РЕФ ЛЕК КОНС. Лекция. 1 Негізгі анытамалар

• Название: Лекция. 1 Негізгі анытамалар
• Анкор: РЕФ ЛЕК КОНС
• Дата: 25.01.2022
• Размер: 4.03 Mb.
• Имя файла: lektsiya konspekti.doc
• Тип: Лекция; #341648
• страница: 1 из 3

ЛЕКЦИЯ КОНСПЕКТІСІ

3 СЕМЕСТР .

1- ШІ БӨЛІМ. ТҰРАҚТЫ ТОҚ ТІЗБЕГІ

1 ЛЕКЦИЯ .

1.1 Негізгі анықтамалар

Тоқты шектеу немесе реттеу үшін электрлік тізбектеріне қосылатың кедергісі бар резисторлар мен реостаттар электрлік схемаларында кең қолданылады. Электр кедергісі өткізгіштердің материалдарына, өлшеміне (ұзындығына, көлденең қимасына) және температурасына тәуелді

Резисторлар ретелетін және реттелмейтін болады. Резистор тоғының I келтірілетін кернеуден U тәуелділігі оның вольт-амперлік мінездемесі (ВАМ) деп аталады. Резистор кедергілері сызықты және сызықты емес деп бөлінеді. Егер резистор кедергісі токқа тәуелді болмаса, оның вольт-амперлік мінездемесі координаттар басынан өтетін тік сызықты болады (сур. 1.1а). Мұндай кедергілер сызықты деп аталады. Сызықты емес кедергілер ток пен кернеудің функциясы болып табылады. Сызықты емес резисторлардың вольт-амперлік мінездемелері тік сызықтан ауытқиды (сур.1.1б). Егер элемент сызықты емес болса, онда оның вольт-амперлік мінездемесі де сызықты емес.






а) б)

Сур.1 Сызықты ( а) және сызықты емес ( б ) элементтердің вольт-амперлік мінездемесі.

Сызықты емес элемент статикалық R_ст и динамикалық R_дин кедергілермен сипатталады.

А нүктесі үшін R_ст и R_дин анықталуы сур. 1.2. көрсетілген.



мұндағы: m_r – абсцисса және ордината осътерінің масштабымен анықталатың коэффициент.




Сур.2. Статикалық және динамикалық кедергілерді анықтау.

1.2 Негізгі анықтамалар, заңдар және резисторлардың жалғануы. Кирхгофф заңдары бойынша теңдеу құру.

1. Электірлік тізбектердің негізгі заңдары .

- Тұйық тізбек үшін Ом заңы.

Тізбектегі ток күші I электр энергиясының көзі электр қозғаушы күшіне Е тура пропорционал, ал тізбектің жалпы кедергісіне R кері пропорционал: , А

Жалпы тізбектің кедергісі R қорек көзінің ішкі кедергісі r₀ мен сыртқы тізбектің (электір энергиясын қабылдағыштың) кедергілерінің r қосындысына тең, яғни: R= r₀+ r, Ом

- Тізбектің бөлігі үшін Ом заңы.

Тізбектің бөлігіндегі ток күші осы бөліктегі кернеудің кемуіне тура пропорционал, ал оның кедергісіне кері пропорционал.

, А

мұнда: U₀= r₀ I - энергия көзінің ішкі кернеуінің кемуі.

- Кирхгофтың бірінші заңы.

Түйінде тоғысатын тармақтардағы токтардың алгебралық қосындысы нөлге тең .

Кирхгофтың бірінші заңы түйінде бір таңбалы зарядтардың жоғалуы немесе жиналуы мүмкін еместігін көрсететін зарядтың сақталу заңы болып табылады.

- Кирхгофтың екінші заңы.

Тұйықталған контурдың резистивті элементіндегі кернеудің алгебралық қосындысы, сол конгурдағы э.қ.к. алгебралық қосындысына тең . RI=E.

Кирхгофтың екінші заңы энергияның сақталу заңының салдары болып табылады.


2 ЛЕКЦИЯ .

2.1. Резисторлардың қосылу әдістері.

2.1.1 Резисторлардың тізбектеліп қосылуы.

Тізбектің жалпы кедергісі осы тізбектің бөлек бөліктерінің кедергілерінің қосындысына тең R_э=R₁+R₂+R₃




Сур.3. Резисторлардың тізбектеліп қосылуы.

2.1.2.Резисторлардың параллель қосылуы.

Егер параметрлері R₁ және R₂ болатын екі резистор параллель қосылған болса, онда тізбектің жалпы кедергісі R₁₂ мына формуламен анықталады:


Сур.4. Резисторлардың параллель қосыпуы.
Егер кедергілері бірдей n резисторлар параллель қосылса, онда тізбектің жалпы кедергісі R_э бір тармақтың R₁ кедергісінен n рет кіші болады:

2.1.3. Резисторлардың аралас қосылуы.

Аралас қосылу резисторлардың параллель және тізбектеліп қосылу комбинацияларынан тұрады:


Сур.5. Резисторлардың аралас қосылуы.
ЛЕКЦИЯ .

3.1. Қуаттар балансы.

Электр тізбегінің барлық энергия көздерінің қуаттарының алгебралық қосындысы барлық энергия қабылдағыштардың қуаттарының алгебралық қосындысына тең:

 ЕI= RI²

Қуаттар балансы энергияның сақталу заңының салдары болып табылады және тізбектің электрлік жағдайының анализінің дұрыстығы мен дәлділігін бағалау үшін қолданады.

Қуаттар балансын құру заңының ережелері:

- электр энергиясын қабылдағыштардың қуаттары әрқашан оң шамалар;

- егер кейбір тармақтың э.қ.к. бағыты мен осы тармақтың тоғының бағыты сәйкес келсе, онда E*I көбейтіндісі осы тармақ үшін "+" таңбасымен алынады, ал керісінше болса "-" таңбасымен алынады.
6 –суретінде келтірілген схема үшін қуаттар балансы былай жазылады.



Сур. 6.

Р_қор=ЕI=-E₁I₁-E₂I₂+E₃I₃ P_қаб= RI²= R₁I₁²+R₂I₂²+R₃I₃²

Есептеу дәлділігін бағалау мына формуламен анықталады.



Инженерлік есептеулер үшін мүмкін дәлділік 3% -тен аспауы керек.

3.2.. Потенциалдық диаграмма .

Потенциалдық диаграмма тізбек контурында потенциалдың таралуын көрсетеді және мына түрдегі тәуелділікті көрсетеді

=f( R )

мұнда  - тізбек контурының нүктелерінің потенциалы;

R – осы контурдағы резисторлардың суммалық кедергісі .

Потенциалдық диаграмманы тұрғызу үшін масштапен абсцисса осьі бойынша бөліктердің кедергілерін олардың айналу тізбегі бойынша саламыз, ал ордината осьі бойынша алынған потенциалдардың мәндерін саламыз.

Потенциалды есептеу заңының ережесі:

- контурды айналу кезкелген бағытта жүргізілуі мүмкін;

- егер контурды айналу бағыты мен кернеу көзінің э.қ.к. бағыттары сәйкес келсе "+"таңбасымен, ал керісінше болса "-" таңбасымен жазылады;

- егер контурды айналу бағытымен R, резисторынан өтетің тоқтың оң бағытымен сәйкес келсе, онда кернеудің құлауы U= RI "-"таңбамен, ал керісінше болса "+"таңбамен жазылады.
7-серетте көрсетілген схема үшін контур нүктелерінің потенциалдарын есептеу келтірілген. Потенциальдық диаграмма 1.10-суретінде бейнеленген. Бастспқы түйін ретінде а түйіні алынады. Контурды айналу бағыты сағат тілінде жүргізіледі.



Сур. 7.
3.3. Эквивалентті генератор әдісі.

Бұл әдіс бір тармақтағы жұмыс режимін зерттеу кезінде қолданылады.

Сур.8.	Еэ және Rэ параметрлері бар активті екіұшты эквивалентті генераторына алмасуға негізделген бөлінген тармақтың тоғын есептеу әдісі
Анықтау керек Еэ	Анықтау керек Rэ
Eэ =Uавх мұнда Uакр – автұйықталған тармақтың қысқыштарындағы кернеу. Гдге	Rэ = Rвх мұнда Rвх – ЭҚК қысқа коректену кезіндегі ав қысқыштарына қатысты барлық схеманың кірістегі кедергісі

ЛЕКЦИЯ .
4.1.Сызықты емес элементті тұрақты тоқ тізбегіне анализ.

Сызықты емес элементті тұрақты тоқ тізбегін есептеудің негізгі әдісі графикалық әдіс болып табылады. Графикалық әдістің есептелу тәртібі сызықты тізбекті есептеу секілді, тек тоқ пен кернеудің бөлек мәндерін қосу немесе есептеудің орнына сәйкес вольт-амперлік мінездеменің абсцисасы немесе ординатасы қосылады немесе есептеледі.

9 – Суретте сызықты емес элементтер тізбектеліп қосылған кезде сызықты емес тізбекті графикалық есептеу жолы көрсетілген.


Сур. 9. Сызықты емес элементтер тізбектеліп қосылған кезде нәтижелік вольт-амперлік мінездемені тұрғызу.

Сызықты емес элементтер параллель қосылған кезде сызықты емес тізбекті графикалық есептеу жолы 1.7-суретте көрсетілген.



Сур. 10. Сызықты емес элементтер параллель жалғанған кезде нәтижелік вольт-амперлік мінездемені тұрғызу.
Сызықты емес элементтер аралас жалғанған да есептеуді тізбектеп және параллель жалғанған кезде орындалатың тұрғызуларды кезектестіріп қолдану арқылы жүргізеді.

БІРФАЗАЛЫ СИНУСОИДАЛЫ ТОК ТІЗБЕГІ

5 ЛЕКЦИЯ .

5.1. Гармоникалық шамалардың параметрлері мен кескінделу әдістері.

Сур.11 Синусоидалы токтың формасы		Параметрлері: i – токтың лездік мәні Im – амплитудасы ( периодтағы тоқтың ең улкен мәні); Т – периоды (тоқ өзгерісінің толық циклы); , Гц – жиілік (периодқа кері шама).
	Барлық электрлік шамалардың арасындағы қатынастар тұрақты тоқ тізбегіне жазылған теңдеулерге сәйкес болады.

5.2. Лездік, әрекет етуші және орташа мәндер.

Лездік	Әрекет етуші	Орташа
		, ,
	Синусоидалы тоқтағы әрекет етуші және амплитуда арасындағы байланыс

5.3. Синусоидалы функцияның кескінделуі.

• 
  графикалық;
  
• 
  векторлы диаграммалық;
  
• 
  кешенді сандармен.
  

графикалық:	векторлы диаграммамен:
Кешенді сандармен:
Сур. 12.		алгебралық формада: көрсеткіштік формада: тригонометриялық формада: мұнда - модулі, аргумент, /

ЛЕКЦИЯ._6.1_R_,_L_,_C'>ЛЕКЦИЯ.

6.1 R,L,C

Айнымалы ток тізбегі тізбектеліп қосылған R активті кедергіден, L индуктивтіліктен және С сыйымдылықтан тұруы мүмкін .

Сур. 13. R, L, C элементтерін тізбектеп жалғау.

Жалпы кернеудің лездік мәні Кирхгофтың екінші заңының негізінде тізбектің жеке элементтерінің кернеуінің лездік мәнінің қосындысына тең:

Активті кедергідегі u_R кернеу тізбектегі i токпен фаза бойынша сәйкес келеді, индуктивтіліктегі u_L кернеу тоқтан 90⁰ озады ал, сыйымдылықтағы u_Cкернеу токтан 90⁰ қалады.

Қосылатың жалпы кернеудің әсерлік мәні:

U_R = R I U_L = X_L I U_C = X_C I

X_L - реактивті-индуктивтік кедергі, Ом

X_C - реактивті-сыйымдылық кедергісі , Ом



Уақыттың синусоидалық функциясының көрінісін қолданып, комплекстік сандармен Кирхгофтың екінші заңын жазамыз.

U = U_R+U_L+U_C

мұнда U_R = R IU_L = jL I



Сонда түгел тізбектің кернеуінің теңдеуі комплекстік түрде мынандай:



Бұл теңдеуден Ома заңының комплекстік түрде өрнектелуін алуға болады:



6.2. Синусоидалық ток тізбегін сипаттайтын шамалар:

• 
  Толық комплекстік кедергі
  

• 
  активті кедергі – комплекстік кедергінің нақты бөлігі.
  

R = Z cos .

• 
  реактивті кедергі – комплекстік кедергінің жорамал бөлігі.
  

X = Z sin .

• 
  тізбектің толық комплекстік кедергісінің модулі.
  

• 
  толық комплекстік кедергінің аргументті немесе тізбектің кернеуі мен тоғының арасындығы фазаның ығысу бұрышы.
  

6.3. Векторлық диаграмма.

R, L, C идеалданған элементтер тізбектей жалғанған кезде векторлық диаграмма I тоғынын векторына байлансты тұрғызылады .

Сур 14. R, L, C тізбектей жалғанған кезде векторлық диаграмма

UR, UL, UC кернеулерінің геометриялық векторларын қосып, жалпы тізбектің U толық кернеуінің векторын аламыз. XL>XC болған жағдайға тұрғызылған векторлық диаграмма

Активті кедергігің U _R кернеуінің құлау векторы I тоғының векторымен сәйкес келеді, индуктивті U_L кернеуінің құлау векторы 90⁰ бұрышпен жоғары салынады, ал сыйымдылық U_C кернеуінің құлау векторы 90 ⁰ бұрышпен төмен салынады I тоқ векторына.

. U_L>U_C шартты кезіңде, жалпы кернеу U фаза бойынша I тоғын  оң бұрышына озады, тізбек индуктивті сипатта болады.

Егер X_C>X_L , онда U_C>U_L және тізбек сыйымдылық сипатта болады. Бұл кезде жалпы кернеу U I тоғынан  теріс бұрышна қалып отырады.
6.4. Кернеулер резонансы.

Кернеулер резонансы тізбектелген тізбекте реактивті кедергілердің тепе теңдігінде яғни, X_L=X_C кезінде пайда болады. Векторлық диаграмма сур. 2.3 көрсетілген.

Сур.15. Кернеулер резонансы кезінде векторлық диаграмма.

Кернеулер резонансын тізбектін тұрақты параматрлерінде кернеуді f өткізу жиілігін, катушканың L индуктивтілігің немесе конденсатордың С сыйымдылығын өзгерту арқылы алуға болады. .

Кернеулер резонансының ерекшеліктері:

• 
  тізбектің толық кедергісі активті кедергіге тең
  

• 
  қорек көзінің толық кернеуі тізбектің активтік кернеуіне тең
  

• 
  тізбекте минималды кедергі кезінде солғұрлым үлкен ток пайда болады
  

• 
  Индуктивтіліктегі және сыйымдылықтағы кернеу жалпы қорек көзі кернеуінен едәуір көп бола алады.
  

• 
  X_L мен X_Cреактивті кедергілері тең болғанда осы кедергілердің реактивті қуаты да тең болады.
  

Q = Q_L - Q_C = 0

• 
  фаза ығысу бұрышы = 0
  

• 
  Тізбек қуат коэффициентті 1-ге тең.
  

Қуаттар резонансының практикалық мағынасы.

Максималды ток пен кернеу алу керек болғанда, кернеу резонансы қолданылады.

Электроэнергиялық құрылғыларда кернеу резонансы көп жағдайда керексіз құбылыс, өйткені индуктивтіліктегі мен сыйымдылықтағы үлкен кернеулер, изоляция мен дербес қолданушы үшін қауіпті.
ЛЕКЦИЯ

7.1. Орама мен катушканы қатарлап жалғауа

Бірінші Кирхгоф заңына сай 2.4 суреттегі тізбекке теңдеу жазайық:

I = I₁ +I₂

Сур.16. Конденсатор мен катушканың параллель қосылуы.

Комплексті токтың комплексті кернеуге қатынасы комплекстік өткізгіштік деп аталады.



- толық комплекстік өткізгіштің модулі , См.

Комплексті өткізгіштікті екі қосынды түрінде көрсетсе болады:



ондағы: q = у cos  - активті өткізгіштік .

в = у sin  - реактивті өткізгіштік.

2.4 суретте көрсетілген схема үшін, толық комплексті өткізгіштік былай жазылады:



ондағы ;
7.2.Векторлық диаграмма.

Идеалданған элементтер параллель қосылғанда, векторлық диаграммасы U векторына қатысты салынады. (Сур.2.5.)

Сур.17. Идеалданған элементтердің параллель қосылғандағы векторлық диаграммасы

I1 тоғының векторы кернеуден 1 бұрыштан қалады, I2тоғының векторы U кернеу векторынан =900 бұрышқа озады. I =I1 +I2 теңдеуіне сәйкес I2векторының басы I1 векторының соңымен жалғасады. Сонда жалғастыратын I векторы желінің тармақталмаған бөлігіндегі токты білдіреді.

7.3.Токтар резонансы.

	Токтар резонансы индуктивті катушка мен сыйымдылықтың параллель қосылғанда және мына шарт орындалғанда пайда болады. ондағы: мен - тармақтардың реактивті өткізгіштігі.
Токтар резонансындағы векторлық диаграммасы сур.18. көрсетілген. (R, L, C) параметрлерiн өзгерте отырып, токтар резонансына қол жеткізуге болады.	Сур.18. Токтар резонансындағы векторлық диаграмма

Токтар резонансының ерекшеліктері:

• 
  Барлық тізбектің реактивті кедергісі нольге тең.
  
• 
  Бірдей, бірақ токтарының реактивті құрамасы фаза жағынан қарама-қарсы
  
• 
  Ток желісінің тармақталмаған бөлігінде желінің тармақтарындағы токтардың активті құрамаларының қосындысына тең. I = I_a
  
• 
  Желінің толық өткізгіштігі активті құрамасына тең.
  
• 
  Фаза ығысу бұрышы нөлге тең.
  
• 
  Қуат коэффициенті cos =1.
  
• 
  Максималды кедергіде желінің толық тоғы ең аз мәнін алады.
  

.

• 
  Параллель тармақтардағы I₁мен I₂ токтары жалпы I тоғынан едәуір көп болуы мүмкін.
  

Тоқтар резонансының практикалық мағынасы.

Токтар резонансын қолданылуы электрлік құрылғыларда қуат коэффициентін жақсартуға мүмкіндік береді.
3-ШІ БӨЛІМ. ҮШФАЗАЛЫ ТІЗБЕК

ЛЕКЦИЯ

8.1 ЭҚК үшфазалы симметриялы жүйесі
Үш бірфазалы тізбек жүйесінде, фаза бойынша 120⁰ ығысып, жиіліктері бірдей Э.Қ.К болса, онда оны үшфазалы электрлік тізбек дейміз.

Фазасы 120⁰ ығысқан, амплитудасы мен жиілігі бірдей, үш айнымалы Э.Қ.К. жүйесін, үшфазалы симметриялы Э.Қ.К. жүйесі деп атаймыз.

Үшфазалы симметриялы Э.Қ.К. жүйесінің векторлық диаграммасы сур.19. көрсетілген

Графикалық:		Векторлар:		Тригонометрикалық функциямен
Сур 19. Үшфазалы симметриялы Э.Қ.К. жүйесінің векторлық диаграммасы