Конспект лекций Мамандық: 5В071800 «Электр энергетикасы» 5В070200 «Автоматтандыру және басқару»
жүктеу/скачать 0,52 Mb.
|
КУРС+лек+ТОЭ2+КАЗ
| Z1 Z2,Z3...-кедергілерін қума деп атайды, оларга тура жене кepi сымдардың кедергілері қосылған; ал Z4,Z5,Z6...-кедерплерін көлденең деп атайды.
Z4 - кедергісі аркылы ток ағып кететіндіктен і2 і1, токтары бipдей емес. Осыған ұксас i3 і2токтары да бip-бipiнe тең болмайды және т.е.с. Демек, а және б-нуктелері арасындагы кернеу с жене: d - нуктелері арасындагы кернеуге тең емес. Параметрлері таралған электр желілерінде қума кедергілер актив сым желісінің кедергілерінен және бip-бipiнe карама-карсы орналаскан желі бөлігінің dx - ұзындығының индуктивтігнен түзіледі. Көлденең кедергілер желі сымдарының арасындагы изоляциянын жетілмегендігі нәтижесінде пайда болатын ағу кедергілерінен және желінің (бөліктерінін) карама-карсы тұратын элементтері арасында тузілетін сыиымдылыктардың кедергілерінен турады. Магниттік желіні түзетін, магниттік стержендердің магниттік кедергілері параметрлері таралған магниттік желінің қума кедергілері беретін болса, онда көлденең кедергілерді бip-бipiнe карама карсы орналаскан желілердің арасындағы ауа арқылы ағып кететін магнит ағыны береді Егер желінің ұзындықтары бірдей бөліктеріндегі барлык кума кедергілер бip-бipiнe тен болса және желінің ұзындыктары бірдей бөліктерінің барлык көлденең кедергілері бірдей болса, ондай таралған параметрлі желіні біртекті деп атайды. Егер Z]=Z2=Z3=... және Z4=Z5= Z6болса, онда 1,а-суретіндегі желінің бөлігі бipтeкті болады. Егер параметрлері таралған желінің кума кедергілері эә турлі болып немесе көлденең кедергілері бірдей болмаса, онда ондай параметрлері таралган желілерді біртекті емес деп атайды. Сонымен катар, параметрлері таралган желілерді сызыктык және сызыктык емес деп екі үлкен топка белед1. Параметрлері таралган сызыктык емес желілерде кума немесе көлденең кедергілер олардың бойымен журетін токтардың функциясы болады, ал сызыктыкта кума және көлденең кедергілер олар аркылы журетін токтардың функциясы болмайды. Параметрлері таралган сызыктык емес электр желінің мысалы ретінде, жоғары кернеулер берілетін желі сымдарының арасында тыныш электр разряды (сымдардағы корона құбылысы) жүретін электр желісін қарауға болады. Бұл жағдайда карама-карсы тұрған желі бөліктерінің арасындағы сыйымдылык осы бөліктердің арасындағы кернеудің функциясы болады. Параметрлері таралган сызыктык емес магнит желінің мысалы ретінде, жұмыс жасау кезінде қанығатын, магнит өзекшелері параллель орналаскан жағдайда тузілетін желіні карастырады. Қашанда «параметрлері таралган желі» деген терминді қолданғанда, оны ойша алыс қашықтықтарға берілетін куатты электр бepiлісінің желісімен, телефон телеграфтың ауа және кабельдік желілерімен, радиотехникадағы антеннамен және баска да соған сәйкес желілермен құрылгылармен байланыстырады. Кайсыбір кезде, параметрлері таралған желі ұғымын «желі» болмаған жағдайда да колдана береді. Мысалы, кәдімгі индуктивті катушка жеткілікті дәрежедегі жоғары жиіліктерде параметрлері таралган желі ретінде карастырыла береді. Катушканын электр және магнит өрістерінің бейнесі 1,а-суретщде берілген. Онда Е- электр өрісінің кернеулігі сызығы пунктирмен, ал Н-магнит өрісінің кернеулігінің сызыгы тұтас сызыкпен керсетілген. Катушканы ауыстыру схемасы 7.1,б-суретінде бейнеленген. Схемадағы индуктивтітен баска шумақ аралық сыйымдылық және құралдың корпусына (жерге) байланысты сыйымдылығы бар екендігін суреттен көруге болады. Егер катушка аркылы айнымалы ток жүрсе, онда шумақ аралық сыйымдылык аркылы да ток жүреді. Kөрші шумақатрдың арасындағы кернеулер бірдей болғанда, айнымалы токтың жиілігі неғұрлым көп болған сайын, сыйымдылық арқылы өтетін ток соғүрлым көп болады. Жиілік төмен болғанда (он, жуз, мың герц), катушканың шумақтары арасындағы токтармен салыстырғанда сыйымдылык арқкылы өтетін ток өте аз болады. Бұл жағдайда, сыйымдылықтың бар екенін есептеуде ескермеуге болады. Егер токтың жиілігі өте үлкен болса, мысалы жүз миллиард герц десек, онда сыйымдылыктар арқылы өтетін тоқтар катушканың шумақтары арқылы өтетін тоқтан әлдеқайда көп есе асып тусер еді. Бұл жағдайда, индуктивтік кедергі| арқылы емес, барлық катушка толығымен айнымалы сыйымдылық тоғын өткізер еді (сандык өзгеріс сапалык өзгеріске көшеді). Жиілігінің реті бірнеше мегагерц болатын (катушканың сызықтық өлшемi толкын ұзындығымен салыстырарлық болғанда) аралық жиілік жағдайында, индуктивті катушканың өзі параметрлері таралған қарапапайым желіге айналады. Егер индуктивті катушканың шумақтары қаныға алатын болат өзекшеге оралған болса және токтың жиілігі жеткілікті дәрежеде болса, онда барлық құрылғы толығымен параметрлері таралған электр және магнит тізбектерінің күрделі жиынын береді. ЭТН курсында тек параметрлері таралган біртекті сызыктық тізбектердің нeгiзi зерттеледі. Теорияның бәpi айнымалы ток журетін параметрлері таралған электр желілері үшін жасалады, Егер бұрыштық жиілік нөлге тең деп алынса, онда айнымалы ток тізбектерінің теориясынан, тікелей тұракты токтың параметрлері таралған, бipтeкті сызықтық тізбектерінің теориясы келіп шығады. Тұрақты тоқтың бipтeкті сызықтық магнит желілерінің теориясы, тұракты токтың параметрлері таралған, бipтeкті сызықтық электр желілерінің теориясына ұқсас. Тек мұнда, теңдеуге тоқорнына магнит ағыны, электр кернеулігі орнына - магнит кернеулігі, қума активтік кедергінің орнына - қума магнит кедергісі, көлденең электр өткізгіштіктің орнына - көлденең магнит өткізгіштігін қою керек. 8 ҚАРАПАЙЫМ СЫЗЫҚТЫ ЕМЕС ТІЗБЕКТЕРДІҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІ ЖӘНЕ ЭКВИВАЛЕНТ СҰЛБАЛАРЫ Вольтамперлік сипаттама деп кедергіден өтетін токтың, сол кедергідегі кернеуге тәуелділігін атайды. ВАС графикалық түрде бейнелегенде абцисса білігі бойынша кернеуді, ординат білігі бойынша токты салады. ВАС түзу сызық болатын кедергілер сызықты кедергілер деп аталады, ал тек қана сызықты кедергілерден тұратын электрлік тізбектер сызықты электрлік тізбектер деп аталады. ВАС түзу сызық болмайтын кедергілер сызықты емес кедергілер деп аталады, ал тек қана сызықты емес кедергілерден тұратын электрлік тізбектер сызықты емес электрлік тізбектер деп аталады. ВАС бойынша, кернеу шамасын сәйкес келетін ток мәніне бөлгенде, кедергі шамасын анықтауға болады. Егер ВАС түзу сызық болса, онда кедергі шамасы барлық сипаттама бойынша бірдей болады, ал егер ВАС түзу сызық болмаса, онда кедергі шамасы барлық сипаттама бойынша әр түрлі болады. Электротехникада қолданылатын кедергілерді былай бөлуге болады: кіші (1 Ом-ға дейін), орташа (1 ден 100 000 Ом-ға дейін) және үлкен (100 000 Ом-нан жоғары). Жалпы жағдайда электр техникалық құрылғылардың алмастыру сұлбасы сызықтық емес резистивтілік, индуктивтілік , сызықтық емес вольтамперлік I(U) (сурет 8.1) немесе i(u), вебер –амперлік ψ(iL) (сурет 8.2) және кулон – вольттік q(uc) (сурет 8.3) мінездемесімен суреттеледі. Сурет 8.1 Сурет 8.2 Сурет 8.3 Электр тізбегіне бір сызықтық емес элемент кіретін болса, оны сызықтық емес деп атайды. Сызықтық емес тізбек үшін Ом және Кирхгоф заңдары әділ, бірақ та есепті аналитикалық есептеу мүмкін емес, себебі сызықтық емес элементтің кедергісі болуы мүмкін емес. Бұл жағдайда кедергі мөлшері токка немесе кернеуге байланысты, олар да есептеу алдында белгісіз. Сызықтық емес тізбектер үшін графикалық және графоаналитикалық әдіс қолданады, ал негізгі тап осылар элементтердің вольт - амперлік мінездемелері I=f(U) болып келеді. Сызықтық емес элементтерді тізбектей жалғау. Тізбекті есептеу үшін 8.4, ал берілген вольт – амперлік элементтер мінездемесі I(U2 ) 8.4,б суретте.Осы мінездемелер арқылы барлық тізбектердің вольт – амперлік мінездемелерін құру қиын емес. Екі бөлім тізбектерінің тогы бірдей, ал жалпы кернеу U=U1+U2 , сондықтан жалпы вольт – амперлік мінездемені құру үшін негізгі қисық абциссаларды қосу I(U1) және I(U2) және ток мағыналарының қатарына байланысты болуы жеткілікті. Бір нүкте үшін құру 8.4,б суретінде көрсетілген. Абцисса осіне параллель түзу жүргізілген 1-3, I тогына байланысты; 1-2 және 1-3 кесінділері таңдалған масштабта кернеуді U1 и U2 көрсетеді. Олардың қосылуы 1-4 кесіндісін береді, ол жалпы кернеуді көрсетеді және 4 нүктесі вольт –амперлік мінездеме көрсетеді. Тағы бірнеше нүкте табады және қисық өткізеді I ( U ). Әртүрлі есептерді шешу үшін вольт-амперлік мінездеме құру дайындайтын кезең болып табылады. Мысалы, тізбектегі ток, кернеу U1 және участкідегі кернеуді U2 анықтау керек, жалпы кернеу U белгілі. Кернеуге U сәйкес келетін абцисса осінде 0-5 кесінді белгілеу керек; 5 нүктесінен 5-4 ординат осіне жалпы вольт-амперлік 4 нүктеде қиылысқанға дейін түзу параллель жүргізу керек; нүктеден абцисса осіне параллель 4-1түзу жүргізу керек. 5-4 кесіндісі ток тізбегіне, ал 1-2 және 1-3 кесінділері участкадағы кернеуге сәйкес келеді ( U1 и U2). Сызықтық емес элементтер сызықтықпен тізбектей жалғанған кезде және де екі элементтен көп жалғағанда ( сызықтық және сызықтық емес) есептерді ұқсас шешеді. Сурет 8.4 сурет 8.5 Сызықтық емес элементтерді параллель жалғау. Екі сызықтық емес элементтерді (сурет 8.5 а) параллель жалғаған кезде, оларға бір кернеу қолданылады, ал тізбектің тармақсыз бөліміндегі ток тармақтағы токтың алгебралық қосындысына тең: I=I1+I2. Жалпы вольт - амперлі мінездеме құру I(U) элементтердің берілген вольт - амперлі мінездемелерімен кернеу мағыналарына арналған токтардың қосу жолымен өткізеді ( 8.5, б суретінде көрсетілгендей). Берілген кернеу U бойынша тармақтан токтарды I1, I2 және жалпы токты I табу керек деп болжаймыз. Абцисса осінен кернеу U (0-1 кесінді) алып қояды және параллель түзу 1-4 ординат осін жүргізеді. 2,3,4 нүктелерінің түзу вольт-амперметр мінездемелерімен қиылысуында ток I1; I2; I мәндерін көрсетеді (1-2, 1-3, 1-4 кесінділерімен сәйкес). Сызықтық емес элементтерді сызықтықпен параллель жалғаған кезде есептерді ұқсас шығарады, сонымен қатар екіден жоғары сызықтық және сызықтық емес сандар кезінде де. 9 ШЫҒЫНСЫЗ ЖЕЛІЛЕР. ШЫҒЫНСЫЗ ЖЕЛІЛЕРДІҢ БОС ЖҮРІСІ, ҚЫСҚА ТҰЙЫҚТАЛУ ЖӘНЕ ЖҮКТЕМЕЛІ РЕЖИМДЕРІ Шынын айтқанда, шығынсыз желі болмайды. Алайда, өте аз шығыны болатын жeлiнi жасап ( L0 және С0 шамаларымен салыстырғанда R0 және G0 өте аз) және оған шығынсыз жeлi теориясын қолдануға болады. Жоғарыда өткен [караңыз: (3.3) өрнегінен белгілі болғандай, егер (R0 = G0= 0) болса, онда яғни өшу коэффициенті = 0, ал фаза коэффициенті Бұл жағдайда толқындық кедергі таза активті болады . Желінің кез-келген нуктесіндегі ~кернеуін және -тоғын анықтау үшін төмендегі өрнектеріне көңіл аударамыз: Мұнда = екенін ескереміз. Жорамал аргумент jx –тің гиперболалык косинусы, х - аргументінің дөңгелектік косинусына тең: ch jx = 0,5(ejx + e-jx) = 0,5(cos x + j sin x + cos x - j sin x) = cos x. Аргумент jx - гиперболалык синусы, х – аргументінің дөңгелектік синусын j-ге көбейткенге тең: sh jx = 0,5(ejx – e-jx) = 0,5(cosx + j sin x - cosx - j sin x) =jsinx Демек, sh x = shj y = jsin y. Сондыктан шыгынсыз желі үшін (3.13) жэне (3.14) тендеулерін мына түрде кайтадан жазамыз: ; (3.13') (3.14') Бос жүріс кезіндегі желінің кipic кедергісі Бос жүріс кезінде 2= 0. Сондыктан (9. 1) Желінің соңынан бастап оның ағындағы нуктесі y-ке дейінгі қашықтықтың өзгepici кезіндегі Zб.кip– кедергісінің өзгеру сипатын зерттейміз және оны 6.1,а-суретінде бейнелейміз. 0-ден /2- ин-тервалына дейінгі аралыкта у –тің мәндері өзгереді tg у -тің өзгеpici 0-ден -ке дейінгі аралықта болады, сондықтан Zб.кip сипатыi сыйымдылык болады (көбейткіш -j) және модулі бойынша -тен 0-ге дейін өзгереді. Қисықтың абсцисса өсінен жоғары орналасқан бөлігі х – желісінің реактивтік кедергінің индуктивті сипаты болады, ал өстен төмен бөлігі сыйымдылык сипатына сәйкес келеді. Мұнда /2-ден -ге дейінгі интервалдағы у мәндерде tg у тepic болады және -тен 0-ге дейін өзгереді. Сондықтан Zб.кip- модулі бойынша 0-ден -ке дейш өзгереді және сипаты индуктивті болады (көбейткіш -j) және т.б. 9.1,а-суретіндегі көрсетілген конденсаторлар немесе индуктивті катушкалар кipic кедергici х -тің сипатын бейнелейді 9.1-суреті Сонымен шығынсыз желінің ұзындығының кесіндісн өзгерту аркылы, кез-келген шамадағы сыйымдылық және индуктивтік кедергілердің ұқсастығын (имитациясын) жасауға болады, Практикада бұл қасиетті жоғары жиілікте әр турлі радиотехникалык кондырғыларда колданылады. Шығынсыз желінің соңында қысқаша тұйықкталу болған кездегі кipic кедергісі Желінің соңғы ұшының қысқаша туйыкталуы кезінде 2 = 0 және (3.13'), (3.14')тендеулерінен ZқТ.кір = jZTtg у = tg у (3.1) Кіріс кедергісі алынады, мұндағы, Желінің у – кесіндісінің ұзындыгын өзгерту аркылы кipic кедергіiciнiн сипатын зерттейміз. Мысалы, 0-ден /2-ге дейінгі интервалда у -тің мәні оң және ол 0-ден -ке дейін өзгереді. Демек, осы интервалда кipic кедергісi индуктивті сипатта болады және ол модуль бойынша 0-ден -ке дейін өзгереді (6.1,ә-суреті). Одан әрі у - шамасы /2 -ден -ге дейінгі интервалда болғанда, кipic кедергісі сыйымдылык сипатта болады және модуль бойынша 0-ден -ке дейін өзгереді ( н = /2 нүктесінде tg у + -тен - -ке дейін секірмелі түрде өзгереді. Сонымен, желінің сонындағы кесіндіде қысқаша тұйықтауды жүргізу аркылы шамалары жағынан әр түрлі индуктивті және сыйымдылык кедергілерін жасауға болады. Шығынсыз желінің сонғы ұшындағы толкынның төрттен бip ұзындығына тең қыскқаша тұйықталган кесіндінің теориялык тұрғыдан қарағанда, шексіздікке тен, кipic кедергісі болады. Бұл оны сымдарды тік коятын изоляторлар есебінде пайдалануға мүмкіндік береді. Реактивтік жүктеме кезіндегі шығынсыз желінің кipic кедергісі Peaктивтік жүктеме ZЖ =jXЖболғандағы шығынсыз желінің кipic кедергісін анықтайық: Мұндағы – j ZЖ /ZТ = tg деп белгілейік және мынаны ескерейік Сонда (9.2) болады, демек, кipic кедергісі басы v - бұрышына ығысқан тангенсоида бойынша өзгереді Индуктивтік жүктеме кезінде сыйымдылық кезінде 10 СЫЗЫҚТЫ ЕМЕС ЭЛЕМЕНТТЕРІ БАР ТАРМАҚТАЛМАҒАН ТІЗБЕКТЕРДІ ГРАФИКАЛЫҚ ӘДІСПЕН ЕСЕПТЕУ Бейсызықты тізбектердің электр жағдайы Кирхгоф заңдары негізінде сипатталады. Бірақ қабаттасу принципі бейсызықты тізбектерде қолданылмайды. Бейсызықты тұрақты тоқ тізбектерін графикалық түрде есептеу әдістері Есептеулерде БЭ әрқашан ВАС мен беріледі сондықтан есептеулер көбінесе графикалық түрде болады а) БЭ тізбектей қосылған (сур.10.2 ) Сурет-10.2 Сурет-10.3 б) Екі БЭ тізбектей қосылған тізбектерін қиылысу әдісімен есептеу (сурет 10.3 ) в) БЭ параллель қосылған қосылған тізбектерін есептеу (сурет 10.4 ) Сурет-10.4 Екі түйін әдісі: а) сипаттамалары тұрғызылады , мұндағы Ii параллель тармақтардағы тоқтар Umn түйінаралық кернеу. Ол үшін әр тармақтың берілген ВАС ның басы кернеулер осі бойымен өз өзіне параллель ығысып, әр тармақтың ЭҚК не сәйкес нүктеге орын ауыстрады. Ол мысалы О нүктесі болсын. Содан кейін о нүктесіне перпендикуляр тұрғызып, осы перпендикулярға қатысты ВАС ды айнадағый шағылысқан кескіндей айналдырып тұрғызамыз. б) Тұрғызылған сипаттамаларын графикалық түрде суммасын тұрғызамыз . Ол үшін сипаттамалардың ординаталарын қосамыз ( кернеудің бірнеше мәні үшін). Сонда пайда болған графиктің абсцисса осін ( кернеулер осін) қиып өткен нүктесі Кирхгофтың бірінші заңына сәйкес келеді 11 ПАРАЛЛЕЛЬ ЖАЛҒАНҒАН СЫЗЫҚТЫ ЕМЕС ЭЛЕМЕНТТЕРДІ ГРАФИКАЛЫҚ ӘДІСПЕН ЕСЕПТЕУ Бейсызықты тізбектердің электр жағдайы Кирхгоф заңдары негізінде сипатталады. Бірақ қабаттасу принципі бейсызықты тізбектерде қолданылмайды. Бейсызықты тұрақты тоқ тізбектерін графикалық түрде есептеу әдістері Есептеулерде БЭ әрқашан ВАС мен беріледі сондықтан есептеулер көбінесе графикалық түрде болады а) БЭ тізбектей қосылған (сур.11.2 ) Сурет-11.2 Сурет-10.3 б) Екі БЭ тізбектей қосылған тізбектерін қиылысу әдісімен есептеу (сурет 10.3 ) в) БЭ параллель қосылған қосылған тізбектерін есептеу (сурет 10.4 ) Сурет-10.4 Екі түйін әдісі: а) сипаттамалары тұрғызылады , мұндағы Ii параллель тармақтардағы тоқтар Umn түйінаралық кернеу. Ол үшін әр тармақтың берілген ВАС ның басы кернеулер осі бойымен өз өзіне параллель ығысып, әр тармақтың ЭҚК не сәйкес нүктеге орын ауыстрады. Ол мысалы О нүктесі болсын. Содан кейін о нүктесіне перпендикуляр тұрғызып, осы перпендикулярға қатысты ВАС ды айнадағый шағылысқан кескіндей айналдырып тұрғызамыз. б) Тұрғызылған сипаттамаларын графикалық түрде суммасын тұрғызамыз . Ол үшін сипаттамалардың ординаталарын қосамыз ( кернеудің бірнеше мәні үшін). Сонда пайда болған графиктің абсцисса осін ( кернеулер осін) қиып өткен нүктесі Кирхгофтың бірінші заңына сәйкес келеді 12 МАГНИТ ӨРІСІНІҢ НЕГІЗГІ ТҮСІНІКТЕРІ МЕН ЗАҢДАРЫ Электротехника есептерінде магниттелуі бойынша барлық заттар екі түрге бөлінеді : Ферромагниттік (салыстырмалы магнитная өтімділігі ); Ферромагнитік емес (салыстырмалы магнитная өтімділігі ). Магнит индукциясының сызықтары тұйықталып жататын ортада ферромагнит, диэлектрик митериалдар немесе ауа болуы мүмкін. Сондықтан электромагниттік үрдістері магнит қозғаушы күш, магнит ағыны және магниттік потенциалдар айырымы ұғымдарымен түсіндірілетін, магниттік индукция сызықтары өтетін ферромагнитті не басқа орталар жиынтығын магнит тізбегі деп атайды. Кесте 12.1. Магнит өрісін сипаттайтын векторлық шамалар
Кесте 12.2. Магнит өрісін сипаттайтын скалярлық шамалар
Ферромагнитті материалдардың магниттік қасиеттері ферромагнитті материалдардың магниттік қасиеттері графигімен сипатталады (сур.12.1). Сурет -12.1 сипаттамасының негізгі түсініктері төмендегі көрсетілген табл. 12.3. Кесте 12.3. сипаттамасының негізгі түсініктері
Кесте 12.4. Магнит тізбектерінің негізгі заңдары
Кесте 12.5. Магнит тізбектері үшін Кирхгоф және Ом заңдары
Кесте 12.6.Электр және магнит тізбектерінің аналогиясы
13 ТАРМАҚТАЛҒАН ЖӘНЕ ТАРМАҚТАЛМАҒАН МАГНИТ ТІЗБЕКТЕРІН ЕСЕПТЕУ Тармақталмаған магнит тізбегінің «тура» есептеуі 1. Магнит өткізгіштің орта сызығы белгіленіп, содан кейін оны көлденең қимасы бірдей учаскелерге бөледі. 2. Тармақталмаған магнит тізбегінде магнит ағыны бірдей деп алып әр учаскесі үшін магнит индукциясының мәні есептеледі: . 3. Магниттелу сызығы бойынша ферромагнит участкелердің әр Ві үшін оған сәйкес Ні табадына; Ауа саңылауындағы кернеулік төменде көрсетілген формуламен аныңқталады: 4. Кирхгофтың екінші заңы бойынша : , Сурет-13.1 .
Тармақталған магнит тізбегі үшін “тура” есеп Келесі алгоритм қолданылады по Мысалы сур. 13.2 және ферромагнит өзекшенің В(Н) сипаттамасынан ауа саңылауында Вδ магнит индукциясын туғызатын МҚК ін табамыз . Есепті шығару алгоритмі келесі: 1. Манит ағындарының оң бағыттарын қабылдаймыз (сур. 13.2). 2. Ауа саңылауындағы кернеулікті табамыз содан кейін сипаттамасынан үшін мәнін табамыз. 3. Кирхгофтың екінші заңы бойынша оң жақтағы контур үшін : одан тауып сипаттамасынан табамыз. 4. Кирхгофтың бірінші заңы бойынша . Онда , ал сипаттамасынан анықтаймыз. 5. Кирхгофтың екінші заңы бойынша табу керек МҚК үшін келесі теңдеу жазамыз . Графикалық есептеу әдістері Графикалық әдістермен «тура» есептеулер шешіледі 1. Тармақталған магнит тізбегі үшін “кері” есеп: Магнит ағынының мәндерін қабылдап оларға сәйкес «тура» есептегідей МҚК анықтаймыз . Бұл жағдайда,берілген МҚК нен сәл кіші және сәл үлкен алу үшін, бір біріне біршама жақын магнит ағынының мәнін қабылдау керек. Тармақталған магнит тізбегі үшін “кері” есеп: Магнит тізбегін эквивалентті орынбасу электр схемасымен ауыстыру (13.3 суретте магнит тізбегінің орынбасу схемасы көрсетілген 13.2-ші суреттегі магнит тізбегі үшін) осы типті есептерді аналогия бойынша, тұрақты тоқтың бейсызықты тізбектерінде қолданған әдістермен шығаруға болады. мысалы екі түйін әдісі. 1. Барлық тармақтардағы магнит ағындарының - және түйіндері арасындағы ортақ шама функциясындағы 3 ші Сурет сипаттамасы есептеледі 2. Қай нүктеде Кирхгофтың бірінші заңы графикалық түрде орындалатыны анықталады Осы нүктеге сәйкес магнит ағындары есептің шешімі болып табылады . 14 ТҰРАҚТЫ ТОКТАГЫ МАГНИТ ӨРІСІ, АЙНЫМАЛЫ ЭЛЕКТР МАГНИТТІ ӨРІС Айнымалы тоқтың негізгі элементтерінің бірі ферромагнит өзекшесі бар орам. Жалпы алғанда, орамның вебер амперлік сипаттамасы гистерезис тозағы түрінде болады. Бірақ, айнымалы тоқта жасайтын құрылғылардың өзекшесі гистерезис тозағы жіңішке, магнитжұмсақ материалдан жасалады , сондықтан есептеулерде негізгі(немесе бастапқы) магниттелу сызығын қолдануға болады. Бейсызықты индуктивті орамның шартты белгісі суретте 6. көрсетілген. Сурет-14.1 Мұнда, – негізгі ағын өзекше бойымен тұйықталады, - шашырау ағыны, оны щашырау ағынілінісуді теғестіруге болады. , мұнда шашырау индуктивтілігі себебі шашырау ағыны ауа арқылы тұйықталады. 14.1 –ші суреттегі схема үшін (1) Мұнда, . Жалпы алғанда, тәелділігі бейсызықты болғандықтан (1) арқылы бейсинусоидалды және табу оңай емес. Сонымен қатар, реалды орамдарда актив кедергідегі кернеу және шашырау ағыны әсерінен пайда болған ЭҚК өте аз деп есепке алмауға болады. Сонда (1) формуласынан табамыз , одан , Мұнда, интегралдау тұрақтысы. Орамның сипаттамасы (сур.14.2) координата басына қатысты симметриялы , ал кернеу абсцисса осіне (уақыт осіне) қатысты симметриялы болғандықтан сызығы да абсцисса осіне (уақыт осіне) қатысты симметриялы болады, яғни . Сурет-14.2 мәндеріне сәйкес сызығын пайдаланып тоқтың мәндерін тауып, нүктелер бойынша сызығын тұрғызамыз. Табылған шешімнен маңызды қорытындыды шығады: магнит ағыны формасы синусодалы болғанда, орамдағы кернеу синусоидалы болады, ал орам арқылы өтетін тоқ бейсинусоидалы болады. Аналогия бойынша , синусодалы тоқ өткенде, ораммен ілініскен ағын және кернеу бейсинусоидалы болады. Магнит ағыны туғызған кернеудің орташа мәнін келесі түрде жазуға болады. (2) Бұл теңдеуді форма коэффициентіне көбейтіп кернеудің әсер етуші мәнінің формуласын аламыз: Егер кернеу мен ағын синусоидалы болса Жоғарыдағы (2) қатынасы өте маңызды: магнит ағыны туғызған кернеудің орташа мәнін өлшей отырып, магнит ағыны және индукцияның амплитудаларын, орамның қандай да болсын бейсызықтылығында табуға болады. Аналогия бойынша, синусоидалы магнит ағыны болса тәуелділігі гистерезис тозағы түрінде берілсе сызығын тұрғызады. Бұл жағдайды келесіні ескеру керек: тозақ бойымен жұмыс нүктесінің орын ауыстыруы тек қана сағат тілінің бағытына қарсы болады. (сур.14.3). Сурет-14.3 Табылға шешім үшін комментарий жасау қажет: тұрғызылған сызығын Фурье қатарына жіктегенде, тоқтың бірінші гармоникасы фаза бойынша ағынілінісуінен алда болады, сондықтан орамдағы синусоидалы кернеуден фаза бойынша 90° тан кем бұрышқа қалып қояды. ( ) Бұл орамның өзекшені қайтара магниттеуге жұмсалатын және гистерезис тозағы ның ауданы бойынша анықталатын актив қуатты тұтынатынын көрсетеді. ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР Электротехника / Под ред. В.Г. Герасимова. – М.: Высшая школа, 1985. Борисов Ю. М., Липатов Д.Н. Общая электротехника. – М.: Высшая школа, 1974. Евдокимов Ф.Е. Общая электротехника. -М.: Высшая школа, 2004. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника, - М.:ACADEMIA, 2005. Электротехника. Программированное учебное пособие / Под ред. В.Г. Герасимова. – М.: Высшая школа, 1983. Сборник задач по электротехнике и основам электроники / Под ред. В.С. Патюшина. – М.: Высшая школа, 1979. Коровкин Н.В. Теоретические основы электротехники: сборник задач. Н. Новгород: Питер, 2004. жүктеу/скачать 0,52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|