Тоэ. Лекция 1 ТОЭ1. 1 Дріс. Траты токты сызыты тізбектеріні элементтері жне негізгі задары
 Скачать 31.9 Kb.
|
|
№1 Дәріс. Тұрақты токтың сызықты тізбектерінің элементтері және негізгі заңдары Кіріспе. Электротехниканың дамуының қысқаша тарихы. Қазақстанда электроэнергетиканыңдамуы. 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” пәнін оқыту мақсаты– студенттерді электроэнергетика, автоматанндыру және басқару жүйелерінде қолданылатын электрондық, 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 турлы ұғымдар. Электр энергиясын пайдаланып жұмыс жасайтын қондырларды 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 энеригя көздерінің, электр энергиясын тұтынушылардың және бақылау, өлшеу аспаптарының жиынтығын айтады. Электр энергияның көздерінде энергияның басқа түрлерін (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: токтың түріне байланысты ( тұрақты ток, айнымалы ток, бір фазалы, үш фазалы және көп фазалы ток тізбектері), тізбектің элементтерінің вольтамперлік сипаттамасына байланысты(сызықты және сызқты емес электр тізбектері), тізбектігі электр қоректендіргіштің санына байланысты (бір қоректендіргіші бар және бірнеше қоректендіргіші бар электр тізбектері), 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 (сиымдылық элемент, кедергі, индуктивтілік элемент) айырбастаймыз Кедергі электр энергиясының жылу энергиясына айналу құбылысын сипаттайды. Индуктивті элемент электр энергиясының магнит энергиясына айналу құбылысын сипаттайды. Сиымдылық 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 айытбастайды (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 тұйықталуы. 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 қойылады. б)Толық тізбек үшін Ом заңы: I=E/(Ri+Rж) Кирхгоф бірінші заңы. Бірінші анықтамасы: Тізбектің кез-келген түйінінде түйіскен тоқтардың 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 тоқтардың 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 тоқтардың бағыттарын өз қалауымызша таңдап аламыз. ә) Тізбектің контурларын айналу бағытын өз қарауымызша таңдап аламыз. б) Э.қ.к.- нің 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 тармактар саны. Негізгі әдебиеттер: [1(3-29), 3(6-17, 21-26, 35-38, 50-70)] Қосымша әдебиеттер: [ 4,6,7,9,14] 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. |