М., Омирова Н. И. «Электротехниканың теориялық негіздері»

жүктеу/скачать 0,87 Mb.

бет	8/12
Дата	01.10.2023
өлшемі	0,87 Mb.
	#112094
түрі	Нұсқаулар

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 12

5 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС. АЙНЫМАЛЫ ТОКТЫҢ R, L, C ЭЛЕМЕНТТЕРІ ҚАТАРЛАП ҚОСЫЛҒАН КЕЗДЕГІ ТАРМАҚТАЛҒАН ЭЛЕКТР ТІЗБЕГІН ЗЕРТТЕУ. ТОКТАР РЕЗОНАНСЫ

Жұмыстың орындалу реті
1. Осы жұмысты орындауға арналған (4.3 суреті) сұлбамен мұқият танысып құралдардың тізбекке қалай қосылғанын оқып түсініп алу керек [1].

4.3 сурет - Айнымалы токтың тармақталмаған электр тізбектегінің сұлбасы.

2. Сұлбаға қосылған қорек көзі Е-нің, оның кернеуінің өзгеру жиілігі ƒ-тің, индуктивтік катушканың активтік кедергісі R_К-нің және оның индуктивтілігі L_К-нің мәндері толық эксперимент біткенше өзгермейтінін ескерсек, онда әрбір студент 4.1 кестесіне сәйкес бір нұсқаны таңдап алады.

3. Мұғалімнің алдын-ала қойылған бақылау сұрақтарына жауап бергеннен соң әрбір оқушы өздерінің нұсқаларына сәйкес мұғалімнің рұқсаты бойынша сұлбаны жинауға кіріседі. Компьютерді қосады. EWB бағдарламасын ашады.
4. Сұлбада жиналған барлық элементтердің параметрлерін бекітеміз және өлшеуіш құралдардың (амперметр және вольтметр) жұмыс режимдерін зертханалық жұмыстың тақырыбына сәйкес AС деп дұрыстап бекітеміз
5. Сұлбаны компьютердің жұмыс алаңында жинап біткен соң мұғалімге тексертіп, дұрыс болса мұғалімнің рұқсатымен сұлбаны іске қосамыз.

4.1 кесте - Қосымша эксперименталдық мәліметтер

	Е, (В)	R_K, (Ом)	L_K, (Гн)	ƒ, (Гц)
1	20	120	1	50
2	40	120	1.5	50
3	60	150	2	50
4	120	200	2	50
5	60	120	2.5	50
6	20	120	3	50
7	40	240	2	50
8	80	150	3	50
9	100	240	2.5	50
10	70	140	2.5	50

4.2 кестесі - Қосымша эксперименталдық мәліметтер

Нұсқа	С, мкФ	Өлшенетін шамалар				Есептелетін шамалар
Нұсқа	С, мкФ	I,mA	U_R,В	U_K,В	U_C,В	Z,Ом	cosφ	ω₀
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

6. Сұлбадағы вольтметр PVL-ің көмегімен индуктивтіліктің кернеуі U_K , вольтметр PVC-ің көмегімен сыйымдылықтың кернеуі U_C өлшенеді және амперметр PA1-нің көмегімен тізбектегі жалпы ток I өлшеніп отырады.

7. Әрбір оқушы өзіне бекітілген 4.1кестедегі нұсқа бойынша 4.2 кестесінде сыйымдылық С-тің мәндерін әрбір 0.4-0.5мкФ аралықтарында өзгертіп отырып, 2 мкФ-тан немесе 3 мкФ-тан бастап 11мкФ-қа дейін (кестеде қалай көрсетілген) ақырындап эксперименталдық кестені толтырады. Қай кезде, (қай нүктеде) резонанс жағдайы U_K=U_C байқалады, соны анықтап алу керек те, ары қарай тағы да 4-5 нүкте өлшеу керек, өйткені график тұрғызу үшін керек.
8. Толтырылған 4.2 кестесі бойынша есептеулер жүргізу. Тәжірибелік мәндердің көрсетулері бойынша, төменде келтірілген теңдеулерді пайдалана отырып толық кедергінің, қуат коэффициентінің және бұрыштық жиіліктің мәндерін есептеу керек:
ω₀=1/
9. Төменде кетірілген графиктердің қатынастарын бір координаттық жүйеде тұрғызу керек:
.
10. Үш жағдайға векторлық диаграмма тұрғызу керек.
11. Егер жұмыс бітсе, мұғалімге айту керек.
12. Сыйымдылық С-нің өзгертілуіне байланысты ток пен кернеулердің U_K, U_C, I арасындағы ығысу бұрыштарын бақылау үшін осциллографты қосып көруге болады.

Ескерту:
Осциллографтың параметрлерін төмендегідей тиісті шамаларына қою керек:
Time base 5/00 ms/div ;
Канал А (Channel A =10v/div);
Канал В (Channel B =100mv/div).
Жұмыстың есеп беру мазмұны
1. Жұмыстың аты жөні, тақырыбы.
2. Жұмыстың орындалу мақсаты.
3. Толтырылған мәндерімен кесте.
4. График қатынастарын тұрғызу.
5. Векторлық диаграммалар.
6. Жазбаша түрде жұмысқа қорытынды.

Бақылау сұрақтары
1.Айнымалы токтың электр тізбегінде амперметр, вольтметр қандай токтың , кернеудің мәндерін көрсетеді?
2. Ток пен кернеу арасындағы ығысу бұрыштары резисторда қалай, индуктивтілікте қалай және сыйымдылықта қалай өзгереді?
3. Айнымалы токтың R, L, C элементтерінің тармақталмаған тізбегіне Ом заңы қалай жазылады?
4. Осы тізбекте толық кедергі қалай анықталады?
5. Осы тізбектегі R, L, C элементтерінің векторлық диаграммалары қалай салынады және негізгі вектор ретінде қай вектор алынады?
6. Кернеулер үшбұрышы және кедергілер үшбұрышы дегеніміз не?
7. дегеніміз не?
8. Кернеу резонансының басты шарты және одан туындайтын туындылары?
9. Идуктивтіліктің және сыйымдылықтың кедергілері қалай анықталады?
10. Активті кедергі дегеніміз не, реактивті кедергі дегеніміз не?
11. Резонанс жағдайы кезінде толық кедергі қаншаға тең?
12. Резонанс жағдайы кезінде тізбектегі токпен ЭҚК-і (немесе кіреберістегі кернеу) фаза бойынша қалай өзгереді?
13. Резонанстық бұрыштық жиілік ω₀ және резонанс жиілігі ƒ₀ қалай анықталады?
14.Кернеулер резонансы кезінде қаншаға тең?
5 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС. АЙНЫМАЛЫ ТОКТЫҢ R, L, C ЭЛЕМЕНТТЕРІ ҚАТАРЛАП ҚОСЫЛҒАН КЕЗДЕГІ ТАРМАҚТАЛҒАН ЭЛЕКТР ТІЗБЕГІН ЗЕРТТЕУ. ТОКТАР РЕЗОНАНСЫ

Зертханалық жұмыстың мақсаты: Айнымалы токтың қарапайым тармақталған электр тізбектерін жинау және тізбектің тармақталған бөліктеріндегі токтарды өлшеу, активтік және реактивтік элементтерді қатарлап қосқандағы тізбектің қасиетін оқып білу, токтар резонансымен танысып, графиктер, диаграммалар тұрғызу дағдыларын қалыптастыру.
Қысқаша теориялық мәлімет
Токтардың резонансы индуктивтік пен сыйымдылықты қатарлап қосқанда байқалады (5.1 сурет), резонанстың байқалу шарты индуктивтік пен сыйымдылық қосылған тізбектегі b_L=b_C реактивтік өткізгіштіктердің теңдігі.
Мүлтіксіз жағдайда, тербелмелі контурда активтік кедергі (R₁ және R₂ нөлге тең) болмайды, реактивтік өткізгіштіктер b_L=1/ және b_C= яғни токтар резонансының шарты 1/ болып табылады. Қарастырылып отырған жағдайымызда активтік өткізгіштік g=0, сондықтан резонанс кезінде тізбектің тармақталмаған бөлігіндегі ток күші [9]
I=U ²=0.

5.1 сурет - Токтардың резонансы индуктивтік пен сыйымдылықты қатарлап қосу

5.2 сурет - Айнымалы токтың тармақталған электр тізбегі

Тармақтардағы токтар I₁=I_L=Ub_L және ₂=I_C=Ub_C шамалары жағынан тең, бірақ, фазалары 180°-қа ығысқан (индуктивтегі I_L тогы U кернеуінен фазасы бойынша 90°-қа қалып қойған, ал сыйымдылықтағы I_C тогы U кернеуінен 90°-қа озып кеткен). Демек, мұндай тербелмелі контур I тогы үшін шексіз үлкен кедергі болып табылады және контурға электр энергиясы айнымалы ток көзінен келіп түспейді. Мұнымен қоймай контур ішінде I_L және I_C тогы циркуляция (айналым) жасайды, яғни контур ішінде энергияның айналым үрдісі орын алады. Бұл энергия индуктивтіктің магнит өрісінен сыйымдылықтың электр өрісіне және керісінше өтіп жатады [9].
өрнегіндегі C сыйымдылықты немесе L индуктивтілікті өзгерту арқылы контурдағы токты және электр энергиясының тербеліс жиілігін өзгертуге болады, яғни контурды қажетті тербеліске келтіреді [9].
Егер тармақта L және С реактивтік кедергілер ғана болып активті кедергі R болмаса, онда контурда ток пен энергия тербелісі өшпейтін болып шығар еді.
Қарастырылып отырған қатарлап тізбегіндегі сыйымдылықтың C-ның мәнін өзгертіп отырып мына өрнек бойынша резонанстық жиілікті өзгертсек, онда Z толық кедергі бастапқы кезде үлкейіп жоғары қарай шығады да, резонанс кезінде максимум жетеді, сонан кейін кішірейе бастап төмен қарай түседі. Осыған сәйкес I тогы бастапқы кезде азайып төмен түседі де, резонанс кезінде I=I_min минимальды жағдайға жетеді де, сонан кейін үлкейе бастап жоғары кетеді [1].
Жұмыстың орындалу барысында эксперименталдық өлшеу нәтижесі бойынша мынадай графиктер тұрғызуларың керек:
I=ƒ(ω₀) ; Y= ƒ(ω₀); I_k= ƒ(ω₀); I_c=ƒ(ω₀).
Жұмыстың бағдарламасы
1. 5.3 суретінде айнымалы токтың тармақталған электр тізбегін зерттеу үшін зертханалық қондырғының электрлік сұлбасы көрсетілген [1].
2.Тізбектің электрлік жағдайының заңдылық өзгерістерін эксперимент бойынша анықтау және тәжірибенің көрсеткіштері бойынша төмендегідей графикалық қатынастарды біртұтас координата жүйесінде тұрғызу:
I_k= ƒ(ω₀); I_c=ƒ(ω₀); I=ƒ(ω₀); Y= ƒ(ω₀).
3.Тәжірибе жолымен электр тізбегінің токтар резонансы кезіндегі параметрлерін анықтау b_L, b_C, I_K, I_C, I
4.Айнымалы токтың тармақталған электр тізбегінде есептеу нәтижесінде және тәжірибе жолымен алынған көрсеткіштерін белгілі теориялық графикалық байланыстармен салыстыру. Жұмыстың жасалуы бойынша қорытынды шығару.
Жұмыстың орындалу реті
1. Осы жұмысты орындауға арналған (5.3 суреті) сұлбамен мұқият танысу. Құралдардың тізбекке қалай қосылғанын оқып түсініп алу.

5.3 суреті - Айнымалы токтың R, L,C элементтерінің тармақталған электр тізбегінің сұлбасы

2. Сұлбаға қосылған қорек көзі Е-нің, оның кернеуінің өзгеру жиілігі ƒ-тің, индуктивтік катушканың активтік кедергісі R_К-нің, оның индуктивтілігі L_К-нің және сыйымдылықтың активтік кедергісі R_C-нің мәндері толық эксперимент біткенше өзгермейтінін ескерсек, онда әрбір студент 5.1 кестесіне сәйкес бір нұсқаны таңдап алады.

3. Мұғалімнің алдын-ала қойылған бақылау сұрақтарына жауап бергеннен соң әрбір оқушы өздерінің нұсқаларына сәйкес мұғалімнің рұқсаты бойынша сұлбаны жинауға кіріседі. Компьютерді қосады. EWB бағдарламасын ашады.
4. Сұлбада жиналған барлық элементтердің параметрлерін бекітеміз және өлшеуіш құралдардың (амперметр және вольтметр) жұмыс режимдерін зертханалық жұмыстың тақырыбына сәйкес AС деп дұрыстап бекітеміз.
5. Сұлбаны компьютердің жұмыс алаңында жинап біткен соң мұғалімге тексертіп, дұрыс болса мұғалімнің рұқсатымен сұлбаны іске қосамыз.

5.1 кесте - Қосымша эксперименталдық мәліметтер

	Е, (В)	R_K, (Ом)	L_K, (Гн)	R_C(Ом)	ƒ, (Гц)
1	100	10	0.1	0.5	50
2	120	30	1.5	10	50
3	80	20	1	5	50
4	100	15	1	2	50
5	110	10	0.5	1	50
6	100	20	1.2	30	50
7	80	5	1.4	18	50
8	90	16	1.6	32	50
9	120	30	1.1	15	50
10	110	5	1.5	2	50

5.2 кесте - Қосымша эксперименталдық мәліметтер

Нұсқа	С, мкФ	Өлшенетін шамалар			Есептелетін шамалар
Нұсқа	С, мкФ	I,A	I_L,mA	I_C,mA		Y,Cим	cosφ	ω₀
1	2
2	3
3	4
4	5
5	6
6	7
7	8
8	9
9	10
10	11

6.Cұлбадағы PAL амперметрімен индуктивтік тармағындағы ток I_K , ал PAC амперметрімен сыйымдылық тармағындағы ток I_C өлшенеді және PA1 амперметрімен тізбектегі жалпы ток I өлшеніп отырады.

7. Әрбір оқушы өзіне бекітілген 5.1кестедегі нұсқа бойынша 5.2 кестесінде сыйымдылық С-тің мәндерін әрбір 1мкФ аралықтарында өзгертіп отырып, 2мкФ-тан немесе 3мкФ-тан бастап 11мкФ-қа дейін (кестеде қалай көрсетілген) ақырындап эксперименталдық кестені толтырады. Қай кезде, (қай нүктеде) резонанс жағдайы I_K=I_C байқалады, соны анықтап алу керек те, ары қарай тағы да 4-5 нүкте өлшеу керек, өйткені график тұрғызу үшін керек [1].
8.Толтырылған 5-2кестесі бойынша есептеулер жүргізу. Тәжірибелік мәндердің көрсетулері бойынша, төменде келтірілген теңдеулерді пайдалана отырып толық өткізгіштіктің, қуат коэффициентінің және бұрыштық жиіліктің мәндерін есептеу керек:
ω₀=1/
Индуктивтілік катушканың активті өткізгіштілігі =R_к/Z_к² ;
Индуктивтілік катушканың толық кедергісі Z_K= ;
Индуктивтік кедергі X_к=2 .
9.Төменде кетірілген графиктердің қатынастарын бір координаттық жүйеде тұрғызу керек:
; I_к=ƒ₄ I_с=ƒ₅
10.Параллель тізбектегі үш жағдайға үш векторлық диаграмма тұрғызу керек.
11.Егер жұмыс бітсе, мұғалімге айту керек.
Жұмыстың есеп беру мазмұны
1.Жұмыстың аты-жөні, тақырыбы.
2.Жұмыстың орындалу мақсаты.
3. Өлшем нәтижелері бар кесте.
4. Тұрғызылған графиктердің қатынастары.
5.Векторлық диаграммалар.
6.Жұмыс бойынша жазбаша қорытынды.

Бақылау сұрақтары
1.Қандай электр тізбектерінде және қандай шартты жағдайда токтар резонансы пайда болады?
2.Тізбекте, токтар резонансына қалай жетуге болады?
3.Резонанс жағдайы кезінде тізбектің тармақталмаған бөлігіндегі ток күші қалай өзгереді?
4.Резонанс жағдайы кезінде активтік өткізгіштік қалай өзгереді?
5.Токтар резонансының негізгі шарты?
6.Токтар резонансы мен кернеулер резонансының незізгі айырмашылықтары қандай?
7.Токтар резонансы мен кернеулер резонансы қайда қолданылады?
8.Резонанс жағдайы кезінде кернеудің мәні қандай болады?
9.Индуктивтілік және сыйымдылық өткізгіштіктері қалай анықталады?
10.Резонанс жағдайы кезінде толық өткізгіштік қаншаға тең?
11.Активтік өткізгіштік дегеніміз не және реактивтік өткізгіштік дегеніміз не?
12. R, L, C элементтерін қатарлап жалғаған кезде векторлық диаграммалар қалай тұрғызылады және негізгі вектор ретінде қандай вектор алынады?

жүктеу/скачать 0,87 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 12