Нұсқаулар:
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
Параметры цепи Nn
|
R1
|
R2
|
R3
|
X1
|
X2
|
X3
|
X4
|
X5
|
|
10
|
5
|
11
|
7
|
4
|
12
|
17
|
11
|
|
42
|
21
|
17
|
13
|
17
|
14
|
12
|
9
|
|
14
|
12
|
13
|
6
|
4
|
4
|
3
|
2
|
|
45
|
58
|
33
|
19
|
23
|
10
|
15
|
22
|
|
12
|
17
|
21
|
22
|
9
|
5
|
14
|
4
|
|
41
|
41
|
20
|
16
|
16
|
16
|
41
|
34
|
|
39
|
52
|
19
|
19
|
14
|
13
|
34
|
12
|
|
21
|
16
|
15
|
12
|
13
|
21
|
48
|
32
|
|
47
|
58
|
37
|
11
|
9
|
43
|
15
|
27
|
|
37
|
78
|
43
|
30
|
34
|
77
|
15
|
14
|
|
28
|
20
|
31
|
11
|
40
|
28
|
12
|
9
|
|
14
|
19
|
19
|
7
|
12
|
8
|
17
|
16
|
Әдебиет, оның ішінде электрондық ресурстар:
Негізгі:
Ш.Е.Жусипбекова, В.Б.Рыстыгулова, Г.Б.Алимбекова «Электротехника және электроника негіздері» Оқу құралы, Алматы 2022, [55-63 бет]
Қосымша:
Ш.Е.Жусипбекова «Электротехника және электроника негіздері» Электронды оқу құралы, Алматы 2023.
Е.Ғ. Нәдіров, С.Б.Балабатыров, К.О.Ғали, А.А.Әбдіқадіров, Р.Дағарбек «Электротехника және электроника негіздері», Алматы 2014ж, [5,6 бет].
Д.В. Коврижных «Лабораторный практикум по медицинской электронике с использованием программы Electronics Workbench» -Волгоград 2010, [2-6 cтр].
В.П. Бакалов «Медицинская электроника. Основы биотелеметрии 2-е издание» Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 326 с. [4-7 стр].
Китаев В.Е. «Электротехника с основами промышленной электроники» Москва, Высшая школа, 2015 г. 254 стр., [3-7 стр].
«Электротехника және электроника негіздері» әдістемелік нұсқау 2022-2023\2 тақырып.
Бақылау сұрақтары
Бір фазалы, екі фазалы және үш фазалы токтар дегеніміз не?
Айнымалы токты алу әдістері қандай?
Айнымалы ток және оны сипаттайтын шамаларды атаңыз?
Айнымалы токтың параметрлерін атаңыз.
Синусоидалы шамалардың әсерлі мәндеріне аңықтама беріңіз?
Айнымалы токты есептеудің әдістерін атаңыз.
Айнымалы токтың комплексті түрде жазылуын көрсетіңіз.
Тест сұрақтары:
1. Тұйықталған контурды айналған кезде потенциал өзгерісінің графикалық кескінделуі:
Потенциальды диаграмма
Векторлық диаграмма
Контурлық диаграмма
Резистивті элемент
Индуктивті элемент
2. Шамасы мен бағыты бойынша периодты өзгеретін ток қалай аталады?
Айнымалы ток
Тұрақты ток
Бір фазалы ток
Үш фазалы ток
Көп фазалы ток
3. Айнымалы токтың толық қуаты қалай белгіленеді?
P
Q
N
S
A
4.Периодты токтар деп:
Токтың лездік мәндері бірдей уақыт аралықтарында қайталанып отыратын токтар
Токтың лездік мәндері бірдей уақыт аралықтарында бірқалыпты болатын токтар
Токтың лездік мәні қайталанып отыратын ең көп уақыты
Электр тізбегіндегі қабылдағышқа шығындалған энергия
Электр заряды бір нүктеден екінші нүктеге орын ауыстырғанда электр өрісі
күшінің атқаратын жұмысының сол зарядтың шамасына қатынасы
Периодқа кері шама:
Ток
Жилік
ЭҚК
Кернеу
Заряд
Айнымалы ток күшінің лездік мәні:
i(t)=Imsin(t+)
i(t)=Imsin(t+)
i(t)=Imcos(t+)
i(t)=Imcos(t+)
i(t)=сos(t+)
Айнымалы ток тізбегіндегі қуат
p(t)=u(t)·i(t)=Um Im cos(wt- φ)
p(t)=u(t)·i(t)=Um Im sin(w)
p(t)=u(t)·i(t)=Um Im sin(w-ф)
p(t)=u(t)·i(t)=Um Im cos(ф)
i(t)=Imcos(t+)
8. Айнымалы ЭҚК-ң шамасы мен бағыты бойынша толық бір өзгеріс жасауға кететін уақыт қалай аталады?
Циклдік жиілік
Жиілік
Период
Фаза
Уақыт
9. Айнымалы токтағы электрлік шамалардың лездік мәндері қалай белгіленеді?
Im, Um, Em
I, U, E
I, u, r
i, u, e
I, U, e
10. Айнымалы ток деп:
Шамасы және бағыты бойынша өзгеретін электр тоғы
Ток күші мен кернеудің период ішіндегі орташа мәні нөлге тең болатын периодты ток
Бөлшектер мен денелердің сыртқы электрмагниттік өріспен өзара әсерін, сондай-ақ олардың электрмагниттік өрістерінің өзара байланысын анықтайтын негізгі сипаттамалардың бірі
Электр заряды дискретті, яғни барлық бөлшектер мен денелердің электр заряды еселі болып келетін ең кіші элементар электр заряды
Еркін зарядталған бөлшектердің реттелген немесе бағытталған қозғалысы
АҚПАРАТТЫҚ-ДИДАКТИКАЛЫҚ БӨЛІМ
Бір фазаның фазалық кернеуі 220 В және үш фазаның кез келген біреуі мен нейтральдың арасында әсер етеді, ал үш фазаның сызықтық кернеуі 380 В болады және кез келген үш фазаның өзара арасында үшфазалық желіде әсер етеді (2.4.1-сурет).
Электр энергиясы көзінен
2.4.1-сурет. Үш фазалы жүйедегі кернеу
Нөлге қатысты барлық А, В, С үш фазада кернеу – 220 В. Ал осы фазалардың бір-біріне қатысты кернеуі – 380 В. Себебі, үш фазалық өткізгіштегі кернеу циклдың 1/3 –не, яғни 1200-қа айырмашылықта болады. (2.4.2-сурет).
900 айырмашылық
Екі фазалы ток
2.4.2-сурет. Екі фазалы ток
Екі фазалы токта фазалар айырымы 900 -қа айырмашылықта болады.
Айнымалы токты алу әдістері
1-әдіс. Катушканы магнит өрісіне қатысты айналдыру арқылы.
2-әдіс. Магнит өрісін катушкаға қатысты айналдыру арқылы (2.4.3-сурет).
Айнымалы ток генераторының жұмыс принципі https://www.youtube.com/watch?v=Fk-0M74iT7I
1-әдіс. Магнит өрісінде айналып тұрған катушка
|
2-әдіс. Магнит өрісінің катушканы айналуы
|
2.4.3-сурет. Айнымалы токты алу әдістері
|
1-әдіс. Ток өткізетін материалдан жасалған рамканы магнит өрісіне орналастырып және рамканы айналдыра бастасақ, рамкада электр тоғы жүреді. Бірқалыпты айналдырған кезде рамканың ұштарында айнымалы синусоидалы ток пайда болады (2.4.4-сурет).
2.4.4-сурет. Магнит өрісінде рамканың айналуы
Рамканың айналу өсінің орнына байланысты оған саны әртүрлі күш сызықтары енеді. Сәйкесінше ЭҚК-тің шамасы мен таңбасы бірқалыпты болмайды. Рамка магнит өрісінде айналғанда, айнымалы токтың жиілігі және рамканың ұштарындағы ЭҚК шамасы айналу жылдамдығына байланысты болады. Белгіленген жиілікте ЭҚК-тің шамасына жету үшін орама санын көбейтеді. Осылайша, бұл бір рамка емес, катушка болып шығады.
2-әдіс. Магнит өрісінің катушканы айналуы көрсетілген.
Айнымалы ток және оны сипаттайтын шамалар
Айнымалы ток (кернеу, ЭҚК) деп уақыт бойынша өзгеретін токты (кернеуді, ЭҚК-ті) айтады. Мәні тең аралық уақытта қайталамалы өзгертін токты периодты ток деп атайды. Айнымалы синусоидалы токтың тізбегі деп ЭҚК, кернеуі, тоғы уақыт бойынша синусоидалы заңмен өзгеретін электр тізбегін айтады (2.4.5-сурет):
(2.4.1)
мұндағы ЭҚК, кернеу, токтың лездік мәні;
, , токтың, ЭҚК-тің және кернеудің амплитудалары;
бұрыштық жиілік; жиілік; фазалық бұрыш;
, , токтың, ЭҚК-тің және кернеудің бастапқы фазалары.
2.4.5-сурет. Айнымалы ток пен кернеудің уақытқа тәуелділігі
Жиілігі бірдей екі синусоидалы шамалардың бастапқы фазаларының айырымы фазалар ығысуы деп аталады (2.4.6-сурет).
В)
А)
2.4.6-сурет. Фазалар ығысуы
Фаза – синусоидалы функция және аргументінің мәні. Бастапқы фаза – бастапқы уақыт мезетіндегі және фазаның мәні .
Айнымалы токтың параметрлері
токтың ( ЭҚК-тің, кернеудің) лездік мәні – оның кез келген уақыт мезетіндегі мәні.
токтың ( ЭҚК-тің, кернеудің) амплитудалық мәні – оның максимум амплитудалық мәні.
период – айнымалы токтың толық тербеліс жасауға кеткен уақыт аралығы. Өлшем бірліктері секунд (с), миллисекунд (мс), микросекунд (мкс).
бұрыштық жиілік – магнит өрісінде генератор катушкасының айналу жылдамдығын сипаттайды. Өлшем бірлігі рад/с.
фазалық бұрыш – генератор катушкасының жазықтығы мен нейтрал жазықтық арасындағы бұрыш (2.4.7-сурет).
2.4.7-сурет. Айнымалы ток генераторының моделі
жиілік – айнымалы токтың бір секундтағы тербеліс саны, өлшем бірлігі Гц. Төменгі жиіліктер әрпімен, жоғары жиіліктер әрпімен белгіленеді.
ТМД және Батыс европа елдерінде энергетикада стандартты жиілікке қабылдаған жиілігі 50 Гц синусоидалы тоғы бар құрылғылар кеңінен таралған. АҚШ-да стандартты жиілік 60 Гц. Синусоидалы ток қолданатын жиіліктер диапазоны өте үлкен: миллигерцтен (мГц) гигагерцке (ГГц) дейін.
Айнымалы токты механикалық энергияны электрлік энергияға түрлендіретін айнымалы тоғы бар генератордан өндіреді.
Айнымалы токты пайдалануды ең алғаш рет 1875 жылы орыс ғалымы П.Н. Яблочков ұсынды. Электр энергиясы қажеттілігінің өсуіне байланысты оны алыс қашықтыққа жеткізу мәселесі алға қойылды. Бұл мәселенің шешімі электр энергиясын таратуды, ол үшін әртүрлі кернеуді табуды талап етті. Үнемділік жағынан алғанда, электр энергиясын алыс қашықтықтарға жеткізудегі тиімдісі – жоғары кернеу, ал қабылдағыштарға беру кезінде қауіпсіздік ережелерін сақтау үшін төменгі кернеу қажет болды.
Кернеуді түрлендіру үшін, айнымалы токты түрлендіретін құрылғы, яғни қарапайым трансформаторлар қажет болды, оны П.Н. Яблочков ойлап тапты. Одан кейін атақты орыс инженері және ғалымы М.О. Доливо-Добровольскийдің басшылығымен үш фазалы жүйе ойлап шығарылды. М.О. Доливо-Добровольскийдің арқасында айнымалы ток кеңінен тарады. 1889 жылы ол бірінші рет фазалы қозғалтқыш және үш фазалы тізбектің барлық тетіктерін жасап шығарды. 1891 жылы ол электр энергиясын үш фазалы токпен 175 шақырым қашықтыққа жеткізуді іске асырды.
Тұрақты токқа қарағанда айнымалы токтың генераторлары мен қозғалтқыштарының құрылымы қарапайым. Айнымалы ток әуелі жартылай өткізгіштер арқылы, ал одан кейін жартылай өткізгішті инверторлар көмегімен жиілігі реттелмелі басқа айнымалы токқа түрлендіріледі.
Синусоидалы шамалардың әсерлі мәндері
Синусоидалы токтың жылулық және электродинамикалық іс-әрекетін сипаттау үшін синусоидалы токтың әсерлі мәндері деген түсінік енгізіледі.
Синусоидалы токтың әсерлі мәні айнымалы жылулық немесе механикалық іс-әрекетке эквивалентті өндірілетін тұрақты токтың мәні болып табылады.
Бір период уақыт аралығында тұрақты токтың жылулық әсері
. (2.4.2)
Осы уақыт аралығында сол кедергідегі айнымалы токтың әсерлі шамасы сондай жылу мөлшерін өндіреді, яғни
. (2.4.3)
Бұл жағдайда айнымалы токтың әсерлі мәнін мына қатынастан анықтауға болады
,
яғни . (2.4.4)
Синусоидалы шаманың әсерлі мәні бір периодтағы осы шаманың орташа квадраттық мәні болып табылады. Егер ток синусоидамен өзгеретін болса, яғни , онда
. (2.4.5)
, , екенін ескере отырып,
. (2.4.6)
Синусоидалы шаманың әсерлі мәні оның амплитудалық мәнінен есе кіші
, , . (2.4.7)
Кирхгофтың бірінші және екінші заңдары ток пен ЭҚК-тің лездік мәндері үшін де дұрыс, яғни
, . (2.4.8)
Синусоидалы токты есептеудің векторлық диаграмма әдісі
Векторлық диаграмма әдісі синусоидалы шамалардың алгебралық қосындыларын векторлық анализ ережесіне сәйкес векторлармен геометриялық іс-әрекетпен алмастыруға мүмкіндік береді.
Векторлық диаграмма әдісінің мәнісі мынада:
әрбір синусоидалы шамаға осы шаманың векторы сәйкес келеді;
синусоидалы шама векторының бағыты алғашқы фазамен анықталады;
синусоидалы шама векторының модулі әсерлі мәнге немесе осы шаманың амплитудасына пропорционал;
бірдей бұрыштық жиіліктегі синусоидалы шама векторын кәдімгі векторды геометриялы түрде қосуға болады.
Бұрыштың оң бағыты сағат тілінің жүрісіне қарама-қарсы есептеледі.
Сонымен, егер токты анықтау қажет болса, онда Кирхгофтың І – заңына сәйкес мынадай алгебралық әрекет жүргіземіз:
,
,
. (2.4.9)
Токтың алғашқы фазасы мен амплитудасын анықтау өте қиын. Векторлық диаграмма әдісіне сәйкес бұл токты міндетті түрде масштабпен құрылатын векторлық диаграмманы (2.4.8 - сурет), (2.4.9 – сурет)
көмегімен анықтау тіпті оңай.
2.4.8 – сурет 2.4.9 – сурет
Векторлық диаграмма
Сонымен кернеудің ЭҚК және жиілігі бір токты кескіндейтін кеңістіктегі векторлардың жиынтығын векторлық диаграмма деп атайды.
Синусоидалы ток тізбегін есептеудің символдық әдісі
Синусоидалы ток тізбегін есептеу үшін символдық әдіс те қолданылады. Символдық әдіс вектормен жүргізілетін геометриялық іс-әрекетті алгебралыққа ауыстыруға мүмкіндік береді. Сондай-ақ айнымалы ток тізбегін есептеуді тұрақты ток тізбегін есептейтін әдіспен жүргіземіз.
Символдық әдіс былай жүргізіледі:
а) әрбір вектор тік бұрыш координат жүйесі өсінде және құраушыларға жіктеледі (2.4.10 –сурет);
2.4.10 – сурет. Символдық әдіс векторлық диаграммасы
б) абсцисса өсін нақты мәндер өсі деп атайды және «+», «–» таңбаларымен белгіленеді. Ордината өсін жорамал мәндер өсі деп атайды. Жорамал өстегі вектор құраушысын ерекше символымен белгілейді. Сондықтан бұл әдіс символдық деп аталады. векторы мынаған тең: ; (2.4.10)
в) әрбір векторды символына көбейту осы векторды сағат тілінің жүрісіне қарама-қарсы 900 – қа бұрады. - қа көбейту векторды 1800 – қа бұрады, яғни , осыдан . символы - бұл жорамал бірлік;
г) вектор комплексті шама сияқты комплексті жазықтықта қарастырылады. Сондықтан бұл әдісті «комплексті шамалар әдісі» деп те атайды.
Айнымалы токтың комплексті түрде жазылуы
Комплексті түрдегі әсерлі мәндер үстіне нүкте қойылған негізгі әріптік белгілеу арқылы жазылады. Комплексті шамаларды жазудың үш түрі қолданылады:
а) алгебралық түрі ;
б) тригонометриялық түрі ;
в) көрсеткіштік түрі .
Соңғысы Эйлер формуласынан шығады .
Бір түрден екіншісіне өту үшін мына қатынастар қолданылады:
, , (2.4.11)
мұндағы комплекс модулі; алғашқы фаза.
Достарыңызбен бөлісу: |