Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым министрлігі Семей қаласының
пассивтікдеп атайды. Жұмысты сипаттағанда ЭҚК-н еңгізуге міндетті тізбек элементтерін активтік
жүктеу/скачать 129,78 Kb.
|
1 2
Байланысты:stud.kz-32726
| пассивтікдеп атайды.
Жұмысты сипаттағанда ЭҚК-н еңгізуге міндетті тізбек элементтерін активтік деп атайды. Активті элементтерге барлық энергия көздері кіреді. Негізгі бөлім 2.1 Электр қозғаушы күші Электр Қозғаушы Күш – электр тізбегіне жалғанған, табиғаты электрстатикалық емес энергия көзі. Тек қана электрстатик. күштер тұйық тізбекпен тұрақты токтың үздіксіз жүруін қамтамасыз ете алмайды. Өйткені бұл күштердің тұйық контур бойымен зарядты қозғалтуы үшін жұмсайтын жұмысы нөлге тең, ал ток жүрген кезде әдетте энергия шығыны болады. Сондықтан тұйық контурмен үздіксіз ток жүруі үшін электр тізбегінен тыс басқа бір энергия көзі болу керек. Бұл энергия көзі энергияны сырттан ала отырып, оны зарядтардың қозғалыс энергиясына айналдырады да, қосымша электр өрісін (Е) тудырады. Мұндай қосымша электр өрісі күшінің тұйық контур бойымен істейтін жұмысы нөлге тең болмайды: . Е' шамасы Э. қ. к. деп аталады және оның шамасы бірлік зарядты қозғалтуға кететін электрстатик. емес күштердің жұмысына тең. Потенциал сияқты Э. қ. к-тің де өлшеу бірлігі – вольт (в). Электролиттердегі иондардың диффузиясы, контур арқылы өткен магнит ағынының өзгеруі (эл.-магн. индукция), т.б. Э. қ. к-ін тудырады. 2.2 Тоқ көздері Ток күші. Амперметр - Электр тогын өлшеу және салыстыру үшін ток күші деген арнайы шама енгізіледі. Көлденең қимасының ауданы S өткізгіште электр өрісінің әсерінен кейін заряд тасымалдаушылар қандай да бір жылдамдықпен қозғалады деп алайық. Барлық заряд тасымалдаушылардың қозғалысы реттелген болғандықтан, өткізгіш бойымен электр тогы жүреді. Бұл кезде әр секунд сайын өткізгіштің кез келген қимасы арқылы электр мөлшері деп аталатын қандай да бір заряд өтеді. Өткізгіштің көлденең қимасы арқылы қандай да бір уақыт аралығында тасымалданатын электр мөлшерінің сол уақыт аралығына қатынасын ток күші деп атайды: I=q/t. Халықаралық бірліктер жүйесінде (SI) ток күші ампермен (А) өрнектеледі: 1А=1КЛ/1с 1ампер = (1Кулон/(1 секунд)). Ампер - негізгі бірліктердің бірі. Оны тәжірибе жүзінде тогы бар екі параллель өткізгіштің өзара әрекеттесуі күштері бойынша анықтаған француз ғалымы А.Ампердің құрметіне осылай атаған. 1 ампер - вакуумде бір-бірінен 1 м қашықтықта орналасқан, көлденең қимасының ауданы өте аз, шексіз ұзын түзу екі өткізгіштің бойымен өтетін тұрақты тоқ күші. Мұндай тоқ ұзындығы 1 м өткізгіштердің әрбір кесіндісінде 2*10-7 Н-ға тең өзара ірекеттесу күшін тудырады. Әлсіз және күшті тоқтарды өлшеу үшін тоқ күшінің үлестік және еселік бірліктерін қолданады: 1 мА= 10-3 А; 1 мкА= 10-6А; 1кА =103А. Біздің үйіміздің жарықтандыруға қолданатын қыздыру шамдарының ток күші, олардың қуатына сәйкес 7-ден 400 мА-ге дейін болады. 1А ток күші адам өміріне қауіпті. 1А ток күшінің бірлігі арқылы электр зарядының бірлігі немесе 1Кл электр мөлшері анықталады. I=q/t болғандықтан, q=It. I=1A, t=1c деп алып, электр зарядының бірлігін аламыз: 1Кл=1А*1с. 1Кл ток күші 1А болғанда 1с уақыт аралығында өткізгіштің көлденең қимасы арқылы өтетін электр зарядына тең. Ток күші өлшейтін құралды амперметр деп атайды. Амперметрдің шартты белгісі.-А-. Амперметрді ток күшін өлшейтін құралмен тізбекпен қосады. Амперметрде екі қысқыш бар: "+", "-". : "+" қысқышын ток көзінің оң полюсінен келетін өткізгішпен жалғайды. 2.3 Ом және Кирхгоф заңдары 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. Ом заңдары 1827 жылы неміс ғалымы Ом (1787-1854) көптеген тәжірибелердің нәтижесінде мынадай қорытынды шығарды:тұрақты температурада (Т=const)өткізгіштің ұштарындағыкернеудің ток шамасына қатынасы әри уақытта тұрақты болады: U\I=R, мұндағы R өткізгіштің кедергісі деп аталады. Өткізгіштің кедергісі оның пішініне және мөлшеріне, сол сияяқты табиғаты мен температурасына тәуелді. Осы формула арқылы кедергінің өлшем бірлігін тағайындауға болады.Кедергінің бірлігі үшін кернеуі 1В өткізгіштің кедергісі алынады. Оны ом деп атайды.1Ом=1В\1А. Бұл Ом заңының формуласы болып ьабылады. Сонымен тек шамасы өткізгіштің ұштарындағы кернеуге тура пропарциянал да, кедергісіне кері пропарциянал екен.Өткізгіштің кедергісіне кері шама өткізгіштік деп аталады μ=1\R. Кедергінің кері шамасы, яғни өткізгіштік сименспен (См) өлшенеді. Әр түрлі өткізгіштер үшін ток пен кернеу арсындағы мынадай тәуелділік бар:I=f(U). Бұл байланыс өткізгіштің вольт-амперлік сипаттамсын көрсетеді. Сондықтан Ом заңы өткізгіштің ұштарындағы кернеу мен токтың сызықтық байланысын білдіреді. Мысалы, металдар мен электролиттер үшін Ом заңы кең түрде орындалады. Ом табиғаттары мен мөлшерлері әр түрлі көптеген өткізгіштерді зерттей отырып, біртекті цилиндр тәрізді басқа өткізгіштердің кедергісі оның ұзындығына тура пропарциянал да, көлденең қимасына кері пропарционал болатындығын көрсетеді:R= pl\S, Мұндағы пропорционалдық коэфицент p- өткізгіштің меншікті кедергісі, ол өткізгіштің қандай заттан жасалғанын көрсетеді. Меншікті кедергінің кері шамасы меншікті өткізгіштік деп аталады:γ= 1\p. Мұның өлшем бірлігі сименс бөлінген метр (См/м).Ал меншікті кедергінің өлшеміне Ом*м алынады меншікті кедергісі өте аз болатын материялға күміс және мыс жатады. +Өткізгіштердің меншікті кедергісі зат құрамындағы қоспаларға байланысты . өткізгіштердің тізбекке қосудың екі түрі бар: Егер өткізгіштерді тізбектей қосқанда, өткізгіштерді параллель қосқанда .Өткізгіштің кедергісігне кері шама оның электр өткізгіштігі екенін ескерсек, онда тізбекке параллель қосылған өткізгіштердің толық электр өткізгіштігі олардың жекелеген электр өткізгіштерінің қосындысына тең болады. Ом заңына сәйкес өткізгіштің ішкі бөлігі үшін кернеудің шамасы немесе кернеудің түсуі мынаған тең U1= Ir, мұндағы r-ішкі кедергісі, I- ток күші. Егер тізбек тұйықталған болса, онда ток көзінің э.қ.к.-і ішкі бөлігіндегі кернеумен сытрқы кернеудің қосындысына тең: ε= Ir+U. Осы өрнек қарастырылып отырған дербес жағдай үшін энергияның сақталу заңын сипаттайды. Тұйық тізбекте электростатикалық күштердің жұмысы А=0 болады да , борлық жұмыс тек бөгде күштер арқылы істелінеді, яғни U=ε-Ir. Тізбек бөлігі үшін Ом заңын, яғни U=IR ескеріп, ізбектегі ток күшін тапсақ:I=ε\R+r. Осы формула тұйық тізбек үшін Ом заңы деп аталады да,былайша тұжырымдалады: тұйық тізбектегі ток күші э.қ.к.-і шамасына тура пропарционал да, тізбектің сыртқы және ішкі кедергілерінің қосындысына кері пропарционал болады. Э.қ.к-нің мәні ε=IR+Ir ,мұндағы IR- зарядты сыртқы тізбекте тасымалда үшін істелетін жұмыс: Ir-ток көзінің ішкі кедергісіне қарсы жаслатын жұмыс. Осыған байланысты э.қ.к.-не басқаша анықтама беруге болатынын э.қ..к-і тұйық тізбектің барлық бөлігі арқылы зарядты тасмалдау үшін істелген жұмыс шамасы. Сонымен тізбекте әр уақытта ток болуы үшін электр өрісі де, ток көзіде міндетті түрлде бар болуы және ондағы зарядтар электрлік күштер арқылы орын ауыстыруы керек екен.I=U\R. 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. Әдебиеттер Қазақ энциклопедиясы, 7том 6 бөлім Қазақстан Республикасының мемлекеттік билік органдары (2001-2005 жж.)Анықтамаламық: Екінші шығарылым./Қазақстан Республикасы Президентінің Марағаты. – Жауапты редакйия. В.Н. Шепель; Алматы: “Эдельвейс” БҮ: 2007. ISBN 9965-602-37-9 Физикалық шамалар Касаткин А.С.,Немцев М.В. Электротехника. М.:Энергоатомиздат,1983 6.Касаткин А.С.,Перекалкин М.А.Электротехника.М.-Л.:Госэнергоиздат,1959 Основы теории цепей.М.:Энергия,1975 Поливанов К.М. Теорические основы электротехники.Т.1.М.:Энергия,1972 Сылкин М.И. Теорические основы электротехники.Алма-Ата,Қайнар,1987 жүктеу/скачать 129,78 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2