен қабылдағыштың фазаларының үшбұрыш сұлбасы бойынша жалғануына түсініктеме беріңіз. Токтар үшін векторлық диаграмма тұрғызыңыз.

2. Желілік токтарды фазалық токтар арқылы қалай табуға болады? Жүйе симметриялы болған кезде желілік токтардың модульдары мен фазалық токтардың модульдарының арасындағы қатынас қандай болады?

3. Үш фазалы тізбектің операторы дегенімз не? Оператор арқылы симметриялы э.қ.к.-тер қалай бейнелінеді?

4. Нөлдік сымсыз жұлдызша сұлбасы бойынша жалғанған симмериялы емес үш фазалы тізбек туралы түсініктеме беріңіз және есеп тәсіліне тоқталыңыз.

5. Осы тізбек симметриялы болса, онда есептеу жұмысы қалай жүргізіледі?

№14 Дәріс. Үш фазалы тізбектердің қуаттары және оларды өлшеу. Өзара индуктивті байланысқан элементтері бар үш фазалы тізбектер. Үш фазалы желінің балама сұлбасы

Үш фазалы тізбектің активті қуаты жүктеменің фазаларының активті қуаттарының және нөлдік сымның кедергісінде бөлінетін активті қуаттың қосындысына тең:

,[Вт].

Үш фазалы тізбектің реактивті қуаты:

, [ВАр].

Толық қуат: , [ВА].

Жүктеме симметриялы болса болса, онда: ,, ,.

Фазалық активті қуат:; Фазалық реактивті қуат: . Үш фазалы тізбектің активті және реактивті қуаты: , .

Үш фазалы тізбектің толық қуаты: ;

Жүктеменің фазаларының өзара жалғану сұлбаларына ( жұлдызша немесе үшбұрыш) байланыссыз үш фазалы тізбектің қуаттарын желілік кернеу мен желілік ток арқылы анықтауға болады.: , , ;

Үш фазалы тізбектің активті қуатын өлшеу. Егер үш фазалы тізбекте нөлдік сым болса, бірақ жүктеменің фазаларының кедергілері ZA , ZB , ZC бірдей болмаса, онда тізбектің активті қуатын өлшеу үшін үш ваттметр қолданылады (44-сурет).

44-сурет

45-сурет

Тізбектің активті қуаты осы үш ваттметр көрсетуінің қосындысына тең.

Егер тізбектің нөлдік сымы болмаса, онда активті қуатты өлшеу үшін екі ваттметр қолданылады (45-сурет). Бұл екі ваттметрдің көрсетуілері көбінесе бірдей болмайды. Бұл жағдайда үш фазалық жүйенің қуаты екі ваттметрдің көрсетулерінің алгебралық қосындысына тең.

Айталық, бірінші ваттметрдің көрсетуі P1=Re[UAC ĪA] , ал екінші ваттметрдің көрсетуі P2= Re[UBC ĪB]. Бұл жағдайда ваттметрлердің көрсетулерінің қосындысы

UAC ĪA+ UBC ĪB=( UA - UC) ĪA+( UB - UC) ĪB= UA Ī+UB ĪB+ UC ĪC.

Соңғы өрнек үш фазаның активті қуаттарының қосындысын көрсетеді.

Егер жүктеме симметриялы болса, онда бір фазаның активті қуатын үшке көбейтеміз.

Өзара индуктивті байланысқан элементтері бар үш фазалы тізбектерді есептеу бір фазалық синусоидалық токтың индуктивтік байланысы бар тізбегінің есебіне ұқсас жүргізіледі.

Үш фазалы желінің балама сұлбасын тұрғызу үшін желінің өнбойында болып жатқан электромагниттік құбылыстар есепке алынуы керек. Магниттік құбылыстарды индуктивтілк, электр өрісііне байланысты құбылыстарды сыйымдылық, ал жылу бөліну құбылысын кедергі арқылы сипаттайды.

Үш фазалы желінің балама сұлбасына оның сымдарының индуктивтілігі және сымдар арасындағы өзара индуктивтілік, сымдар мен жер арасындағы сиымдылық, сымдардың арасындағы сиымдылық, сымдарың активті кедергілері және оқшаулағыштардың ( изоляцияның) өткізгіштері енуі тиіс. 46 –суретте үш фазалы желінің бір фазасының «П » және «Т » тәрізді балама сұлбалары келтірілген. Суретте көрсетілген индуктивтілік Lф симметриялы үш фазалы желінің индуктивтілігі деп

46- сурет

аталады: Lф=Lз - Мз. Мұндағы Lз -сымның индуктивтілігі, ал Мз. – сымдар арасындағы өзара индуктивтілік. Желі симметриялы болу үшін, яғни Lз және Мз барлық фазалар үшін бірдей болуы үшін, желінің ұзындығын үшке бөліеді де, сымдардың өзара орналасу ретін әр бөлікте өзгертіп отырады. Бұл тәсілді сымдардың транспозициясы деп аталады.

Суретте көрсетілген сиымдылық Сф фаза сыйымдылығы деп аталады: Сф =Со +3См . Мұндағы Со- сым мен жер арасындағы сыйымдылық, ал См – сымдар арасындағы сыйымдылық. Желі сымдарын транспозициялау арқасында Сф мәні үш фаза үшін бірдей болады.

Суреттегі кедергі R - сымның активті кедергісі. Желі симметриялы болғандықтан бейтарап сыммен ток жүрмейді. Сондықтан бейтарап сымның кедергісі сұлбаға енбеді.

Үш фазалы жүйенің артықшылықтары: а) Электр энергиясын бір фазалық жүйемен алыс қашықтыққа жеткізу үшін қажетті алты сым орнына үш фазалық жүйемен тасымалдағанда небәрі үш сым ғана керек болады, яғни үш фазалық жүйемен тасымалдаған экономикалық жағынан тиімді;

б) Үш фазалы электр қондырғылары құрылысы жағынан қарапайым , бағасы арзан, жұмыс істеуі сенімді болады;

в) Үш фазалы жүктеме симмериялы болса, онда жүйенің лездік куатының мәні период ішінде өзгермейді.

Негізгі әдебиеттер: [1(162-184), 3(397-405)]

Қосымша әдебиеттер: [ 5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1.Үш фазалы тізбектің активті, реактивті және толық куаты қалай анықталады?

2. Үш фазалы тізбектің активті ңуатын қалай өлшейді?

3 Өзара индуктивті байланысқан элементтері бар үш фазалы тізбектерді есептеу қалай жүргізіледі?

4. Үш фазалы желінің балама сұлбаларына түсініктеме беріңіз

5. Үш фазалы жүйенің бір фазалы жүйеге қарағанда қандай артықшылықтары бар?

№15 Дәріс. Периодтық синусоидалы емес тоқ тізбектері

Синусоидалы емес ток немесе кернеу деп уақытқа тәуелді синусоидалы емес заңдылықпен өзгеретін ток пен кернеуді айтады. Тізбекте синусоидалы емес ток немесе кернеу қоректендіргіш синусоидалы емес э.қ.к. өндіретін болса немесе тізбектің элементтерінің кем дегенде біреуі сызықты емес болса, немесе олар уеқытқа тәуелді периодты түрде өзгерген жағдайларда пайда болады. Синусоидалы емес токтар немесе кернеулер периодты қисықтар немесе периодты емес қисықтар арқылы сипатталады. Біз периодты синусоидалы емес токтар немесе кернеулер ( 47-сурет) тізбегін қарастырамыз. Сызықты тізбекке периодты синусоидалы емес э.қ.к, ток немесе кернеу әсер еткен кезде болатын құбылыстарды зерттеу жұмыстарын жеңілдету мақсатында синусоидалы емес э.қ.к-тің, токтың немесе кернеудің қисықтарын Фурье қатарларына жіктеу тиімді.

Егер период 2π-ге тең болса, онда кез келген синусоидалық емес шамаларды Фурье қатарына жіктеу арқылы өрнектеуге болады.

Жалпы жағдайда,

мұндағы - тұрақты құрамдас бөлік; ,..., -синусоидалық және косинусоидалық гармоникалардың амплитудалары.

Математикадан:, мұндағы

, .

Бұл формуланы пайдаланып Фурье қатарын жазамыз:

Сонымен периоды 2-ге тең синусоидалы емес шамаларды тұрақты мүшесі бар және синусоидалық гармоникалардың жиынтығының қосындылары ретінде көрсетуге болады.

Симметриялы, периодты қисық сизықтардың қасиеттері. 1)Абцисса өсіне симметриялы қисық сызықтар үшін . Мұндай қисық сызықтардың өрнектеріде тұрақты мүше мен жұп гармоникалар болмайды: A0=A2=A4=A6=0; ;

2) Ордината осіне симметриялы қисық сызықтар үшін . Бұл кезде синусоидалы гармоника болмайды:;;

3) Координата басына симметриялы қисық сызық үшін . Өрнектерде тұрақты мүше және косинусоидалы гармоника болмайды, яғниА0=0,;

Фурье қатарындағы коэффициеттерін графикалық тәсілмен табу. Бұл тәсіл анықталған интегралды шекті санды қосылғыштар қосындысымен ауыстыруға негізделген. Егер f(ωt)-функциясы аналитикалық емес, графикалық түрде берілсе, онда А0 ,А′км және А″км- коэффициенттерін мына өрнектер бойынша анықтайды:

;

мұндағы т- периодтық синусоидалық емес функцияны бірдей кесінділерге бөлгендегі сан. Коэффициенттерді есептеу үшін Т-периоды т бірдей интервалға бөлінеді және сол т бөліну нүктелеріндегі қисықтың -ординаталары анықталады, мұндағы к=1,2,3...m.

Ара тәріздес қисықты функция үшін :.

Синусоидалы емес шамалардың әрекеттік мәндері. Токтың әрекеттік мәні: .

Мұндағы

Екінші қосылғыштың интегралы , ал үшінші қосылғыштың интегралы нөлге тең болады. Сонда , сол сияқты

Сонымен әрекеттік мән тұрақты мүшенің квадратына мен гармоникалардың әрекеттік мәндерінің квадратының қосындыларының квадрат түбірі ретінде табылады.

Синусоидалы емес шамалардың модульдарының орташа мәні деп бұл функцияның период ішіндегі модулінің орташа мәнін айтады:

Егер f(ωt) абцисса өсіне қатысты симметриялы болса және жарты период ішінде f(ωt) функциясы өзінің таңбасын өзгертпесе, онда модуль бойынша орташа мән жарты периодтағы орташа мәнге тең.

Синусоидалы емес ток тізбегіндегі активті және толық қуаттар. Синусоидалы емес токтың активті қуаты бір период ішіндегі орташа қуат ретінде анықталады:

мұндағы U1, U2,…-кернеулердің гармоникаларының әрекеттік мәндері;I1, I2, I3…- токтардың гармоникаларының әрекеттік мәндері; - кернеу мен тоқтың гармоникаларының фазалық айырымы. Сонымен активті, реактивті және толық қуаттар:

; ; , мұндағы U ,I- синусоидалы емес кернеу мен токтың әректтік мәндері. Әдетте, синусоидалы емес токтар үшін S2 ≥P2 +Q2 .

Синусоидалы емес ток тізбегін есептеу. Егер сызықты тізбекке периодты синусоидалы емес кернеу әсер етсе, онда есептеу үш кезеңге бөлінеді: 1) периодты синусоидалы емес э.қ.к. немесе токтарды тұрақты және синусоидалы құраушыларға жіктеу; 2) беттестіру принципін пайдаланып тізбектегі токтар мен кернеулерді әрбір құраушы үшін жеке-жеке есептеу. 3) әрбір жеке құраушылары үшін алынған мәндерді біріктіріп қарастыру.

Синусоидалық емес функцияны сипаттау үшін мынадай коэффициенттер қолданылады:

- амплитудалық коэффициент Ka =Am/A, мұндағы Am- функцияның максимал мәні, A- әрекеттік мән;

- пішіндік коэффициент Kп =A/Aорт , мұндағы Aорт - функцияның орташа мәні;

- бұрмалану коэффициенті Kб =A1/A, А1- функцияның бірінші гармоникасының әрекеттік мәні.

Негізгі әдебиеттер: [2(4-35), 3(455-497)]

Қосымша әдебиеттер: [ 5,6,7,8]

Бақылау сұрақтары:

1. Синусоидалы емес ток немесе кернеуге түсініктеме беріңіз

2. Периодты синусоидалы емес шаманы Фурье қатарына жіктеу қалай жүргізіледі?

3. Симметриялы, периодты қисық сизықтардың қандай қасиеттері бар?

4. Фурье қатарындағы коэффициеттерін графикалық тәсілмен табу.

5. Синусоидалы емес шамалардың әрекеттік, орташа мәндері, синусоидалы емес ток тізбегіндегі активті және толық қуаттар, синусоидалы емес функцияны сипаттайтын коэффициенттер қалай анықталады?

2.3 Зертханалық сабақтардың жоспары

№1 зертханалық жұмыс

Тұрақты тоқтың тармақталмаған электр тізбегін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: Тармақталмаған электр тізбектерінде электрлік шамалардың өзара байланыс жєне таралу заңдылықтарын тәжірибелік жолмен анықтау.

Студенттер зертханалық жұмыс жасау нәтижесінде электр тізбектерінің негізгі ұғымдары мен Ом зањын біліп, оларды іс жүзінде қолдануды үйреніп, электрлік шамаларды тәжірибелік жолмен анықтауды меңгерулері керек.

Жұмысты орындау тәртібі және өлшеу нәтижелерін өңдеу: Құрамына екі э.қ.к.-і көзі ( Е1 және Е2) және бірнеше бірізді жалғанған кедергілер кіретін тұрақты ток тізбегіндегі токты, кернеулерді және потенциалдарды өлшеу жұмысы Е1 мен Е2 бағыттас және қарама-қарсы болған жағдайларда , сонымен қатар, бірнеше кедергілерді бір балама кедергі айырбастау жағдайларында жүргізіледі.

Алынған деректерді пайдаланып, Ом заңын қолдану арқылы резисторларының кедергілерінің есептік мәндерін анықтап, салыстырмалы қателікті есептепу, потенциалдық диаграмма тұрғызу керек. I=f(R), I=f(U) тәуелділіктерінің графиктерін тұрғызу арқылы Ом заңының дұрыстығына көз жеткізу керек.

Негізгі әдебиеттер [1(7-24), 3 (10-17, 50-66) ]

Қосымша әдебиеттер [ 4, 5, 9]

Бақылау сұрақтары:

1. Тізбектің тармағындағы токты өлшеу үшін амперметрді тізбекке қалай қосады?

2. Тізбек бөлігіндегі кернеуді өлшеу үшін вольтметрді тізбекке қалай қосады?

3.Э.қ.к..-көзі мен ток көзі туралы түсініктеме беріңіз.

4. Э.қ.к.-і жоқ тізбек бөлігі үшін Ом заңы. Э.қ.к.-і бар тізбек бөлігі үшін Ом заңы. Толық тізбек үшін Ом заңы.

5. Потенциалдық диаграмма нені сипаттайды? Оны қалай тұрғызады?

6. Бірізді жалғанған бірнеше кедергілерден тұратын тізбекті бір балама кедергісі бар тізбекпен қалай айырбастайды?

№2 зертханалық жұмыс

Тұрақты токтың тармақталған сызықты электр тізбегін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: Тұрақты токтың тармақталған электр тізбектерінде кернеулер мен токтардың таралу заңдылығын тәжірибе арқылы зерттеу кезінде Ом жєне Кирхгофтың заңдарын жєне беттестіру принципін қолдануды меңгеру.

Студенттер зертханалық жұмыс жасау нәтижесінде электр тізбектерінің негізгі ұғымдарын, заңдарын жєне принциптерін біліп, оларды қолдануды, электрлік шамаларды аспаптар арқылы өлшеуді үйренуі қажет.

Жұмысты орындау тәртібі және өлшеу нәтижелерін өңдеу: Бірнеше тармақтан тұратын тізбектегі токтар мен кернеулерді екі э.қ.к-і қосылған кезде, онан кейін бірінші э.қ.к-ті тізбекте қалдырып, ал екіншісін тізбектен ажыратып тастағанда кезде және екіншісін э.қ.к-ті тізбекте қалдырып, ал біріншіні тізбектен ажыратып тастағанда кезде өлшеу жұмыстары жүргізіледі.

Алынған деректер бойынша әрбір түйін үшін токтарды өлшеу қателіктерін Кирхгофтың бірінші заңын пайдалану арқылы анықтау, әрбір контур үшін кернеулерді өлшеу қателіктерін Кирхгофтың екінші заңын пайдалану арқылы анықтау, қуаттар тепе-теңдігі орындалатынын тексеру және беттестіру принципінің дұрыстығына көз жеткізу жұмыстары жасалады.

Негізгі әдебиеттер [1(24-29, 33-35, 43-45), 3 (65-73, 80-81) ]

Қосымша әдебиеттер [ 4, 5, 9]

Бақылау сұрақтары:

1.Кирхгофтың бірінші заңына түсініктеме беріңіз. Берілген тізбек үшін бірінші заң бойынша теңдеу құру реті қандай және құрылатын теңдеу саны қалай анықталады?

2. Кирхгофтың екінші заңына түсініктеме беріңіз. Берілген тізбек үшін екінші заң бойынша теңдеу құру реті қандай және құрылатын теңдеу саны қалай анықталады?

3. Берілген тізбек үшін қуаттар тепе-теңдігі қалай анықталады?

4. Беттестіру принципіне түсініктеме беріңіз. Зерттеу жұмысы барысында бұл принципті қолдану қалай жүзеге асырылды?

№3 зертханалық жұмыс

Синусоидалы тоқ элементтерінің бірізді жалғанған қарапайым тізбектерін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: Тізбектің пассивті элементтерінің параметрлерін тәжірибелік жолмен анықтауды меңгеру.

Жұмыс барысында студенттер элементтердің берілген жиіліктегі параметрлерін анықтауды, тізбекті комплекстік шамалар мен векторлық диаграммалар арқылы талдауды меңгеруі тиіс.

Жұмысты орындау тәртібі және өлшеу нәтижелерін өңдеу: Активті кедергі мен индуктивті элементтен тұратын тізбектегі, активті кедергі мен сыйымдылық элементтен тұратын тізбектегі және активті кедергі, индуктивті элемент пен сыйымдылық элементтен тұратын тізбектегі ток пен элементтердегі кернеулерді жиілікті өзгерте отырып өлшейді.

Алынған деректер бойынша зерттелген тізбектердің параметрлерінің әр түрлі жиіліктегі мәндерін анықтау, белгілі бір жиілік үшін кернеулердің топографиялық диаграммасын сызу, сонымен қатар I(f), R(f), X(f), Z(f) жиіліктік сипаттамаларының графиктерін сызу жұмыстары жүргізілуі керек.

Негізгі әдебиеттер [1(59-86), 3 (136-156) ]

Қосымша әдебиеттер [ 5, 6, 9]

Бақылау сұрақтары:

1.Синусоидалы шамаларды сипаттайтын параметрлерді атаңыз. Синусоидалы шамалардың мәндері туралы түсініктеме беріңіз. Оларды қалай анықтайды?

2. Синусоидалы шамаларды бейнелеу жолдарын атаңыз. Векторлық диаграмманы қалай тұрғызады?

3. RL тізбек үшін кедергілер үшбұрышына, кернеулер үшбұрышына және қуаттар үшбұрышына түсініктеме беріңіз.

4.RC тізбек үшін кедергілер үшбұрышына, кернеулер үшбұрышына және қуаттар үшбұрышына түсініктеме беріңіз.

5.RLC тізбек үшін кедергілер үшбұрышына, кернеулер үшбұрышына және қуаттар үшбұрышына түсініктеме беріңіз.

№4 зертханалық жұмыс

Синусоидалы тоқтың тармақталған тізбектерін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: Синусоидалы токтың тармақталған тізбектеріндегі токтар мен кернеулердің таралу заңдылықтарын, жиіліктік сипаттамаларды және резонанстық құбылысты тәжірибелік жолмен зерттеу.

Жұмыс барысында студенттер электр тізбектерінің негізгі заңдарын комплекстік және векторлық түрде пайдалану ерекшіліктері мен тербеліс контурында резонанстың пайда болу шартын білуі, резонанстық жиілікті анықтауды, жиіліктік сипаттамалардың графиктерін тұрғызуды меңгерулері тиіс.

Жұмысты орындау тәртібі және өлшеу нәтижелерін өңдеу: Кірістік кернеу мәнін тұрақты деңгейде ұстап, ал жиілігін өзгерте отырып, тармақтардағы токтар мен тізбек бөліктеріндегі кернеулерді өлшеу, кернеудің жиілігін өзгерте отырып тәжірибелік резонанстық жиілікті тармақталмаған бөліктегі токтың ең аз мәні бойынша анықтау жұмыстары жүргізіледі.

Алынған деректер бойынша тізбек элементтерінің параметрлерін есептеу, белгілі бір жиілік үшін векторлық диаграмма тұрғызу және қуаттар тепе-теңдігінің орындалуын тексеру, теориялық және тәжірибелік резонанстық жиіліктерді салыстыру және b1(f), b2(f), b23(f), I1(f) жиіліктік сипаттамалардың графиктерін тұрғызу жұмыстары жасалуы керек.

Негізгі әдебиеттер [1(86-93, 98-99, 120-123), 3 (156-159, 167-171,225-234) ]

Қосымша әдебиеттер [ 5, 6, 9]

Бақылау сұрақтары:

1.R, L, C элементтер параллель жалғанған тізбектің электрлік күйін сипаттаңыз.

2. Токтар үшбұрышына түсініктеме беріңіз.

3.Өткізгіштер үшбұрышына түсініктеме беріңіз

4. Токтар резонансын түсіндіріңіз. Резонанстық жиілік қалай анықталады?

№5 зертханалық жұмыс

Қоректендіргіш пен қабылдағыштың фазалары жұлдызша жалғанған үш фазалы тізбекті зерттеу

Жұмыстың мақсаты: Қоректендіргіш пен қабылдағыштың фазалары жұлдызша жалғанған үш фазалы тізбектің қасиеттерін және жұмыс істеу ерекшеліктерін зерттеу.

Жұмыс орындау барысында студенттер симметриялы жєне симметриялы емес режимдер кезінде орын алатын фазалық, желілік шамалар арасындағы негізгі қатынастар мен нөлдік сымның қызметін білуі, фазалық токтарды анықтау үшін екі түйін тәсілін қолдануды меңгеруі, үш фазалы тізбекті талдау үшін топографиялық және векторлық диаграмаларды пайдалануды үйренулері тиіс.

Жұмысты орындау тәртібі және өлшеу нәтижелерін өңдеу: Стендте қоректендіргіш пен қабылдағыштың фазалары жұлдызша жалғанған үш фазалы симметриялы тізбекті және симметриялы емес тізбекті жинаған соң, олардағы әртүрлі режимдер (қалыпты, нөлдік сым үзілген, фазалық сым үзілген, нөлдік және фазалық сым үзілген) кезіндегі желілік кернеулер мен токтарды, фазалық кернеулер мен токтарды, нөлдік сымдағы токты және нөлдік нүктелер арасындағы кернеуді өлшеу жұмыстары жүргізіледі.

Өлшеу нәтижелері бойынша барлық режимдер үшін токтардың векторлық диаграммалары мен кернеулердің топографиялық диаграммаларын тұрғызу керек.

Негізгі әдебиеттер [1(156-178), 3 (378-405) ]

Қосымша әдебиеттер [ 5, 6, 9]

Бақылау сұрақтары:

1.Қандай тізбекті үш фазалы тізбек деп атайды?

2.Үш фазалы симметриялы э.қ.к.-і жүйесіне түсініктеме беріңіз.

3.Үш фазалы тізбектегі желілік кернеулер мен токтар, фазалық кернеулер мен токтар, нөлдік сым және ондағы ток жөнінде анықтама беріп, оларды тізбек сұлбасында көрсетіңіз.

4. Қоректендіргіш пен қабылдағыштың фазалары жұлдызша жалғанған тізбекте кернеулер мен токтар қалай анықталады?

5. Үш фазалы тізбекті талдау үшін топографиялыќ жєне векторлыќ диаграмаларды қалай тұрғызады?

№6 зертханалық жұмыс

Синусоидалы емес тоқ тізбектерін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: Синусоидалы емес кернеу қосылған тізбектегі токтың пішініне резисторлық, индуктивтілік және сыйымдылық элементтердің әсерін зерттеу. Жұмыс орындау барысында студенттер сипаты әртүрлі элементтердің тізбектегі токтың гармоникалық құрамына әсерін білуі тиіс,токтың пішініне тәжірибелік және есептік жолмен гармоикалық талдау жасауды меңгерулері керек, әртүрлі периодтық синусоидалы емес функцияларды салыстыруға дағдылануы керек.

Жұмысты орындау тәртібі және өлшеу нәтижелерін өңдеу: Синусоидалы емес кернеу көзін осциллографқа қосып, оның осциллограммасын сызады, масштабтарды анықтайды. Синусоидалы емес кернеу көзін кезекпен резистивті элементтен тұратын тізбекке, индуктивті элементі бар тізбекке, онан соң сыйымдылық элементі бар тізбекке қосады. Осциллографты әр тізбектің тежегіш кедергісіне параллель қосып, осциллограмма арқылы әр тізбекпен жүретін токтың пішінін анықтайды.

Алынған деректер бойынша синусоидалы емес кернеуді Фурье қатарына жіктеп, оның лездік мәнін анықтайды, оның пішіндік, амплитудалық және бұрмалану коэффициенттерін есептейді. Әр тізбектегі токқа графиктік жолмен гармоникалық талдау жүргізеді.

Негізгі әдебиеттер [2(4-15, 30-35), 3 (455-470, 476-486) ]

Қосымша әдебиеттер [ 5, 6,10]

Бақылау сұрақтары:

1.Қандай айнымалы токтарды және кернеулерді синусоидалы емес деп атайды?

2. Электр тізбектерінде синусоидалы емес токтар мен кернеулердің пайда болу себебі не?

3. Фурье қатарын жазып, оған түсініктеме беріңіз. Тригонометриялық қатардың коэффициенттерін графо-аналитикалық жолмен қалай анықтайды?

4. Синусоидалы емес шамалардың әрекеттік және орташа мәні қалай анықталады?

5. Синусоидалы емес ток тізбегіндегі активті , реактивті және толық қуаттар қалай анықталады?

6. Пішіндік, амплитудалық және бұрмалану коэффициенттері туралы түсініктеме беріңіз.

2.4 Оқытушының жетекшілігімен орындалатын студенттердің өзіндік жұмыстары бойынша өткізілетін сабақтардың жоспары (СОӨЖ)

№

Тапсырма

СОӨЖ өткізу түрі

Әдістемелік ұсыныс

Ұсынылған

әдебиет

№1 семестрлік есептік-графикалық жұмыс: Тұрақты токтың тармақталған күрделі тізбектерін талдау.

Берілген вариантқа сәйкес келетін

Тұрақты токтың күрделі тізбегінің барлық тармақтарындағы токтарды анықтау үшін Кирхгофтың бірінші және екінші заңдары бойынша теңдеулер жүйесін құру.

Тізбектің барлық тармақтарындағы токтарды контурлыќқтоктар және түйіндік потенциалдар тәсілдері бойынша аныќтау

Берілген тізбек үшін қуаттар тепе-теңдігін құру.

Тізбектің бір тармағындағы токты балама генератор тәсілі бойынша анықтау.

Тізбектің сыртқы контуры үшін потенциалдық диаграмма тұрғызу.

№1 семестрлік жұмысты рәсімдеу және қорғау

№2 семестрлік есептік-графикалық жұмыс: Синусоидалы токтың тармақталған күрделі тізбектерін талдау.

Синусоидалы токтың күрделі тізбегін есептеу үшін берілген мәліметтерді пайдаланып синусоидалы шамалардың лездік мәндерін және комплекстік мәндерін анықтау.

Синусоидалы ток тізбегіндегі токтар мен кернеулердің лездік мәндері үшін Кирхгофтың бірінші және екінші заңдары бойынша теңдеулер құру;

Тізбектің тармақтарындағы токтар мен кернеулердің комплекстік мәндері үшін Кирхгофтың бірінші және екінші заңдары бойынша теңдеулер құру.

Тізбектің тармақтарындағы токтарды контурлық токтар тәсілі бойынша анықтау.

Берілген тізбек ‰шін комплекстік т‰рде ќуаттар тепе-тењдігін ќ±ру.

Тізбектегі ваттметрдің көрсетуін анықтау.

Тізбектің бір түйінін жермен қосып, басқа нүктелердің комплекстік потенциалын анықтау.

Тізбек ‰шін токтар диаграммасын және топографиялыќ диаграмманы т±рғызу.

№2 семестрлік жұмысты рәсімдеу және қорғау

Есептеу

есептеу

Есептеу

есептеу

Есептеу

Есептік-графикалық жұмыс түрінде

Дәрістік материалдарды және ұсынылатын әдебиетті пайдаланып тµмендегі сұрақтарды пысықтау керек:

1.Тұрақты ток тізбегі. Ом және Кирхгоф заңдары.

2.Тұрақты ток тізбектерін Ом және Кирхгоф заңдары пайдалану арқылы есептеу.

Төмендегі сұрақтарды пысықтау керек:

1.Тұрақты токтың тармақталған күрделі тізбектерін талдау тәсілдері.

2.Сызықты теңдеулер жүйесін шешу тәсілдерін қайталау.

Төмендегі сұрақтарды пысықтау керек:

1.Сызықты электр тізбегінің қасиеттері;

2.Қуаттар тепе-теңдігінің теңдеуі. Қоректендіргіштің қуаты. Қабылдағыштың қуаты.

Төмендегі сұрақтарды пысықтау керек:

1.Активті және пассивті екіұштықтар.

2.Балама генератор тәсілі

Төмендегі сұрақтарды пысықтау керек:

1.Электр тізбегінің бойында потенциалдардың таралуы.

2.Потенциалдық диаграмма

тұрғызу реті.

1.Жұмысты талапқа сай рәсімдеу.

2. 1 модуль бойынша сұрақтарға жауап дайындау.

Тапсырманы орындау үшін төмендегі сұрақтарды пысықтау керек:

1.Синусоидалы шаманы сипаттайтын параметрлер. 2.Синусоидалы шаманың мәндері және бейнелеу жолдары.

Тапсырманы орындау үшін төмендегі сұрақтарды пысықтау керек:

1.Синусоидалы ток тізбегінің негізгі элементтері және олардың кедергілері.

2. Синусоидалы ток тізбегіндегі токтар мен кернеулердің лездік мәндері үшін Кирхгофтыњ бірінші жєне екінші зањдары

Тапсырманы орындау үшін төмендегі тақырыптарды пысықтап, меңгеру керек:

1.Жоғарғы математиканың « Комплекс сандар және олармен математикалық операциялар орындау» тарауын қайталау.

2.Комплекстік амплитуда тәсілі. Комплекстік кедергі және өткізгіштік.

3.Комплекстік түрдегі Ом және Кирхгоф заңдары.

Төмендегі тақырыптарды пысықтап, меңгеру керек:

1.Синусоидалы ток тізбегін есептеудің комплекстік тәсілі.

2. Контурлық токтар тәсілі

Төмендегі тақырыптарды пысықтап, меңгеру керек:

1.Синусоидалы ток тізбегіндегі энергетикалық үрдістер. Активті, реактивті және толық қуаттар.

2. Комплекстік қуат. Комплекстік т‰рде ќуаттар тепе-тењдігі.

Төмендегі тақырыптарды пысықтап, меңгеру керек:

1.Синусоидалы ток тізбегіндегі энергетикалық үрдістер. Активті, реактивті және толық қуаттар. Комплекстік қуат Есептеу

2.Қуатты ваттметрмен өлшеу

Төмендегі тақырыптарды пысықтап, меңгеру керек:

1.Синусоидалы ток тізбегін есептеудің комплекстік тәсілі.

2.Комплекстік потенциал. Синусоидалы ток тізбегін есептеудің түйіндік потенциалдар тәсілі.

Төмендегі тақырыптарды пысықтап, меңгеру керек:

1.Синусоидалы токтың тізбектерін есептеу үшін векторлық диаграммаларды қолдану.

2.Топографиялық диаграмма тұрғызу.

1.Жұмысты талапқа сай рәсімдеу.

2. 2 модуль бойынша сұрақтарға жауап дайындау.

Нег:1[3-29],

3[10-17, 50-70]

Қос:4[7-30],

12[4-22,29-30]

Нег:1[24-33, 40-51],

3[74-80, 94-103]

Қос:4[31-46],

12[31-36]

Нег:1[43-45,52-54],

3[72-73, 80-89]

Қос:4[35-38],

12[9-10, 49-50]

Нег:1[54-56],

3[110-114]

Қос:4[58-64],14[42-45]

Нег:1[54-56],

3[110-114]

Қос:4[58-64],

12[42-45

Нег:1[3-58],

3[6-16, 50-135]

Қос:4[3-64],

12[4-59]

Нег:1[59-72],

3[136-144, 50-135]

Қос:5, 11,12

Нег:1[72-82],

3[145-158, 175-176]

Қос:5,11,12

Нег:1[83-91],

3[159-176,]

Қос:5,11,12

Нег:1[103-109],

3[159-176,]

Қос:5,11,12

Нег:1[94-99],

3[190-199,]

Қос:5,11,12

Нег:1[94-102],

3[206-209,]

Қос:5,11,12

Нег:1[107-112],

3[182-185,]

Қос:5[ ],

14[63-76]

Нег:1[107-112],

3[182-185,]

Қос:5,11,12

Нег:1[59-112],

3[136-209,]

Қос:5,11,12

Студенттердің өздік жұмыстары бойынша сабақ жоспары (СӨЖ)

№

Тапсырма

Әдістемелік ұсыныс

Ұсынылатын әдебиет

Электротехниканыњ даму тарихы. Электрлік шамалар және олардың өлшем бірліктері.

Кедергілері бірізді, параллель, аралас жалғанған тізбектерді балама түрлендіру тәсілі арқылы есептеу.

Кирхгоф заңдары бойынша құрылатын теңдеулерді топологиялық матрицалар көмегімен жазу.Контурлық токтар әдісінің теңдеулерін матрицалар арқылы жазу.

Матрица түрінде түйіндік потенциалдарға теңдеулер құру

Синусоидалы токтың генераторының құрылысы және жұмыс істеу принципі

Екі±штыќтыњ реактивті элементтері єрт‰рлі жалѓанѓан кездегі жиіліктік сипаттамалары..

Қуат коэффициенттін жоғарлату тәсілдері

Түзу сызықтың және шеңбердің комплекстік теңдеулері. Тармақталмаған электр тізбегі үшін және активті екіұштық үшін арналған шеңберлік диаграммалар

Тармақталған электр тізбегі үшін құрылған шеңберлік диаграммалар

Индуктивті байланысы бар с±лбаны индуктивті байланысы жоќ балама с±лбаѓа ауыстыру. Байланысқан контурларды баптау

Темір µзексіз трансформатор (ауа трансформаторы). Автотрансформатор.

Єрт‰рлі с±лба т‰рінде жалѓанѓан ‰ш фазалы тізбектердіњ кейбір ќасиеттері.

Айнымалы магнит өрісі

Асинхронды және синхронды қозғалтқыштардың жұмыс істеу принципі

Синусоидалы емес ток тізбектеріндегі резонанстыќ ќ±былыстар

Үш фазалы тізбектегі жоғарғы гармоникалар

Ұсынылатын әдебиетті пайдаланып тапсырмаға қатысты сұрақтармен танысып, пысықтау керек.

Ұсынылатын негізгі әдебиетті пайдаланып тапсырмаға қатысты сұрақтармен танысып, пысықтау керек. Қосымша әдебиетте келтірілген есептердің шешу жолдарымен танысып, өз бетінше орындауға арналған есептерді шығару керек

Жоғарғы математика курсының әдебиеттерін пайдалану арқылы матрицалардың негізгі қасиеттері және олармен жүргізілетін операцияларды пысықтау керек. Ұсынылған әдебиеттерді қолданып тізбекті есептеудің контурлық токтар тәсілін матрицаларды пайдалану арқылы жүзеге асыруды үйреніп, өз бетінше есептеу жұмысын жүргізуге дағдылану керек.

Матрицалардың негізгі қасиеттері және олармен жүргізілетін операцияларды пысықтау керек. Ұсынылған әдебиеттерді қолданып тізбекті есептеудің түйіндік потенциалдар тәсілін матрицаларды пайдалану арқылы жүзеге асыруды үйреніп, өз бетінше есептеу жұмысын жүргізуге дағдылану керек.

Физика курсынан электромагниттік индукция заңын қайталау керек. Ұсынылған әдебиет бойынша синусоидалы токтың генераторының құрылысымен танысып, орамада пайда болатын э.қ.к.-нің және оның жиілігінің матеметикалық өрнектерін талдау керек.

Синусоидалы ток тізбегінің реактивті элементтерінің әрқайсысының жиіліктік сипаттамаларын еске түсіріп, пысықтау керек. Олар өзара әр түрлі сұлба бойынша жалғанған кездегі екіұштықтың кірістік кедергісінің немесе өткізгіштігінің жиілікке тәуелділігінің өрнегіне және тәуелділік сипатына баса назар аударып, қортынды жасау керек.

Электр энергиясын үнемдеу мәселесін шешудегі қуат коэффициенттін жоғарлатудың маңызын түсініп, оған қол жеткізу тәсілдерін білу керек.

Ұсынылған әдебиеттердегі материалдарды пайдаланып шеңберлік диаграмма туралы түсініктемелерді және оны құру тәртібін оқып, үйрену арқылы оны тармақталмаған электр тізбегін графикалық жолмен талдау үшін қолдануды меңгеру керек.

Шеңберлік диаграмма туралы түсініктемелерді және оны құру тәртібін оқып, үйрену арқылы оны тармақталған электр тізбегін графикалық жолмен талдау үшін қолдануды меңгеру керек, өз бетінше шеңберлік диагарамма құруға дағдылану керек.

Индуктивті байланысқан элементтері бар электр тізбегі туралы сипаттамалық материалдарды қайталап, пысықтап алған кейін ол тізбекті индуктивті байланысы жоќ балама с±лбаѓа ауыстыруды оқып үйреніп, меңгеру керек.

Байланысқан контурларды баптаудың мақсатын түсіну және баптаудың әр түрлі тәсілдерін оқып үйрену керек,

Алдымен индуктивті байланысқан элементтері бар электр тізбегі туралы сипаттамалық материалдарды қайталап, пысықтап алған жөн. Трансформатордың құрылысы және жұмыс істеу принципімен танысып, оны индуктивті байланысқан контурлар жүйесі ретінде қарастыра отырып оның параметрлерін және сипаттамаларын оқып үйрену керек.

Алдымен үш фазалы тізбек туралы негізгі ұғымдарды қайталап, пысықтап алған жөн. Үш фазалы тізбектердіњ кейбір ќасиеттерін зерделеп, олардың практикада қолдануына назар аудару керек.

Үш фазалы және көп фазалы тізбек туралы материалдарды қайталап, пысықтап алған жөн. Айнымалы магнит өрісін алуды және оны теориялық тұрғыдан оқып үйрену керек.

Алдымен айнымалы магнит өрісі туралы мағлұматтарды пысықтап алу керек. Айнымалы магнит өрісінің практикада қолдануының бір мысалы болатын асинхронды және синхронды қозғалтқыштардың құрылысымен және жұмыс істеу принципімен танысып, түсіну қажет.

Алдымен синусоидалы емес ток тізбектері туралы материалдарды қайталап, пысықтап алған жөн.

Бұл тізбектерде резонанс құбылысының болу шарттарымен және резонанс сипатымен танысып, оқып үйрену керек.

Үш фазалы тізбек туралы және синусоидалы емес ток тізбектері туралы материалдарды қайталап, пысықтап алған жөн. Үш фазалы тізбектің генераторының және жүктемелерінің фазаларының жалғану сұлбаларына байланысты жоғарғы гармоникалардың сипатының ерекшеліктеріне назар аудуару керек.

Нег:1[3-16],

3[6-9, 11-26, 35-41]

Қос:4,5

Нег:1[21-24],

Қос:4,5,12

Нег:1[28-33], 3[118-128]

Қос:4,5,7.8

Нег:1[39-41], 3[118-120, 129-130]

Қос:4,5,7,8

Нег:1[59-62],

Қос:5,6,7

Нег:1[59-62], 3[242-248, 234-242]

Қос:5,6,7

Нег:1[145-150], 3[360-366]

Қос:5,6,7

Нег:1[150-155], 3[366-369]

Қос:5,6,7

Нег:1[133-135, 140-144], 3[323-325]

Қос:5,6,7

Нег:1[135-140], 3[302-309]

Қос:5,6,7

Нег:1[162-168, 179-183], 3[426-431]

Қос:5, 7

Нег:1[185-190], 3[412-416]

Қос:5,7

Нег:1[185-190], 3[412-416]

Қос:5,7

Нег:2[50-51]

Қос:5,7

Нег:2[51-53], 3[486-497]

Қос:5,7

2.6 Өздік бақылау үшін тест тапсырмалары

№1. Берілгені: φА=10 В; φВ=30 В; Е1=5 В; Е2=20 В; R1=4 Ом, R2=6 Ом. Тармақтың тоғын анықтаңыз.

A) 1,5 A.

B) –1,5 A.

C) 0,5 A.

D) –0.5 A.

E) 1 A.

№2. Тізбекте Е = 40 В, U1 = 15 B, U2 = 7 B. R3 элементінің кернеуі U3 неге тең?

А) 62 B

В) 55 B

С) 47 B

D) 22 B

Е) 18 B

№3. Тізбекте I1 = 6 A, I2 = 4 A. R3 элементінің тоғын анықтаңыз.

А) 2 A

В) 5 A

С) 7 A

D) 10 A

Е) 14 A

№4. Тізбекте R1 = 6 Ом, R2= 3 Ом, R3 = 4 Ом. Тізбектің толық кедергісі неге тең?

А) 5 Ом

В) 5,4 Ом

С) 6 Ом

D) 7 Ом

Е) 13 Ом

№5. Uab кернеуді табу үшін қай теңдеу дұрыс жазылған?

A) UAB=E1+E2-I1R1+I2R2

B) UAB= -E1-E2-I1R1+I2R2

C) UAB=E1+E2-I1R1-I2R2

D) UAB= -E1-E2+I1R1-I2R2

E) UAB= -E1+E2-I1R1+I2R2

№6. Кирхгофтың екінші заңына сәйкес теңдеу қалай жазылады?

A) I1R1-I4R4-I3R3+I2R2=E1-E4+E3-E2

B) I1R1+I4R4-I3R3-I2R2= -E1+E4-E3+E2

C) I1R1+I4R4-I3R3-I2R2=E1-E4+E3-E2

D) I1R1-I4R4+I3R3-I2R2=E1-E4+E3-E2

E) I1R1+I4R4+I3R3+I2R2=E1-E4+E3-E2

№7. I33 контурлық ток қайсы теңдеу арқылы табылады?

А) R1+R2+R5)+I22(R2+R4+R6)+I33(R5+R6+R7+R8)=E5.

В) I11–I11R5+I22R6+I33(R5+R6+R7+R8)=E5.

С)–I11R5-I22R6+I33(R5+R6+R7+R8)= -E5.

D) -I11R5+I22R6+I33(R5+R6+R7+R8)=E5.

Е) I11(R1+R2+R5)+I22(R2+R4+R6)+I33(R5+R6+R7+R8)=E5.

№8.Тізбектегі Е1=Е2=3 В, R1=R2=R3=1 Ом. UAB кернеуін анықтаңыз.

А) 5В

В) 4В

С) 3В

D) 2В

E) 0В

№9. Қабылдағыштарды қалай жалғағанда тізбекте ток минимал болады?

A) áiðiçäi (òiçáåêòåé);

B) ïàðàëëåëü;

C) àðàëàñ;

D) жұлдызша

E) үшбұрышша

№10.Токтың және кернеудің лездік мәндері белгілі: i=5sinωt A; u=100sin(ωt + 30˚) B. активті және реактивті қуаттардың шамасы нешеге тең?

A) P= 433 Вт; Q= 250 ВАр;

B) P= 125 Вт; Q= -250 ВАр;

C) P= 250 Вт; Q= 0;

D) P= 216 Вт; Q= -125; ВАр

E) P= 216 Вт; Q= 125 ВАр.

№11. Жұлдызша сұлбаның кедергілері R1=R2=R3=8 Ом тең. Оған балама үшбұрыштың қабырғаларының кедергілері неге тең?

A) R12=R23=R31=2 Ом.

B) R12=R23=R31=12 Ом.

C) R12=R23=R31=24 Ом.

D) R12=R23=R31=8 Ом.

E) R12=R23=R31=16 Ом.

№12.Түйінге екі ток кіреді A., i2=14,1sin(ωt-1350) A. Шығатын токты i3 анықтаңыз.

D) i3=0.

№13. Векторлық диаграмма бойынша тізбектің сипатын анықтаңыз.

А) идеал активті;

В)идеал индуктивті;

С) идеал сыйымдылықты;

D) активті-индуктивті;

Е) активті-сыйымдылықты

№14. Қандай тізбекте кернеулер резонансын байқауға болады?

А) индуктивті және сыйымдылықты элементтер параллель жалғанған;

В) индуктивті және сыйымдылыҚты элементтер бірізді(тізбектей) жалғанған ;

С) активті, индуктивті және сыйымдылықты элементтер параллель жалғанған;

D) активті және сыйымдылықты элементтер бірізді жалғанған;

Е) индуктивті және активті элементтер бірізді жалғанған.

№15. Қандай тізбекте токтар резонансын байқауға болады?

А) индуктивті және сыйымдылықты элементтер бірізді(тізбектей) жалғанған;

В) активті және сыйымдылықты элементтер бірізді жалғанған;

С)сыйымдылықты және индуктивті элементтер параллель жалғанған;

D) сыйымдылықты жәнне активті элементтер параллель жалғанған

Е) активті және индуктивті элементтер параллель жалғанған.

№16. Комплекс санмен бейнелетін шаманың Е=-60-j80 В лездік мәні қалай табылады?

A) B.

B) B.

C) B.

D) B.

Е) B.

№17. Тізбектің толық кедергісі Z қай формула арқылы табылады?

C) Z=R - jXC

D) Z=R + jXC

№18. Конденсатордың кедергісі Xc=50 Ом. Онымен жүретін ток i = 2sin(314t-400) A.

Конденсатордағы кернеудің лездік мәні неге тең?

A) u = 25sin(314t-500) B.

B) u = 100sin(628t-1300) B.

C) u = 70,7sin(314t-500) B.

D) u = 100sin(314t-1300) B.

E) u = 63,8sin(314t+1300) B.

№19. Кернеулер резонансы кезінде шамалардың қайсысының мәні қате жазылған?

№20. Токтар резонансы кезіндегі шамалардың қайсысының мәні қате жазылған?

№21. Активті-сыйымдылықты тізбекте кернеу мен токтың фазалық ығысу бұрышы неге тең?

А)

С)

D) > 0

Е) < 0

№22. Тізбектің кернеуі мен тогының векторлық диаграммасы келтірілген. Тізбек қандай сипатты?

А) идеал активті;

В) идеал индуктивті;

С) идеал сыйымдылықты;

D) активті-индуктивті;

Е) активті-сыйымдылықты.

№23. Тізбектің бөлігіндегі кернеудің лездік мәні U=15+10sinωt+5sin3ωt. Осы бөлікке параллель жалғанған магнитоэлектрлік жүйесінің вольтметрі неше вольт көрсетеді?

A) В.

B) 15 B.

E) 30 B.

№24. Егер, u=(100√2sin+20√2sin3ωt) B, R=10 Ом, ХС(1) =30 Ом. Активтік қуат нешеге тең болады?

A) 100 Вт.

B) 120 Вт.

C) 150 Вт.

D) 140 Вт.

E) Вт.

№25. Егер u = 100+150sin(100t +450) B, i = 5 A болса, онда пассивті екіұштықтың активті қуаты неге тең?

А) 750 Вт

В) 500 Вт.

C) 375 Вт.

D) 1250 Вт.

E) 0

№26. Симметриялы үшфазалы қабылдағыштың реактивтік қуаты қай формула арқылы анықталады?

Q = UФIФsinφ.

Q = UЛIЛsinφ.

Q = 3UФIФsinφ.

Q = 3UЛIЛsinφ.

Q = UЛIЛsinφ.

№27. Симметриялы үш фазалы тізбектің бейтарап сымының тоғын қайсы өрнек көрсетеді?

A) 0

B) I0= IЛ.

C) I0 =IЛ /.

D) I0= 3 IЛ.

E) I0= IЛ.

№28. Үш фазалы тізбекте бейтарап (нөлдік) сым не үшін керек?

А) кернеуді жоғарылату үшін;

В) кернеуді төмендету үшін;

С) электр қабылдағыштың фазаларына қорек көзінің фазалық кернеулерін беру үшін;

D) электр қабылдағыштың фазаларына қорек көзінің желілік кернеулерін беру үшін;

Е) фазалық тоқтарды теңестіру үшін.

№29. Кедергілері = 190 ej тең үш фазалы электр қабылдағыш жұлдызша жалғанып, бейтарап сыммен қосылған. Желілік кернеу Uж = 380 B. Бейтарап сымның тогын IN анықтаңыз.

А) 6 А;

В) 3,46 А;

С) 2 А ;

D) 1,16 А;

Е) 0.

№30. Үш фазалы симметриялы электр қабылдағышты үшбұрышша жалғаудың орнына жұлдызша жалғаса, оныњ желілік тогы қалай өзгерер еді?

А) өзгермейді;

В) есе өседі

С) 3 есе азаяды ;

D) екі есе өседі;

Е) екі есе азаяды.

Тест сұрақтарының дұрыс жауаптары

№	Дұрыс жауаптар	№	Дұрыс жауаптар	№	Дұрыс жауаптар
1	D	11	C	21	E
2	E	12	D	22	E
3	D	13	D	23	B
4	C	14	B	24	B
5	B	15	C	25	B
6	A	16	D	26	C
7	D	17	C	27	A
8	E	18	D	28	C
9	A	19	D	29	E
10	E	20	D	30	C

2.7 Курс бойынша емтихан сұрақтары

1.Электр тізбектерінің негізгі ұғымдары. Электр тізбектерінің жіктелуі және олардың элементтері. Активті және пассивті тізбектер. Электр тізбектерінің сұлбалары.

2. Тұрақты ток тізбегі. Тұрақты ток көздері. Электр қозғаушы күш көзі (э.қ.к) және ток көзі. Олардың сипаттамалары және орынбасу сұлбалары.

3. Ом жғне Кирхгоф заңдары.

4. Кедергілері бірізді, параллель жєне аралас жалғанған тізбектерді балама түрлендіру және есептеу.

5. «Жұлдызша» сұлба бойынша жалғанған кедергілерді «үшбұрыш» сұлбасына балама түрлендіру.

6.Бірізді жалғанған э.қ.к-терді балама түрлендіру. Параллель жалғанған э.қ.к-терді балама генератормен айырбастау

7. Потенциальдық диаграмма. Қуаттар тепе-тењдігі.

8. Беттестіру принципі. Теңгеру принципі. өзаралық принцип.

9. Күрделі тұрақты ток тізбектерін Ом жєне Кирхгоф заңдары пайдалану арқылы есептеу. Тењдеулер құру және оларды шешу арқылы токтарды анықтау.

10. Кирхгоф заңдары бойынша құрылатын теңдеулерді топологиялық матрицалар көмегімен жазу

11. Контурлық токтар тәсілі. Контурлық токтар әдісінің теңдеулерін матрицалар арқылы жазу.

12. Түйіндік потенциалдар тәсілі. Матрица түрінде түйіндік потенциалдарға теңдеулер құру.

13.Екі түйіндік тәсіл

14. Балама генератор тәсілі.

15.Энергияны активті екіұштықтан жүктемеге беру. Жүктемеге максимал қуат беру шарты. Пайдалы әсер коэффициенті. Жүктеменің үйлестірілген кедергісі.

16. Синусоидалы ток. Синусоидалы токтың генераторының құрылысы және жұмыс істеу принципі.

17. Синусоидалы шамаларды сипаттайтын параметрлер. Синусоидалы шамалардың мәндері.

18.Синусоидалы шамаларды.бейнелеу жолдары.

19. Активті кедергісі бар тізбек.

20. Идеал индуктивті элементі бар тізбек.

21.Сыйымдылық элементі бар тізбек.

22. Активті кедергі, идеал индуктивті элемент жєне сыйымдылық элемент бірізді жалғанған тізбек. Тізбек күйінің теңдеуі. Кернеулер үшбұрышы. Кедергілер үшбұрышы.

23.Тізбектегі энергетикалық үрдістер. Активті, реактивті және толық қуаттар. Қуаттар үшбұрышы. Қуат коэффициенті.

24. Активті кедергі, идеал индуктивті элемент жєне сыйымдылық элементтер параллель жалғанған тізбек.Тізбек күйінің теңдеуі. Токтар үшбұрышы. өткізгіштіктер үшбұрышы.

25. Синусоидалы ток тізбегін есептеудің комплекстік тәсілі. Синусоидалы токтың комплекстік мәндері үшін Ом және Кирхгоф заңдары.

26. Комплекстік кедергі. Комплекстік өткізгіштік. Комплекстік қуат.

27. Екіұштылардың жиіліктік сипаттамалары. Кернеулер резонансы.

28.Токтар резонансы.

29.Екіұштытының реактивті элементтері әртүрлі жалғанған кездегі жиіліктік сипаттамалары.

30.Қуат коэффициенттін жоғарлату тәсілдері.

31. Түзу сызықтың және шеңбердің комплекстік теңдеулері.

32.Тармақталмаған электр тізбегі үшін және активті екіұштық үшін арналған шеңберлік даиграммалар.

33. Тармақталған электр тізбегі үшін құрылған шеңберлік даиграммалар.

34.Индуктивті байланысқан элементтері бар тізбектер. Өзіндік және өзаралық индукция. Байланыс коэффициенті. Өзаралық индуктивтілік.

35. Индуктивті байланысы бар элементтер бірізді жалғанған тізбек.

36. Индуктивті байланысы бар элементтер параллель жалғанған тізбек.

37. Өзара индуктивті байланысқан элементтері бар күрделі электр тізбегін есептеу.

38.Индуктивті байланысы бар сұлбаны индуктивті байланысы жоқ балама сұлбаға ауыстыру.

39.Байланысқан контурларды баптау

40.Темір өзексіз трансформатор(ауа трансформаторы).

41. Үш фазалы қоректендіргіштер және үш фазалы тізбектер туралы түсініктемелер.

42.Жұлдызша қосылған үш фазалы симметриялы қабылдағышы бар тізбекті есептеу.

43.Үшбұрыштап қосылған үш фазалы симметриялы қабылдағышы бар тізбекті есептеу.

44. Жұлдызша қосылған үш фазалы симметриялы емес қабылдағышы бар нөлдік сымды және нөлдік сымсыз тізбектерді есептеу. Үшбұрыштап қосылған үш фазалы симметриялы емес қабылдағышы бар тізбекті есептеу.

45. Әртүрлі сұлба түрінде жалғанған үш фазалы тізбектердің кейбір қасиеттері.

46. Үш фазалы тізбектердің қуаттары және оларды өлшеу. Өзара индуктивті байланысқан элементтері бар үш фазалы тізбектер.

47. Үш фазалы желінің балама сұлбасы.

48. Айнымалы магнит өрісі. Асинхронды және синхронды қозғалтқыштардың жұмыс істеу принципі.

49. Периодты синусоидалы емес ток тізбектері. Периодты синусоидалы емес қисықтарды Фурье қатарына жіктеу. Периодты синусоидалы емес қисықтардың симметриялық шарттары.

50. Графикалық талдау әдісімен Фурье қатарындағы коэффициенттерді табу.

51. Периодты синусоидалы емес э.қ.к., кернеу және токтың максималды, әрекеттік және орташа мәндері.

52. Амплитудалық, пішіндік және бұрмалану коэффициеттері. Периодты синусоидалы емес токтар тізбегіндегі қуаттар.

53. Периодты синусоидалы емес э.қ.к.-терінің және токтарының әсерлері кезінде тізбектерді есептеу.

54. Синусоидалы емес ток тізбектеріндегі резонанстық құбылыстар

55. Үш фазалы тізбектегі жоғарғы гармоникалар

Глоссарий

Электротехникалық қондырғы – электр энергиясын өндіру, тарату, түрлендіру, қолдану және бақылау мәселерін шешуде белгілі бір қызмет атқаратын өндірістік қондырғы.

Электр тізбегі –бір-бірімен сым өткізгіштері арқылы жалғасқан электр энергиясының көздерінің, тұтынушылардың, бақылау-өлшеу және қосу-ажырату аспаптарының бойымен ток жүре алатын жиынтығы.

Электр энергиясының көздері – энергияның басқа түрлерін ( химиялық, механикалық, жылулық және т.б.) электр энергиясына түрлендіретін қондырғылар.

Электр энергиясын тұтынушылар ( қабылдағыштар) – электр энергиясын энергияның басқа түріне ( химиялық, механикалық, жылулық және т.б.) түрлендіретін қондырғылар.

Электрлік сұлба- электр тізбегін графикалық түрде бейнелеу.

Балама (эквиваленттік) сұлба- бірізді немесе параллель жалғанған бірнеше элементтерді тізбектің жұмыс режимін өзгертпей балама (эквивалент) элементтермен айырбастау нәтижесінде пайда болған қарапайым сұлба.

Түйін –электр тізбегінің кем дегенде үш тармағының түйіскен нүктесі.

Тармақ –элементтері өзара бірізді жалғанған, бойымен бір ғана ток жүретін тізбек бөлігі.

Контурлық ток – қарастырылатын контурдың барлық бөлігі үшін бірдей деп шартты түрде қабылданған ток.

Активті екіұштық – тізбектің басқа бөлігімен екі ұштық арқылы жалғанатын, ал құрамына резисторлар мен энергия көздері кіретін тізбектің бөлектенген тармағы.

Айнымалы ток – шамасы мен бағыты уақытқа тәуелді өзгеретін ток.

Фаза – бұл ұғым электротехникада екі түрлі мәнге ие: бірінші- синусоидалы шаманың аргументі, екіншісі- үш фазалы тізбектің өзінің жеке қоректендіргіші және жүктемесі бар бөлігі.

Кернеу резонансы – индуктивті және сыйымдылық элементтер бірізді жалғанған тізбекте белгілі бір жағдайда кернеу мен ток фаза бойынша бірдей болатын құбылыс.

Комплекстік тәсіл – айнымалы ток тізбегін есептеу үшін комплекс сандар қолданатын тәсіл.

Индуктивті ( магнитті) байланысқан элементтер – мұндай элементтерде бір элементтегі ток өзгерген жағдайда екінші элементте Э.Қ.К.- і пайда болады.

Желілік ток –генератор мен жүктемені қосатын желілік сыммен жүретін ток.

Бейтарап ( нөлдік) сым – үш фазалы қоректендіргіш пен үш фазалы жүктеменің бейтарап ( нөлдік) нүктелерін қосатын сым.

Айнымалы магнит өрісі – орамалары кеңістікте белгілі бір бұрышқа ығысып орналасқан машинада көп фазалы токтар тудыратын өріс.

Мазмұны

1. Пәннің оқу бағдарламасы-syllabus...................................................................................…...3

Оқытушы туралы мәліметтер........................................................................................... ...3
1. Пән туралы мәліметтер................................................................................................. .......3

1.5 Пәннің мақсаты және міндеттері........................................................................................ .3

1.6. Тапсырмалар тізімі және оларды орындау кестесі.............................................................3

1.7 Әдебиеттер тізімі................................................................................................................... 4

1.8 Білімді бақылау және бағалау ............................................................................................ .5

2. Негізгі тартылатын материалдар мазмұны .......................................................................... 8

2.1 Курстың тақырыптық жоспары ...........................................................................................8

2.2 Дәрістік сабақ конспектілері ................................................................................................9

2.3 Зертханалық сабақтардың жоспары ....................................................................................36

2.4 Оқытушының жетекшілігімен орындалатын студенттердің өзіндік жұмыстары

бойынша өткізілетін сабақтардың жоспары (СОӨЖ).............................................................39

2.5 Студенттердің өздік жұмыстары бойынша сабақ жоспары (СӨЖ)...............................41

2.6 Өздік бақылау үшін тест тапсырмалары ............................................................................44

2.7 Курс бойынша емтихан сұрақтары......................................................................................50

Глоссарий...............................................................................................................................52

«Технологиялық процестерді

автоматтандыру» кафедрасының

мәжілісінде талқыланған

200__ж. «___»________№ ___хаттамасы

СП ОӘК Ақпараттық технологиялар

институтының Ғылыми-әдістемелік

кеңесінде талқыланып, мақұлданған

200__ж. «___»________№ ___хаттамасы

050702 – Автоматтандыру және басқару мамандығына арналған

«Электротехниканың теориялық негіздері 1» пәні бойынша

ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕН

Құрастырушы

Айтжанова Аида Меңдешқызы

________________________________________________________________________________________

АТУ баспа типографиясында басылған

Алматы қаласы, Төле би көшесі, 100

Rб

R23

Uаб

EMBED PBrush

43 -сурет

41-сурет 42 -сурет

EMBED PBrush

12 - сурет

11-сурет

EMBED Word.Picture.8

EMBED PBrush

EMBED Word.Picture.8

EMBED PBrush

EMBED Word.Picture.8

EMBED PBrush

1. 973 885 880 28 0907 G 1-4
2. Курсовая работа- Гражданское общество- понятие, структура, основные признаки
3. социальное государство
4. Тема снов в романе ФМ Достоевского Преступление и наказание
5. Введение в титриметрический анализ Основные показатели и понятия m x ~ масса вещества г;n х ~ количество
6. Позитивное и негативное влияние иностранных инвестиций на экономику принимающей страны
7. 3802338 Отметки точек вершин квадратов определяется по формуле- НГПb где ГП ~ горизонт
8. Тема- Издержки производства 19 Затраты на производство и реализацию продукции в зависимости от способов
9. Однако широкая общественность пока не имела доступа к этому продукту
10. В современной формулировке она говорит о существовании не более одной прямой проходящей через данную точку
11. Правосубьектность- правоспособность дееспособность деликтоспособность
12. С П А С А Т Е Л И
13. Исправление ошибок в учетных регистрах
14. Предмет, метод и система трудового права
15. стаття І Закону України ldquo;Про фізичну культуру і спортrdquo;
16. ТЕМАТИКЕ 1.4 ДЛЯ СТУДЕНТОВ гр
17. Архивы Германии
18. ЗАТВЕРДЖУЮ Проректор з навчальної роботи Г
19. Бухгалтерский учёт в экономическом анализе в системе управления предприятием
20. тема деталей совершающая механическое движение для преобразования энергии материалов или информации с цел.html

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе

Электротехника мен тама~ ~ндірістеріні~ ~нерк~сіпте электрмен жабды~тандыру п~ні бойынша

Поможем написать учебную работу

Выберите тип работы:

СТУДЕНТТІҢ ПӘНДІК

Оқу жоспарының көшірмесі 1-кесте

Бақылау түрі

Жұмыс түрі

Жұмыстың

Ұсынылатын

Бал

дар

Бақылау түрлері бойынша рейтинг балдарын бөлу 3-кесте

Бақылаудың барлық түрлерін өткізу бойынша оқу үрдісінің күнтізбелік кестесі

Студенттердің білімдерін бағалау 5-кесте

д) Параллель жалғанған қоректендіргіштерді бір балама қоректендіргішпен айырбастауға (түрлендіруге) болады (5-сурет) .

Iор===Im=o.638Im: Uор== Um=0.638Um.

в) Үш фазалы жүктеме симмериялы болса, онда жүйенің лездік куатының мәні период ішінде өзгермейді.

Синусоидалы емес ток тізбегіндегі активті және толық қуаттар. Синусоидалы емес токтың активті қуаты бір период ішіндегі орташа қуат ретінде анықталады:

Мазмұны