Айнымалы синусоидал ток тізбектері

Лекция

Вимоги до якості друкованих видань

Закінчується процес поліграфічного виконання контролем

якості і пакуванням книг. Про складність і важливість цієї роботи

свідчить той факт, що в ній задіяна більше 150 спеціальностей

робітників і службовців

Контроль якості книг в книготорговій мережі здійснюється методом перевірки поліграфічної якості виконання шляхом зовнішнього огляду. Якість книг повинна відповідати слідуючим поліграфічним вимогам:

· надрукований текст повинен бути чітким, однакового тону, без непродрукованих, блідих або забитих фарбою частин тексту чи малюнків;

· при багатоколірному друці тон фарби повинен бути однаковим у всіх примірниках видання, а окремі кольорові частини повинні правильно співпадати один з одним на роздруківці або відбитку;

· повинна забезпечуватися повна комплектність блоку;

· повинна бути правильна послідовність сторінок;

· неприпустимі:

а).пропуски або повторення;

б).перевернуті аркуші або перекоси;

в).забруднені друкарськими фарбами обкладинки, палітурки, сторінки;

г).перевернуті або перекошені малюнки на палітурках;

д).зсунуті написи на корінці;

ж). слабке скріплення блоку;

з).аркуші що випадають або слабко зшиті;

к).не припускаються м’яті, рвані аркуші, аркуші зі зморшками на відбитках тощо.

Дефекти, що виникають внаслідок неправильного пакування в торговельній мережі (сильно деформовані, зім’яті або порвані обкладинки); або ті, що виникли від необережного перевезення книг (сліди забруднень, відмокання, порушення цілісності поверхні обкладинок або палітурок – відносять до торговельних дефектів. Книги з поліграфічним браком обов’язково замінюються на доброякісний примірник.

Книги на ґатунки не поділяються.

«Электротехника және электроника негіздері»

Пәні бойынша

(30 лекция)

Лектор: М.Ж. Днишев

АКТАУ – 2012 ж.

1- лекциялық дәріс.

Тақырып: Сызықтық электр тізбектері

Дәріс мақсаты: Студенттерді «Электротехниканың теориялық негіздері» пәнінің мақсатымен таныстыру. Электр тізбектерінің негізгі элементтерін және оларды сипаттайтын шамалармен таныстыру.

Маңызды сөздер: тоқ күші, кернеу, кедергі, энергия көзі, түйін, тармақ, контур.

Тізбектің негізгі параметрлері:

Электр тоғы деп-заряталған бөлшектердің бір бағыттағы реттелген қозғалысын айтады. Зарядталған бөлшектерге электрондар (металдарда) және иондар (газ және сұйықтықтарда)жатады.

Тоқ күші -уақыт бірлігі ішінде өтетін зарядталған бөлшектердің санын сипаттайтын шама болады. Ол келесі формуламен анықталады

. (1.1.1)

Тұрақты тоқ үшін: → (1.1.2)

Электр қозғаушы күші (ЭҚК): Энергия көзін сипаттайын шама. Ол энергия көзінің ішіндегі зарядтарды қозғауға жұмсалған сыртқы күштердің жұмысына тең болады. Электр қозғаушы күшінің өлшем бірлігі Вольт, [B]

(1.1.3)

Кернеу – скалярлық шама, жалпы алғанда ол уақытқа тәуелді функция.

u = u(t). Кернеу, электр өрісі күштерінің сыртқы тізбек бойындағы зарядтарды қозғауға жұмсалған жұмысқа тең болады. Кернеудің өлшем бірлігі Вольт, [B]

(1.1.4)

Сурет 1.1.1 - Электр тізбегінің бөлігі

Немесе, кернеуді сыртқы тізбектің екі нүктесінің арасындағы потенциалдар айырмасы ретінде қарастыруға болады(сур.1.1.1)

(1.1.5)

Қуат – уақыт бірлігі ішіндегі энергияның өзгеру жылдамдығын сипаттайтын шама. Қуаттың өлшем бірлігі -Джоуль/с [Дж/с] немесе Ватт [Вт]

Электр кедергісі деп өткізгіштің өтіп жатқан тоққа кедергісін айтады. Ол өткізгіштің геометриялық өлшемдеріне, ұзындығына, көлденең қимасының ауданына тәуелді болады:

; (1.1.6)

мұндағы, ρ - өткізгіштің материалының меншікті кедергісі [Ом ∙м];

l -өткізгіштің ұзынығы, [м], s - өткізгіштің көлденең қимасының ауданы, [м²]

Сонымен қатар, кедергі температураға тәуелді болады. Оны келесі формула сипаттайды:

, (1.1.7)

мұндағы, - температурасындағы кедергі, Ом; α- температуралық коэффициент; - бастапқы температура; - соңғы температура

Электр тізбегінің негізгі элементтері туралы мәліметтер

Резистивті элемент (резистор) Резистивті элементтің шартты белгісі (1.1.2а суретінде көрсетілген) негізгі сипаттамасы - (немесе ), вольт-амперлік сипаттама (ВАС) деп аталады. (сур 1.1.2б)

U

Сурет 1.1.2 – Резистивті элементтер а) резистордың шартты белгісі; б) резистордың вольт - амперлік сипаттамасы

Индуктивтік элемент (индуктивті орама) Индуктивті ораманың шартты белгісі 1.13а суретте көрсетілген. Оның негізгі сипатамасы вебер амперлік сипаттама 1.1.3б суретте көрсетілген

а) б)

Сурет 1.1.3 а) индуктивті ораманың шартты белгісі

б) индуктивті ораманың вебер амперлік сипаттамасы

Ораманың индуктивтілігі ағынілінісуінің, осы ораманың орамдары арқылы жүріп жатқан тоққа қатынасына тең болады,

. (1.1.8)

Индуктивтіліктің өлшем бірлігі, Генри [Гн]

Электр сыйымдылығы бар элемент (конденсатор)

Индуктивті ораманың шартты белгісі 1.1.4а суретте көрсетілген. Оның негізгі сипатамасы вебер амперлік сипаттама 1.1.4б суретте көрсетілген

а)б)

Сурет 1.1.4 - а) сыйымдылықтың шартты белгісі

б) кулон вольттік сипаттама

Конденсатор – сыйымдылқпен сипатталатын пассивті элемент Сыйымдылықты төмендегі формуламен өрнектеледі.

(1.1.9)

2 -лекциялык дәріс.

Электр энергиясының көздері.

Электр энергиясының көздерін екі түрде көрсетуге болады:

а) ЭҚК немесе кернеу көзі (генераторлар, аккумуляторлар жатады)

Егер кернеу көзінің ішкі кедергісін ескеретін болса, ол реалды кернеу көзі деп аталады. Реалды кернеу көзінің ұштарындағы кернеу келесі теңдеумен анықталады. Кернеу көзінің ішкі кедергісі тізбектей жалғанады.

(1.1.10)

мұндағы, - кернеу көзінің ұштарындағы жүктеме жалғанбаған кезіндегі кернеу (бос жүріс кернеуі) I - тізбектің жүктеме тоғы.

- кернеу көзінің ішкі кедергісі. - қысқа тұйықтау тоғы.

Сурет 1.1.5 - Реалды кернеу көзінің а) балама схемасы

б) вольт амперлік сипаттамасы

Егер, кернеу көзінің ішкі кедергісін ескермесек (), онда ол идеалды кернеу көзі деп аталады (сур.1.1.6 а,б). Оның ұштарындағы кернеу ЭҚК - не тең болады.

Сурет 1.1.6 - Идеалды кернеу көзі а) вольт амперлік сипаттамасы; б) балама схемасы

б) Тоқ көзі (электронды лампалар, жартылайөткізгіш аспаптар жатады)

Оған сәйкес келетін балама схема және вольтамперлік сипаттама 1.1.7 суретте көрсетілген. Тоқ көзінің ішкі кедергісі параллель жалғанады. Оның параметрлері төмендегі теңдеулерден анықталады. (1.1.10) теңдеудің екі жағын кедергіге бөлеміз, сонда

Немесе, (1.1.11)

мұндағы, ; - тоқ көзінің ішкі өткізгіштігі.(1.111) -ші теңдеу 1.1.7-ш суретте сипатталған

Сурет 1.1. 7 - Реалды тоқ көзінің а) балама схемасы б) вольтамперлік сипаттамасы

а

Сурет 1.1.8 - Идеалды тоқ көзінің а) балама схемасы б) вольтамперлік сипаттамасы

Бақылау сұрақтары:

1. Зарядталған бөлшектерді атаңыз?

2. Тоқ күшінің анықтамасын, формуласын, өлшем бірлігін айтыңыз

3. Энергия көзінің ішіндегі зарядтарды қозғауға жұмсалған сыртқы күштердің жұмысын сипаттайтын шама қалай аталады?

4. Электр өрісі күштерінің сыртқы тізбек бойындағы зарядтарды қозғауға жұмсалған жұмысқа тең болатын шама қалай аталады?

5. Электр кедергісінің өткізгіштің геометриялық өлшемдеріне, ұзындығына, көлденең қимасының ауданына тәуелділігін сипаттайтын формуланы көрсетіңіз

6. Кедергінің температураға тәуелді формуласын көрсетіңіз.

7. Тоқ көзі мен Кернеу көзінің айырмашылығы қандай?

3 - лекциялык дәріс.

Тұракты токтын электр тізбектері.

1.Электр энергиясы: ерекшеліктері және онын коршаған ортаға әсері.

2.Қазақстандағы электроэнергетиканың жағдайы және оның болашағы.

3.Электротехника пәнінің максаттары мен мазмұны.

4.Әдебиет.

Тұракты токтын электр тізбектері: негізгі түсініктер.

Қазіргі кезде адамнын барлық материалдық және рухани кажеті - уй-жайы.киім- кешегі,тамағы, көлігі, байланые және жол-қатынас. кино, теледидар т.б. кұрал- жабдықтары электр энергиясын пайдалану және колдану аркылы өндіріледі, іске асырылады. Электр энергиясы адамзат колданымындағы басқа энергия түрлерімен салыстырғанда әмбебап энергия болып отыр. Өйткені электр энергиясын баска энергияларды түрлендіру аркылы оңай алуга. аса көп шығынсыз алыс жерлерге жеткізуге және тұтынушылар арасында оңай таратуға болады.. Электр энергиясын пайдалану электрлік және магнитпк кұбылыстардың нәтижесінде жүзеге асатын жана технологиялық үрдістерді туғызады. Мысалы, материалдарды токпен оңдеу. электромагниттік әдістермен казындыларды байыту, ауаны улы газдардан және шаңнан тазарту т.с.с Электромагниттік кұбылыстар медицинада әр түрлі ауруларды емдеуде де кенінен қолданылады: шектрофорез. электрлік укалау, төмен және жоғары жиілікті токтармен әсер еry, т.с.е. Көптеген технологиялык үрдістер өтe аз уакыттын ішінде, үлкен кысым мен жоғары температурада жүретіндіктен оларды бакылап және баскарып отыру автоматтык аспаптар мен кондырғыларға жүктеледі. Ал автоматтык бакылау мен баскарудың өзі электрлік немесе электромагниттік сигналдарды жіберіп және оларды қабылдау аркылы орындалады.

Адамзат өмірінде электр энергиясынын кеннен колданылуы оны көптеп өндіруді кажет етеді. Мысалы, 1992 жыльі Жер жүзінде 12026,7 млрд. кВт. саг электр энергиясы өндірілсе. 2004 жылы Қазакстанда 67.4 млрд.кВт.саг электр энергиясын өңдіру жоспарланып отыр. Тұтынылған электр энергиясынын шамамен өнеркәсіп пен кұрылыста. 4.6%-ы ауыл шаруашылығында, 3.2%-ы көлікте. 14.8%-ы баска салалар мен тұрмыстық қажеттер үшін пайдаланылды. 12,5%-ы шығындалды.

Электр энергиясы негізінен әртүрлі органикалык отыннын (көмір. мунай, газ т.б.) жанған кезде бөліп шығаратын жылу энергиясын. күннің, судын, желдін. радиоактивті элементтердін атомдарының ыдырау. жер астының ыстык суының. химиялык реакциялардын. органикалык заттардын ыдырау (шіру) энергиясын түрлендіру аркылы алынады. Органикалык отыннын жердегі қоры мөлшерлі болғандыктан жылу электр стансаларын пайдаланудын болашагы кемшін де. ал отынды жағу кезінде газ бен канцерогенді күйе бөлінетіндіктен және көп күл қалатындыктан коршаган ортага, адам өміріне өте зиянды.

Су электр стансалары басқа электр стансаларына Караганда косымша қаражатты көп керек кылмайтын. пайдалануға оңай және экологиялык таза кұрылыс болып есептеледі. Бірақ кұрлықтагы су энергетикасының коры аз болғандыктан, кажетті электр энергиясын тек кана су электр стансаларында алу мүмкін емес. Оның үстіне су электр стансаларыньң тоғандары ауыл шаруашылығына жарамды үлкен аудандарды алып жатады және балык шаруашылығына едәуір зиянын тигізеді.

Кауіп-катерлігіне карамастан жакын болашакта электр энергиясы атом электр стансаларында өндірілетін болады деп болжаулануда. Өйткені органикалык отын. әсіресе мұлай. таусылса оның орнын басатын баска энергиянын көзі әзірше табыла коймай отыр. Егер атом реакторларынын пайдалану кауіпсіздігі мен сенімді жұмыс жасау мүмкіндігі арттырылса, атом стансалары экология тұрғысынан қараганда таза да, ал экономика жағынан тиімді: егер куаты 2.4 млн.кВт атом электр стансасына тәулігіне 11 кг уран керек болса, куатты дәл осындай жылу электр стансасына ] 8000 тонна көмір керек. Атом электр стансаларынын даму практикасы да осы тұжырымды растайды. Мысалы. Францияда электр энергиясынын шамамен 70%-ы.

Германияда 30%-ы. ал Жапонияда 25%-ы атом электр стансаларында өндірілелі.

Шағьш энергетикалық кондырғылардын ішінде жел-элекрлік агрегаттарының болашағы үлкен үміт тудырады. Казір жел-электр генераторынын куаты жылдамдыгы 6... 15 м/е желді аудандарда 100...250 кВт-ка дейін жетіп отыр. Егер жел-электр агрегаттары жылдамдығы 2..3 м/е желде орныкты жұмыс істеп, кажетті мөлшерде электр энергиясымен камтамасыз eтe алатын болса. онда жел энергиясын пайдалану мәселелері шешілді деуге болар еді.

Жер бетіне келіп түсетін күн энергиясының қуаты шамамен 20 млрд.кВт деп есептелінеді. яғни бұл "шекесіз" және "мәнгілік" энергия көзі. Күн энергиясын пайдаланудың киындығы онын уақыт бойынша біркалыпты және біркелкі еместігі. Онын үстінс тығыздығы да өте аз - жер бетіндегі күн энергиясы қуатының тьғыздығы орташа есеппен 1 кВт/м2. Мұңдай энергияны жинап aлy оңайға түспейді, өйткені оны шоғырландырғыш (жинағыш) кұрылғылардың ауданы өте үлкен болуы керек. онын үстіне олардың пайдалы әрекет коэффициенті де төмен. Сондыктан күн энергиясын пайдалану әлі де кеңінен тарала қоймаған және шешімі алдағы мәселе. Дегенмен, желдің және күннін энергиясын орталықтан шалғай орналаскан жекеленген кішігірім өндіріс орыңдарында. малшы ауылдарда, геологгар қосындарында колдану ете колайлы және тиімді екендігі даусыз.

Электротехника ұғымы өте кен ұғым. Жалпы алғанда, электротехника деп электр энергиясын өндіруді» тасымалдауды және таратуды карастыратын ғылым мен техниканың саласын айтады. Электротехника бейэлектротехникалык мамандыктар үшін әртурлі технологиялык үрдістерде жиі колданылатын. кен тараған негізгі электрлік коңдырғылардын жұмысын түсіну үшін жалпы маглұмат беретін пән болып есентелінеді. Сондықтан электротехникада электр және магнит тізбектерінің. трансформаторлардын. электрлік өлшеу мен өлшеуіш аспаптардың. электр машиналарының құрылысы, әрекеттік паркы және кейбір техникалық параметрлері мен сипаттамалары карастырылған. Электротехника пәнімен тығыз байланысы және электроэнергетикадагы кен колданысы ескеріліп, өнеркәсіптік электрониканың элементгік негізі болып есептелінетін шала өткізгішті резисторлардың, диодтар мен транзисторлардың және тиристорлардын құрылысы, әрекеттік парқы, кейбір техникалык параметрлері мен сипаттамапары карастырылған. Осы элементтерден тұратын карапайым күшейткіштер мен түзеткіштердін кұрылысы және жұмыс істеу жағдайлары камтылған. Практикалық манызды саналатын баскару және қорғау аспаптары мен құрылғыларынан, электрлік жетек және электрмен жабдықтаудан да қажегті көлемде мәліметтер келтірілген.

Электротехника пәнін окып-үйрену бейэлектротехникалык мамандык студентттерінін алдына мынадай талаптар мен максаттар кояды:

кен тараған электротехникалық құрылғылар мен қондырғылардын кұрылысын,. әрекеттік паркын және негізгі қасиетерін білу;

электротехникалық кұрылғылар мен кондырғыларды қандай технологиялык үрдістерде колдануға болатындығын. олардын техникалык мүмкіндіктерін және экономикалык тиімді жұмыс элпілерін білу:

тізбек элементтерінін шартты белгілерін біліп. электрлік сұлбаларды оқи алатындай болу;

электромагнит шамалардың өлшем бірліктерін және электротехникалык терминдерді білу;

зерттеу, жобалау жұмыстарында және технологиялық қондырғыларды пайдалану кезінде әр түрлі есептерді шешу үшін негізгі электротехникалык кұрылғылар мен аспаптарды тандап ала алатындай болу:

электротехникалык кондыргылардын кұжаттык деректерін олардын жұмыс әлпін (режимін) аныктау үшін пайдалана білу:

электротехникалык кондырғыларды экономикалык тиімді пайдаланып және олармен кауіпсіз жұмыс істеу тәртібін камтамасыз ете алатындай болу:

негізгі технологиялық кондырғыларда пайдаланылатын әртүрлі электротехникалык құрылғылар туралы ғылыми-техникалык мәліметтерді оки алу және пайдалана білу.

Мұндай біліми деңгейге лекциялык. практикалық және лабораториялык дәрістерде берілетін мағлұматтарды толық игергенде және өз бетімен электротех никалык әдебиеттерді окып-уйрену нәтижесінде ғана жету мүмкін.

Электрлендіру өнеркэсібінде электр энергиясын оньң кезінен электр кабылдағыштарға жеткізу, тарату және баскару үшін әр түрлі қондыргылар мен кұрылғыларды сым аркылы бірімен- бірін қосып электр тізбегін құрастырады.

1.1 сурет. Электр тізбегінің сұлбасы (а) кен тізбек элементтердің шартты белгілері(б): 1- электр энергиясының көзі: 2- екі полюсті ажырытқыш: 3- сақтандырғыш: 4- электр қабылдағыш.

Электр тізбегі деп электрлік үрдістері электр козғаушы күш (ЭҚК), ток және кернеу ұғымдарымен түсіндірілетін. электр тогы жүретін жол түзетін кондырғылар мен кұрылғылардын жиынтығын айтады. Электр тізбегі үлкен үш бөліктен тұрады: электр энергиясы кездерінен, электр энергнясын тасымалдайтын тарататын һәм оны баскаратын қондырғылар мен кұрылғылардан және электр кабылдағыштардан.

Электр энергиясының көзі деп басқа бір энергияны электр энергиясына' түрлендіруге арналған қондырғыны немесе аспапты айтады. Мысалы. аккумулятор, электр генераторы (машина), гермоэлектр генераторы, фотоэлемент, т.о.

Электр энергиясын тасымалдайтын. тарататын кұрылғылар мен кондырғыларға және баскаратын аспаптарға электр желілері. трансформаторлар. ажыраткыштар. сактандырғыштар, релелер т.с.с. жатады.

Электрлік кабылдағыш деп,. әдетте,. электр энергиясын баска энергияға түрлендіруге арналган кондырғыны. кұрылғыны немесе аспапты айтады. Мысалы, электрлік козгалткыштарда электр энергиясы негізінен механикалык энергияға турленсе. электролиз астауларында химиялык реакцияның энергиясына түрленеді.

Электр тізбектерін әртүрлі максаттағы жұмыстарды орындау үшін графикалық турде кескіндейді. Электр тізбегінің шартты белгілер аркылы келтірілген графикалык кескіні электрлік сұлба деп аталады (1.1 -сурет). Электрлік сұлбалар максатына карай монтаждык. функциялык. паркылык. орынбасарлык т.с.с. болын бөлінеді. Шартты белгілердің графикалык кескінін және мөлшерін халықаралық шартты белгілерге сәйкестендіре отырып Мемлекеттік Стандарт (МСт) кабылдаған. Сондықтан олардың кескінін және мөлшерін бұрмалауға болмайды.

Электр тізбегіндегі әрбір кондыргы, құрылғы немесе аспап тізбектің элементі деп аталады. Тізбек элементтерін. шартты графикалык белгілермен катар, шартты әріптермен белгілеу де кабылданған. Мысалы. электр энергиясы көзін G әрпімен белгілеу кабылданған. ал графикалык белгілеудегі тілсызык (стрелка) әрқашанда корек козінің потенциалы жоғары нүктесін көрсетіп тұруы керек.Тізбекін бір ток жүретін бөлігі тармак деп аталады. Қарастырылып отырган тізбекте үш тармак бар: cdGab, ЬКЗе және bR4c.

Үш не одан да көп тармактардың косылган нүктесі түйін деп аталады (cуpeттe а және е). Электрлік сұлбада түйінді нүкте койып белгілейді. Егер нүкте койылмаса, онда сымдар электрлік байланыспаган, айкасып қана жатыр деп есептелінеді.

Тізбектің ток жүретін кез-келген тұйыкталған бөлігі өнбой (контур) деп аталады. Келтірілген тізбекте үш контур бар: bR3cdGab, bR4cR3b және сырткы контур bR4cdGab. Ең болмаса бір тармағы бойынша айырыкшаланатын контурларды өзара тәуелсіз контурлар деп атайды.

Электр тізбегінде элементтер бірізді (тізбектей), параллель және аралас турде жалғанады. Егер тізбек элементтері олармен бір ток өтетіндей етіп,яғии бірінін аяғы екіншісінің басымен. екіншісінің аяғы үшіншісінін басымен т.с.с. жалганса» онда мұндай жалғануды бірізді жалғау деп атайды.Егер тізбек элементтері бір кернеулі болатындай етіп. ягни бастары бір түйінделіп. ал аяктары өзара бір үйінделіп жалғанса, онда мұңдай жалғануды параллель жалғау деп атайлы. Суретте RI меи R2 электр кабылдағыштары бірізді, ал R3 пен R4 электр кабылдағыштары параллель жалғанған. Егер тізбекте элементтер бірізді және параллель жалғанган болса, онда мұндай жалгану аралас жалғау дел аталады. Карастырылып отырған тізбекте тізбск элементтері аралас жалғанғаи.

Бакылау сұрактары.

1.Электр тізбегі деп нені айтады? Тізбек элементі деген не? Электрлік сұлба деп нені айтады?

2.Тізбектің тармағы деп нені айтады? Тізбектін түйіні деген не? Өнбой (конгур) деп нені айтады?

3. Бірізді жалгау деп қандай жалғауды айтады? Бірізді (тармакталмаган) тізбек деп кандай тізбекті айтады?

4. Параллель жалғау деп кандай жалғауды айтады? Параллель тізбек деп кандай тізбекті айтады?

5. Аралас жалғау деп қандай жалғауды айтады? Аралас тізбек деп кандай тізбекті айтады?

Негізгі әдебиет: 1[3-1];3[10-12].

4-лекциялык дәріс.

Ом және Кирхоф заңдары. Электр тізбектеріндегі атаулар

Түйін – электр тізбегінің үш немесе одан көп тармақтардың жалғанған нүктесі.

Тармақ деп электр тізбектерінің түйіндерін өзара қосып тұратын бөлігін атайды. Тармақтың элементтері өзара тізбектей жалғанады және олар арқылы бірдей тоқ өтеді.

Контур - Тармақтар бойымен тұйықталатын, схеманың бөліктерін айналып өту жолы.

Ом заңы электр тізбегінің негізгі параметрлерін байланысын сипатайды

а)Толық тізбек үшін Ом заңы

(1.2.1)

б) Тізбектің бөлігі үшін Ом заңы

(1.2.2)

мұндағы, U₁₂ тізбектің 1-ші және 2-ші нүктелері арасынадағы кернеу

R₁₂ тізбектің 1- ші және 2 – ші нүктелері арасынадағы кедергісі

Кирхгоф заңдары

Бірініші заң – Электр тізбегінің тұйініндегі тоқтардың алгебралық суммасы әрқашанда нольге тең.

(1.2.3)

мұндағыы, m - түйінге жалғанған тармақтар саны

Екінші заң - Кирхгофтың екінші заңы контурлар үшін жалғанған. Электр тізбегінің контурындағы кернеулердің алгебралық суммасы осы контурдағы ЭҚК дің алгебралық суммасына тең болады.

(1.2.4)

мұндағы, n – контурға кіретін тармақтар саны.

Кирхгофтың заңдарын тізбектерді есептеуде қолдану Электр тізбектерін талдау немесе есептеу тізбектің және тізбек элементтерінің электрлік күйін анықтап, белгісіз параметрлері мен электрлік шамаларын табу деп түсініледі. Тізбектің электрлік күйі ұғымы өте кең ұғым болғанмен, көп жағдайда Кирхгофтың екінші заңы бойынша жазылған өрнекті тізбектің электрлік күйінің теңдеуі деп атайды.

Тізбектерді Кирхгоф заңдарын қолданып есептегенде белгілі-бір реттілікті ұстанған жөн. Мысалы, 1.1.1-суретте келтірілген тізбекте энергия(қорек) көздерінің ЭҚК-тері мен кернеулерінің және пассивті элементтерінің кедергілерінің сан мәндері белгілі де, токтарды, тізбек элементтерінің кернеулерін, қуаттарын және жұмыс әлпін анықтау керек болсын.

Әдетте токтардың нақты (шын) бағыттары белгісіз болатындықтан, алдымен олардың шартты оң бағыттары еркінше (қалауынша) таңдап алынады да, тізбектің электрлік схемасында стрелкамен көрсетіледі.

Бұдан кейін Кирхгофтың бірінші заңы бойынша бір түйіннен басқа түйіндер үшін теңдеулер жазылады. Қарастырып отырған тізбекте екі түйін бар, ендеше Кирхгофтың бірінші заңы бойынша бір теңдеу құру керек:

a түйінінде (1.2.5)

б түйінінде (1.2.6)

Белгісіз шамаларды табу үшін құрылатын теңдеулер саны белгісіздер санына тең болуы шарт. Қарастырып отырған теңдеуде үш ток бар, ендеше өзара тәуелсіз үш теңдеу құру керек. Сондықтан қалған жетіспейтін теңдеулер Кирхгофтың екінші заңы бойынша тәуелсіз контурлар үшін жазылады.

Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеулер жазу үшін контурларды айналып өту бағыты еркінше таңдап алынады. Қарастырылып отырған тізбекте бірінші және екінші контурларды сағат тілінің бағытында айналып өту қабылданған. Ал жалпы алғанда әртүрлі контурларды әртүрлі бағытта айналып өтуге болады. Контурларды айналып өткен кезде, егер кернеу көзінің кернеуі, ЭҚК және пассивті элементтегі ток, айналып өту бағытымен бағыттас болса, онда олар оң таңбамен, ал қарсы бағытта болса теріс таңбамен алынады.

бірінші контурында (1.2.7)

екінші контурында (1.2.8)

Құрылған теңдеулер жүйесі ретінде шешіліп, белгісіз токтар анықталады.

Теңдеулер жүйесінен токтар анықталған кезде, олардың бірқатары оң таңба, ал кейбіреулері теріс таңба қабылдайды. Бұл оң таңбалы токтардың шын бағыттарының еркінше алынған бағыттарымен бағыттас та, теріс таңбалы токтардың шын бағыттарының еркінше алынған бағыттарына қарсы бағытта екендігін көрсетеді.

Қуаттар балансы.Тізбектің пассивті элементтері, олармен токтың қай бағытта жүріп жатқанынан тәуелсіз энергия тұтынып тұрады. Әдетте, тізбек элементтерінің электр энергиясын қаншалықты қабылдап немесе өндіріп тұрғандығын салыстырмалы көрсету үшін олардың қуаты алынады. Тізбектің элементінің қуаты деп уақыт бірлігі ішінде осы элементте тұтынылған немесе өндірілген электр энергиясын айтады. Тізбек элементінің қуаты, жалпы алғанда, оның кернеуі мен тогының көбейтіндісіне тең. Пассивті элементтің қуаты әрқашанда оң таңбалы және келесі формуламен анықталады.

(1.2.9)

Қорек көздері өндіріп, яғни тізбекке энергия беріп, немесе энергия қабылдап тұруы мүмкін. Қорек көздерінің жұмыс режимдері олардағы ток пен ЭҚК-тің немесе ток пен кернеудің оң бағыттарына байланысты, егер ЭҚК бағыты оның бойындағы тоқтың бағытымен бірдей болса, онда ЭҚК көзі тізбекке энергия беріп тұрады, яғни қорек көзі болып табылады(генератор режимінде жұмыс жасап тұр), ал қарама-қарсы бағытта болса, онда энергия тұтынып тұрады, яғни электр қабылдағыш режимінде жұмыс жасап тұр.

ЭҚК көзінің қуаты:

(1.2.10)

Тоқ көзінің қуаты

(1.2.11)

Егер ЭҚК немесе тоқ көздері энергия көзі режимінде жұмыс істеп тұрса, онда олардың қуаттары оң таңбамен, ал электр қабылдағыш режимінде істеп тұрса, онда теріс таңбамен алынуы керек.

Әдетте, тізбектерді есептеу қуаттар балансының теңдеуін құрып, оны тексерумен аяқталады. Қуаттар балансының теңдеуі деп тізбектегі энергия көздерімен қабылдағыштардың қуаттарының теңдестігін көрсететін теңдеуді айтады:

(1.2.12)

Егер қуаттар балансының теңдеуінде теңдіктің сол жағы оң жағына тең болса, яғни қорек көздерінің тізбекке берген қуаты мен электр қабылдағыштардың тұтынған қуаты өзара тең болса, онда бұл, жалпы алғанда, тізбек элементтеріндегі токтар мен кернеулердің және олардың шын бағыттарының дұрыс анықталғандығын көрсетеді.

Бақылау сұрақтары:

Зарядталған бөлшектерді атаңыз?

Тоқ күшінің анықтамасын, формуласын, өлшем бірлігін айтыңыз

Энергия көзінің ішіндегі зарядтарды қозғауға жұмсалған сыртқы күштердің жұмысын сипаттайтын шама қалай аталады?

Электр өрісі күштерінің сыртқы тізбек бойындағы зарядтарды қозғауға жұмсалған жұмысқа тең болатын шама қалай аталады?

Электр кедергісінің өткізгіштің геометриялық өлшемдеріне, ұзындығына, көлденең қимасының ауданына тәуелділігін сипаттайтын формуланы көрсетіңіз

Кедергінің температураға тәуелді формуласын көрсетіңіз.

Тоқ көзі мен Кернеу көзінің айырмашылығы қандай?

Кирхгофтың бірінші заңы тізбектің қандай бөлігі үшін жазылған?

Кирхгофтың екінші заңы тізбектің қандай бөлігі үшін жазылған?

Кирхгоф заңдарының физикалық мағынасы қандай?

Қабылдағыш режимінде жасап тұрған энергия көздерін қалай сипаттауға болады?

Генератор режимінде жасап тұрған энергия көздерін қалай сипаттауға болады?

5-лекциялықдәріс.

Тақырып: Үш фазалы тоқтың электр тізбектері.

Дәріс мақсаты: Үш фазалық жүйемен танысу. Үш фазалы ЭҚКін алу. Үш фазалық жүйеге қабылдағыштарды нольдік өткізгіші бар жұлдызша / жұлдызша схемасымен жалғағандағы негізгі қатынастарды көрсету.

Біздің еліміздің және шетелдердің халық шаруашылығында үш фазалық айнымалы ток тізбектері кеңінен таралған, мұның себебі:

· Үш фазалық ток тізбегінде екі сан мәнді кернеу, ал жалпы алғанда, арнаулы қондырғыларды пайдалана отырып, керекті сан мәнді кернеу алуға болады.

· Үш фазалық айнымалы кернеу арқылы айнымалы ток машиналарының әрекет етуінің негізгі себепкері айнымалы магнит өрісінің туғызуға болады;

· Электр энергиясының үш фазалық айнымалы тоқ тізбегімен алысқа беруге және таратуға қолданылатын қондырғылар мен құрылғылар басқа көп фазалық тізбектерге қарағанда қарапайым және экономикалық тиімді.

· Электр станцияларында электр энергиясы үш фазалық генераторлардың көмегімен алынады, қазір тұрақты токтың өзі өзі де көбіне айнымалы токты түзету арқылы арналады, ал бір фазалық ток деген сол үш фазасы ғана. Бір фазалық генератор сирек қолданылған шалғай отардағы шопан ауылдарында, алыс сапарда жүрген геологтар экспедициясында т.б жерлерде.

Жұлдызшамен жалғау 3.1.1 -ші суретте үш фазалы жүйеге жүктемені жұлдызша схемасымен жалғау көрсетілген. Мұнда АА’, ВВ’ и СС’ – желілік өткізгіштер. N и N’ –нейтрал (нольдік) өткізгіш

Сур3.1.1.- Жүктемені жұлдызшаға жалғау схемасы

и желілік тоқтары фазалық тоқтарға тен болады. Нейтрал өткізгіштегі тоқ. . Егер симметриялық режим болса . Яғни симметриялық режим әрдайым сақталанатыны белгілі болса нолдік өткізгішті алып тастауға болады. Келесіде нолдік провод фазаға түсіп тұрған кернеулер симметриясын сақтауға қажет екенін көреміз. - жүктеменің фазалық кернеулері.

Желілік кернеулер желілер (фазалар)арасында әсер етеді. Кирхгоф екінші заңы бойынша

;

(1)

;

(2)

3.1.2 ші сурет - Симметриялық кернеулер системасының векторлық диаграммасы

. (3)

3.1.2 ші суретте симметриялық кернеулер системасының векторлық диаграммасы кқрсетілген

(4)

Айнымалы тоқтың үшфазалы жүйесі

Үш фазалы жүйеге қабылдағыштарды жүлдызша схемасымен жалғағанда симметрялы режимде нолдік өткізгішті алып тастауға болады, бірақ міндетті түрде симметрия сақталу керек. Егер нолдік проводы жоқ схемада симметрия бұзыса, бейтарап нүктелердің арсында кернеу пайда болады, ол нейтралдың ығысу кернеуі деп аталады:

(1)

Осы себепті фазалардың кернеулері теңдеулерінен көрініп тұрғандай желінің фазалық кернеулеріне тең болмайды да, электр қабылдағыш номинал әлпінде жұмыс істемейді, мұндай жағдайды болдырмас үшін бейсимметриялы электр қабылдағыштары үш фазалы кернеу көзіне бейтарап сыммен қосылады, әрине бейтарап сымның кедергісі оны елемейтіндей аз болуы керек: Бейтарап сым бейтарап нүктелерінің потенциалдарын теңестіреді де, желінің фазалық кернеулері электр қабылдағыштың фазалырына өзгеріс жеткізілді: Бұл қабылдағышқа оның номинал кернеуіне тең кернеу белгілеу мүмкіндігін туғызады. Бұл теңдіктер егер бейтарап нүктелердің арасындағы кернеу пайда болса онда электр қабылдагыштың фазалық кернеуінің желінің кернеуіне тең болмайтындығын және өзара да әр түрлі болатындығын көрсетеді. Электр қабылдағыштың фазалық токтары Ом заңы бойынша төмендегі формулалармен анықталады.

Айнымалы тоқтың үшфазалы жүйесі

сур.3.3.1. -Кабылдағышты үшбұрыш схемасымен жалғау
Симметриялы ЭҚК жүйесі үшін: .

сур.3.3.2 - Желілік және фазалық тоқтардың симметриялы жүйесінң векторлық диаграммасы

Кирхгофтың біріші заңы бойынша

3.3.2 - ші суреттегі диаграммадан

. (5)

Үшфазалы тізбектрдің қуаты. Үш фазалы генератордың лездік қуаты:

.

Генератордың актив қуаты период ішіндегі орташа мәні болады

.

Яғни, үш фазалы қабылдағытың актив қуаты бейтарап сымдағы шығынларды ескерсек

, реактивті қуаты

Толық қуаты: .

Үш фазалы симметриялы жүйенің актив қуаты . (1)

Симметриялы режимде жұлдызша үшін

Ал үшбұрыш үшін

(1) ге сүйеніп жұлдызша және үшбұрыш үшін ,

мұнда, - фазалық тоқ пен кернеу арасындағы бұрыш

Аналогия бойынша:

Бақылау сұрақтар:

1. Үш фазалық жүйенің артықшылықтары қандай?

2. Үш фазалық тізбектер деп қандай тізбекті айтамыз?

3. Үш фазалық тізбектер қай жерлерде қолданылады?

4. Тұтынушыларды қандай схемамен қосуға болады?

5. Тұтынушыларды жұлдызшамен қосқан кездегі фазалық ток қалай анықталады?

6. Тұтынушыларды жұлдызшамен қосқан кездегі фазалық кернеу қалай анықталады?

7. Тұтынушыларды жұлдызшамен қосқан кездегі сызықтық ток қалай анықталады?

8. Тұтынушыларды жұлдызшамен қосқан кездегі сызықтық кернеу қалай анықталады?

9. Симметриялы режимнің шарттары қандай

10. Бейсимметриялы режим қандай жағдайда пайда болады?

11. Бейтарап желі не үшін қажет?

6-лекциялык дәріс.

1. Үш фазалы синхронды генератордың кұрылысы және әрекеттік паркы.

2. Үш фазалы снмметриялы ЭҚК-тер жүйесі.

3. Синусоидал шамалардың әрекеттік және орташа мәндері.

Электр знергиясымен жабдықтау, әдетте. үш фазалы айнымалы (синусоидал) токпен орындалады. Синустың заңдылығы, яғни синусоида қисыгы бойынша өзгеріп отыратын айнымалы токты синусоидал ток деп атайды. Үш фазалы синусоидал токтын баска токтарга қарағанда кең қолданыдуы оның мынадай артықшылықтарына байланысты болды:

-үш фазалы ток тізбегінде сан мәңдері әртүрлі екі кернеу болады:

-үш фазалы айнымалы ток арқылы айнымалы токтық козғалтқыштарда айналмалы

магнит өрісі қоздырылады (онсыз олар жұмыс істей алмайды);

электр энергиясын алыс жерлерге беру және оны электр кабылдағыштары арасында тарату үшін колданылатын қоңдырғылар мен кұрылғылар баска ток тізбектерімен салыстырғанда карапайым және экономикалык жағынан алғанда тиімді.

Электр энергиясы электр стансаларында үш фазалы синусоидал ток генера торларында өндіріледі. Қазіргі кезде тұракты ток көбіне айнымалы токты түзету аркылы алынады, ал бір фазалы ток деген сол үш фазалы токтын бір фазасы ғана. Сондыктан, жалпы алганда. айнымалы ток тізбегін үш фазалы ток генераторын және үш фазалы ЭҚК-ті алу принципін карастырудан бастаған жөн.

Өзара 120° жасал орналаскан жене бір оське бекітілген, сымнан жасалған орам түзетін үш жактауша тұракты магнит өрісінде бұрыштық жылдамдыкпен айналып тұрсын (4.1 -сурет).

Электромагнитгік индукция заны бойынша жактаушалар магнит өрісінін күш сызыктарын киып өткенде оларда –ЭҚК пайда болады:

Келтірілген символды-логикалык сұлба (логосент) тұрақты магнит өрісінде (В.) козгалып келе жаткан (v) сымда (орамада)

злектромаггшшк индукция заңы бойынша (ЭМИЗ) ЭҚК (е) пайда болады деген ұғымды білдіреді. Карастырып отырған мезетте пайда болтан ЭҚК-тін мәні (оны лездік мән деп атайды)

мұндағы. В - өрістің магнит индукциясы; - сымнын активті {магнит күш

сызыктары киып жаткан) ұзындығы: v.. • жактаушанын сызыктық жылдамдығынын магнит индукциясына нормаль, сызыкқа проекциясы.

Жактауша магнит күш сьзыктарын уакытка байланысты белгілі-бір a - cot бұрышпен киып өтіп жататындыктан егер сызыктық жылдамдыктың мәнін (3. 1) тендігіне койса

е = Sf.v sin

Жактауша магнит күш сызыктарын перпендикуляр бойымен киып өткенде бұрыш» сызыктык жылдамдыктын нормаль кұраушысы v.,-v болатындықтан ЭҚК өзінің ең үлкен (максимал) мәніне (амплитудасына) ие болады:

ЭҚК-тің максимал мәнін алдыңғы теңдікке койса

(2.2)

Бұл өрнек жақтаушалардың ЭКК-терінің -Е_т- нен re дейінгі мәндерді кабылдай отырып,. синусоида бойынша өзгеретінін көрсетеді. Синусоида бойымен ЭҚК- тің өзгерісі белгілі-бір уакыттан кейін кайталанып отырады. Мұндай. өзгеру зандылыгы белгілі-бір уакыттан кейін кайталанып отыратын., шаманы периодты шама деп атайды.Периодты шаманын толык бір өзгерісінін уакытын период деи атап,. Т әрпімсн белгілейді і Периодты шаманың бір секунд ішіндегі толық өзгерістерінің санын жиілік деп атайды«:/=*У/.Г. Жиіліктің өлшем бірлігіне 1Гц (герц) - бір секунд ішіндегі бір толык өзгеріс, алынған. Өнеркәсіптік электрмен жабдыктау жүйелеріндегі үш фазалы ЭКК-тің жиілігіне Қазакстанда 50Гц. кейбір шетелдерде 60Гц кабылданған. Синусоида кисығы 360^е -тан кейін кайталанып отыратындыктан -2x. бұдан.

Синустын аргументін синусоидал шаманың фазасы ден атайды. Фаза уакьттан тәуелді өзгеріп отырады және ол карастырып отырган мезетте шаманың синусоидадағы орнын көрсетеді. Егер і ~ 0 болса, онда (4.2) өрнегі бойынша е - 0. яғни синусоида координатор басынан өтеді. Ал координаттар басынан өтпейтін синусоиданын өрнегінде оның оң мәнге өсе бастаған кезде координаттар басынан кандай қашықтықта жататыньн көрсететін бұрыш синустың аргументіне косылуы немесе одан алынуы керек. Сондыктан, жалпы алғанда, синусоидал шама былайша өрнектеледі:

(2.3)

Уакыг нөлге тең деп алғандагы синустың аргументін,яғни w-ді. синусоидал шаманың бастапкы фазасы деп атайды. Егер синусоида өзінін оң мәнге өсе бастаған кезінде уақыт немесе бұрыш өсін координатор басының оң жағынан киып өтсе, бастапқы фаза теріс таңбалы да, ал сол жағынан киып өтсе, онда оң таңбалы болады.

Бірінші жактауша (АХ) горизонталь калпынан айнала бастаған деп алса, онда пайда болатын ЭКТС-тің бастапкы фазасы нөлге тең болады, өйткені бастапкы кезде жактауша магнит күш сызықтарын киып өтпей оларга параллель қозғалады. Кейін синустын мәні өсетіндіктен ЭҚК-тің мәні де өседі. 90°-га бұрьлғанда максимал мәнін кабылдайды. Бұдан әpi синустын, мәні азаятындықтан ЭҚК те азайып. 180°-ка бұрылғанда нөлге тең болады. Жактауша 180°-қа бұрылғанда онын mn және kf қабырғалары орындарын ауыстырады да., оларда ЭҚК теріс мәнді болып, график уакыт (бұрыш) осінен төмен жататын жарты синусоида сызады. Ал жақтаушаның толық бір айиалымынан кейін (t "360") осы үрдіс кайталанады. Сонымен, бірінші жақтаушадагы ЭКК (4.2.а-сурет)

(2.4)

бастапкы фазасы у 0.

Екінші жактауша (ВУ) бірінші жактаушамен сағат тілінің бағытында 120^е' жасап орналасатындыктан, ондағы ЭКК-тің синусоидасы нөлдең он мәнге есе бастағанда бұрыш (уакыт) өсін координаттор басынан оңға карай 120^е кашыктыкта киыи өтеді, яғни бірінші жактаушанын ЭКК-нен фазасы бойынша 120° -ка ығыскан. ал уакыт бойынша одан периодтың үштен біріне калып отырады (4.2-6-сурст). Ендеше екінші жактаушаның (ВУ) ЭҚК-і

(2.5)

Үшінші жақтауша (CZ) бірінші жактаушамен сағат тілінің бағытында 240° жасап орналаскандықтан, ондағы ЭҚК-тің синусоидасы нөлден оң мәнге өсе бастағанда бұрыш (уакыт) осін координаттар басынан оңға карай 240' кашыктыкта киып өтеді, яғни бірінші жақтаушанын ЭҚК-нен фазасы бойынша 240°-ка ығыскан, ал уақыт бойынша одан периодтын үштен екісіне қалып отырады (4.2.в-сурет). Олай болса, үшінші жактаушаның (CZ) ^г)ЭҚК-і

(2.6)

бастапкы фазасы - 4 л /3

.

Жалпы алғанда, егер екі синусоидал шама өздерінін нөлдік және максимал (оң не теріс) мәндерін бір уақытта қабылдаса, онда оларды тура фазалы (фазалас), ал нөлдік мәндерінде сәйкес келіп, максимал мәндерінде бірі оң екіншісі теріс болса, онда карама- карсы фазалы деп аталынады.

Бастапқы фазалар айырымын фазалык ығысу (фазалар ығысуы) немесе фазалык ығысу бұрышы деп атайды.Мысалы, бірінші және екінші жактаушалардың ЭҚК-терінін фазалық ығысу бұрышы

Үш фазалы ток генерагорының кұрылысынын (4.3.а-сурет) және әрекеттік паркының қарастырылған сұлбалык кұрылғыдан ешкандай принциптік айырмашылығы жок. Үш фазалы ток генераторы (әдетте, синхронды генератор) статордан (машинаның козғалмайтын бөлігі) және ротордан (машинаның айналып тұратын бөлігі) тұрады. Статор ферромагнит материалдан жасалған цилиндр тәрізді өзектен жене өзектін ішкі шеңберінін бойындағы ойыктарға салынған және бір-бірімен кеністікте өзара 120 жасап орналаскан үш орамадан тұрады. Ротор да ферромагиит өзектен және орамадан турады. Ротор орамасына тұрақты кернеу беріледі. Ротор орамасы, магнит өpicінің коздыратындықтан, қоздыру орамасы деп аталады. Әдетге ротор білікке отырғызылып, статордын ішіне орналастырылады. Роторды біріншігәр (бірінші реттік) қозгалткышпен (су турбинасы. су турбинасы. іштен жану қозғалткышы. t.s.c.) айналысқа келтіргенде статор орамаларында үш ЭҚІС (4.3,6-сурет) пайда балады. Орамалардың орам сандары бірдей болатындыктан. бір магнит өрісімен және бірдей жылдамдыкпен киылып отыратындыктан, оларда пайда болатын ЭҚК-тердің амплитудалары өзара тең болады:.

Міне осындай, амплитудалары, және жиіліктері өзара тен, бірак фазалары бір-бірінен 120"-ка ығысқан үш бір фазалы ЭҚК-ті үш фазалы симметриялы ЭҚК-тер жүйесі деп атайды. Үш фазалы ЭКК-тер жүйесінің басты қасиеті олардын ЭҚК-терінін кез-келген мезеттегі алгебралык косындысынын нөлге тең болатындығы.яғии

(2.8)

Сонымен, үш фазалы генератордағы үш орама үш бір фазалы ЭКК көзі де, ал оларды коса алса үш фазалы ЭҚК көзі болып табылады. Әр ораманы фаза деп атап, бастарын А,В,С әріптерімен, аяктарын X.Y,Z әріптерімен белгілеу кабылданған. Бір ораманын ЭҚҚ-іне косылған электр кабылдағыштар тізбегін бір фазалы ток тізбегі деп, ал үш фазалы ЭҚК-ке косылған электр кабылдағыштар тізбегін үш фазалы электр тізбегі деп атайды, Осыған байланысты электр кабылдағыштарды да бір фазалы және үш фазалы деп бөледі.

Әдетте синусоидал ЭҚК злектр кабылдағыштарда синусоидол ток пен синусоидал кернеу тудырады (синусоидал емес токтар да болады, бірак олар кейінірек карастырылады). Бірақ олардың бағытгары мен шамалары үнемі өзгеріп отыратындыктан, сан мәндерін өлшеу мүмкін емес. Сондықтан синусоидал шаманың мәні үшін оған электродинамикалык немесе жылулык касиеті бойынша баламалы тұракты токтық шаманың мәні алынады, ягни синусоидал шама сәйкесті тұракты шамамен салыстырмалы өлшенеді. Мысалы, синусоидал токтың бір периоды ішінде белгілі-бір резисторда синусоидал ток жүргенде бөлінетін жылу сол резистормен сол уакыт ішінде тұракты ток жүргенде бөлінетін жылуга тең болғандағы, ягни W-- W. тұрақты токтын мәнін синусоидал токтын әрекеттік мәні үшін алады.

Синусоидам токтын әрекеттік мәні деп бір резисторда уакыт бірлігі ішінде синусоидал токтын бөліп шығаратын жылуына тең жылу бөліп шыгаратын тұракты токтын мәні айтады.

Кедергісі R резиетормеи синусоидал токтын периодына тең Т уакыт ішінде синусоидал тогы жүргенде (4.4,а-сурет) Джоуль-Ленц заңы бойынша бөлініп шығатын жылу

(2.10)

Осы резисторда сол Т уакыт ішінде синусоидал токтың бөліп шыгаратын жылуына тең жылу бөліп шыгаратын тұрақты ток жүргендегі (4.4,б-сурет) белінетін жылу бөлініп шыгатын жылулардын теңдігінен» яғни синусоидал токтын әрекеттік мәні

(2,12)

Бұл теңдік синусоидал токтың әрекеттік мәнінін онын орташа квадраттык мәніне тең болатындыгын керсетеді.

Егер (4.12) өрнегіне синусоидал токтын лездік мәнін койса, онда

Осылайша ЭКК пен кернеудін катынасын аныктауға болады:

Сонымен, (2.13), (2.14) және (2.15) теңдеулерінен синусоидалы шаманың әрекеттік

Мәні онын амплитудалык мәнінен v2 есе аз деп тұжырымдауга болады.

Синусоидал шаманың орташа мәні деп оның арифметикалык орташа мәнін айтады. Синусоидал шаманың период ішіндегі арифметикалык орташа мәні нөлге тең болатындықтан. оны жарты период үшін есептейді.

Егер 4.4,а-суреттегі жарты синусоиданың ауданы ОАВС тік төртбұрышының ауданына тең болса,яғни

(2.16)

онда синусоидал токтың орташа мәні осы сиякты ЭҚК пен кернеудің орташа мәндері

(2.18) (2.19)

Синусоидал ток тізбегінде ЭҚК-тің, кернеудін және токтың әрекеттік мәндерін сәйкесінше Е, U, 1 әріптерімен белгілеу қабылданған.

Жаппы алганда, электр өлшеуіш аспаптардың көпшілігінің жұмыс істеу принципі токтын жылулык немесе электродинамикалык әрекеттеріне негізделген. Сондыктан олар электрлік шамалардын әрекеттік мәндерін көрсетеді.Мысалы амперметр 5А ток көрсетіп тұрса да тізбектегі ток 0,01с уакыт ішінде 0-ден 7А-ге дейін көбейіп және 7А-деп 0-ге дейін азайып отырады.

Бакылау сұрактары

1.Синусоидал токтың негізгі параметрлерін атап, оларга аныктама беріңіз.

2.Үш фазалы снмметриялы ЭҚК-тер жүйесі деп нені айтады?

3.Үш фазалы симметриялы ЭКК-тер жүйесінің басты қасиеті қандай?

4.Синусоидал токтың әрекеттік мәні деген не?

5Синусоидал токтың орташа мәні деп нені айтады?

Негізгі әдебиет: 1 [26-32]: 3[40-46:106 108]

Қосымша әдебиет: 7(60-66]

7-лекциялықдәріс.

Қабылдагыштары жұлдызша жалғанған үш фазалы ток тізбегі

1. Жұддызша жалғанған үш фазалы симметриялы элекгр кабылдағыш.

2. Жұлдызша жалғанған үш фазалы бейсимметриялы электр кабылдағыш

3. Бейтарап сымнын аткаратын рөлі.

Электр кабылдагыш. номинал кернеуі көрек көзінің фазалык кернеуіне тең болгандыктан. жұлдызша жалғанып, үш фазалы желіге косылған (10.1 -сурет). Өйткені, егер үш фазалы' электр кабылдағыш жұлдызшна жалғанса,онда кабылдағыштын фазаларына көрек көзінің фазалық кернеуі беріледі. Ал үш фазалы қабылдағыштың

номинал кернеуін оның фазаларына беру керек кернеудің мәні деп түсінген жөн.

Үш фазалы кабылдағышты жұлдызша жалғау үш фазалы генератордың орамаларын жұлдызша жалғау сиякты: кабылдағыштардың аяктары бірге түйінделеді. Бұл түйінді кабылдагыштын бейтарап (я) немесе нөлдік (о^!) нүктесі деп атайды. Кабылдағыштардың бастары желілік сымдар (Аа, Вв.Сс) аркылы қорек көзінің фазаларының бастарымен косылады. Қорек көзінін фазаларымен косылуына карай. Кабылдағыштар сәйкесінше а фазасы, а фазасы, с фазасы деп аталып, бастары а,в,с әріптерімен. ал аяктары сәйкесінше x.y,z әріптерімен белгіленеді., Қабылдағыштың фазасыньң басы мен аяғьнын арасындагы кернеуді қабылдағыштың фазалык кернеуі деп. ал бастарының арасындағы кернеуді кабылдагыштың желілік кернеуі деп атайды. Электр торабының және қабылдагыштың калыпты жұмыс күйінде үш фазалы желілік Кабылдағыштың фазаларымен жүретін. токты фазалык ток. деп, жалпы алғанда деп, ал желілік сымдармен жүретін токты желілік ток деп атайды. Қабылдағыштын фазалык токтары фазалык басынан аяғына карай, ал желілік токтар керек көзінен электр Кабылдағышка қарай бағытталған деп алынады. Қабылдағыш жұлдызша жалғанғанда желілік ток ешкайда тармакталмай фазамен жүретіндіктен фазалық токка тең болады» яғни желілік пен фазалық ток бір ток болып табылады: Кирхгофтың екінші заңы бойынша AaxiN. BeуnN және CcznN оңбойларында (10.1,а-

сурет)Осы теңдіктерден электр кабылдағыштын дағьшпын фазалык кернеулер Бұл тендіктердегі қабылдағыштын бейтарап нүктесімен қорек көзінің бейтарап нүктесінің N арасындағы кернеуді Un бейтарап нүктелердін ығысу кернеуі немесе бейтараптык кернеу деп атайды. Бейтараптык кернеу бейтарап нуктелердің потенциалдары өзара тен болмаған, яғни мына жағдайда пайда болады (10.0, (10.2) және (103) теңдіктері егер бейтараптық кернеу нөлге тең болмаса, онда фазалық кернеу лердің мәндерінін корек көзінің фазалык кернеулеріне тен болмайтындығын және өзара да әр түрлі болатындығын керсетеді.

(10,0,10,2,) және (10,3)теңдіктер,егер бейтараптық кернеу нөлге тең болмасса,онда фазалық кернеулердің мәндерінің қорек көзінің фазалық кернеулеріне тең болмайтындығын және өзара да әр түрлі болатындығын көрсетеді.Кирхгофтың бірінші заңы бойынша қабылдағыштың бейтарап нүктесінде(3,1 а-сурет) (3.4) Фазалық тоқтар Ом заңы бойынша анықталады:

(3.6)

(3.7)

Егер фазалық токтардың мәндерін (10.4) өрнегіне қойса

Бұдан бейтарап (3.8)

Үш фазалы электр қабылдағыштың фазаларындағы кернеу мен токтың фазалық ығысу бұрыштары бұрыннан белгілі өрнектер бйынша,бірақ сәйкесінше фазалық шамалар арқылы анықталады. Мысалы,фазаның активті және реактивті кедергілерін пайдаланса:

Мұндағы R,X-фазалардын сәйкесінше активті және реактивті кедергілер.

Жалпы алғанда,үш фазалы электр қабылдағыштар симметриялы және бейсимметриялы болып бөлінеді.

Фазаларынын кешенді кедергілері өзара тең үш фазалы электр қабылдағыш симметриялы деп аталады:

3.9

3.10

Бұл теңдіктердің орындалуы үшін фазаның активті және реактивті кедергілері мен фазалық ығысу бұрыштары сәйкесінше өзара тең болулары керек.

Егер осы теңдіктердің біреуі болса да орындалмаса,онда үш фазалы электр қабылдағыш бейсимметриялы деп аталады. Жалпы алғанда, бейсимметриялы электр қабылдағыш фазалардың кедергілері өзара тең емес:

3,11

Үш фазалы симметриялы электр қабылдағыш жұлдызша жалғанып,үш фазалы қорек көзіне қосылған болсын.Фазалардың өткізгіштіктері өзара тең болғандықтан,теңдігінен бейтараптық кернеу

өйткені қорек көзінің фазалық кернеулерінің кез келген мезеттегі алгебралық қосындысы нөлге тең:

Олай болса (10.5). (10.6) және (10.7)ғ;йіектері бойынша электр кабылдағыштын фазалык кернеулері мен корек көзінін сәйкесті фазалык кернеулері өзара тең болады:

Бейтарап нүктелердің потенциалдары өзара тен болғандыктан, яғни, бейтарап сымда ток (бейтараптык ток) болмайды;

Бұдан, үш фазалы жұлдызша жалғанған cmmvx риялы электр кабыллағыш үш фазалы қорек көзіне катарап сымсыз косылады деген қорытынды туады.

Фазалардың кернеулері өзара және*кедергілері өзара тен болгандыктан фазалык токтар да сандык мәндері бойынша өзара тең болады.Бірақ кернеулердін фазалары әртүрлі болатындыетаи токтардыд фазалары өзара тең болмайды:

(3,13)

(3,14)

(3,15)

Егер электр кабылдағыш бейсимметриялы болса (Zn * Zp * Zc, Y_a*Y _?*Y_c) және корек козіне бейтарап сымсыз косылса (10.1,а-сурет), онда бейтараптык кернеу алайда болады: (10,8) өрнегінен

(3,16)

ягни - қабылдағыштың бейтарап нүктесінін потенциалы корек көзінің бейтарап нүктесінің потенциалына тең емес. Осы себепті, (3.1), (3.2) және (3.3) өрнектері бойынша электр қабылдағыштын фазалық кернеулері корек көзінің фазалык кернеулеріне тең болмайды:

Электр кабылдағыштың фазалық кернеулері фазалардың кедергілеріне байланысты әртүрлі мәнге ие болады: бір фазада кернеу өсіп, екінші-бір фазада азаяды. Мысалы. кернеу а және в фазаларында өсіп, ал с фазасында азайған (3,2,6-сурет). Бұл электр кабылдатыштың фазалық кернеулерінің номинал мәніне (корек көзінін фазалык кернеулеріне) тең еместігін. ендеше оның номинал оллінде жұмыс істемей тургандығын көрсетеді. Олай болса, жұлдызша жалғанған бейсимметриялы электр кабылдағышты корек көзіне (үш фазалы торапка) бейтарап сымсыз косуга болмайды.Жұлдызша жалғанып, қорек көзіне бейтарап сымсыз косылган бейсимметриялы электр қабылдағыштың векторлық диаграммасын тұрғызу реттілігінің логосенті төмендегідей: алдымен үш фазалы корек көзінін фазалык кернеулерінің векторлары мен (3.8) өрнегі бойынша бейтараптык кернеудін векторы тұрғызылады: одан кейін (3.1), (3.2) және (3.3) өрнектері бойынша, яғни корек көзінің фазалык кернеулері мен бейтараптык кернеудін векторлык айырымы ретінде

кабыддағыштың фазалык кернеулерінің векторлары, тұрғызылады. Ал токтардың векторлары Кабылдағыштын фазалык кернеулеріне сәйкесінше фазалык бұрыштарымен байлана тұрғызылады. Жулдызша жалғанып. корек көзіне бейтарап сымсыз косылган бейсимметриялы электр кабылдағыштың фазалык токтары фазалык кернеуді фазанын кедергісіне бөлгенге тен:

Жулдызша. жалганіан бейсимметриялы үш фазалы электр кабылдатыш номинал алпінде жұмыс істеуі үшін онын фазаларына корек көзінін фазалык кернеулерінің өзгеріссіз берілуін камтамасыз ету керек. Бұл шарт (3.1), (3.2) және (3.3) өрнектерінен көрініп тұрғандай, бейтараптык кернеу нөлге тен болса ғана орындалады. Ол ушін бейтарап нуктелердін потенциалдарын теңестіру керек, ал бейтарап нүктелердің потенциалдарын тенестіру үшін оларды бейтарап сыммен косу корек (3.2.6-сурет) Бейтарап сымның, жалпы ііиэдда, электр желісі сымдарының,. кедергісі электр кабыддагыштың кедергісінен әлдеқайда аз болатындықтан. ондағы кернеудің түсуін ескермей, бейтарап сым бейтарап нүктелердің потенциалдарын тенестіреді деп есептеуге болады.Бірак бейтарап сымныи аз да болса кедергісі болатындыктаи олар дал теңеспейді. Сондыктан бейтарап сыммен ток жүреді. Ол ток Кирхгофтын бірінші заңы бойынша фазалык токтардын алгебралык косындысына тен болады:

(3,17)

Жулдызша жалганып, корек көзіне бейтарап сыммен косылган үш фазалы электр кабылдагыштын векторлык диаграммасын (3.2,в-сурет) іурғызудьш логосенті төменде келтірілген, Логикалық сұлба бойынша векторлык диаграммамы тұргызу реттілігі былайша тусіндіріледі: кабылдағыштын фазалық кернеулері корек көзінің фазалық кернеулеріне тең болтандыктан. кернеулердің v_{t т}ц_л і векторлары (3.12) өрнектері бойынша тұрғызылады; бұдан кейін

токтардың векторлары фазалык ығысу бұрыштары аркылы ^Xt сәйкесті фазалык кернеулерге байланыстыра тұргызылады:

акырында (3.17) өрнегіне суйене отырып, фазалык токтардын алгебралык косындысы ретінде бейтарап сымнын тогынын векторы тұрғызылады. Бақылау сњрактары фазалы электр кабылдағыштың жұлдызша жалғану себебін түсіндірініз. Үш фазалы симметриялы электр кабылдағыш деп кандай кабылдағышты айтады? Ү ш фазалы бейсимметриялы электр кабылдағыш деп кандай кабылдағышты айтады? Бейтарап нукгелердін ығысу кернеуінін орнегін жазык өрнектегі шамаларга түсініктеме беріңіз.

Бейтарап сымнын аткаратын кызмегін тусіндірініз.

Негізгіәдебиет:І[65-6S];3[111-114]

Қосымша әдебиет: 7{ 131 -13 8]

8-лекциялык дәріс.

Дата добавления: 2014-01-04