Конспектісі ele 2216 «Электротехника» пәні tk 07 «Технологиялық қамтамасыз ету»
жүктеу/скачать 2,13 Mb.
|
Электротех лекции каз для неэлктр спец
- Бұл бет үшін навигация:
- Бақылау сұрақтары
- ТАҚЫРЫП Синусоидальды электр шамаларының негізгі параметрлері. Дәріс жоспары
- Синусоидалы ток
| І = І1 + І2.
Екінші теңдеуді бірінші көзден және жүктеме кедергісінен тұратын контурды айналып өту кезінде аламыз: E = I1R1 + IR. Осы сиякты үшінші тендеуді жаза-мыз: E2=I2R2 + IR. Сандық мәндерін қойып 120 = 3І1 + 18I және 120 = 6І2+18І аламыз. EI-E2=I1R1 - I2R2=3I1-6I2 = 0 болғандықтан І1 = 2І2 және І = 3І2. Алынған бұл мәндерді Е1 ЭҚК үшін жазылған өрнекке қойсақ 120=2І2 • 3+ 18 • 3І2 = 60І2 бұдан І2 = 120/60 = 2А І1 = 2І2 = 4А І = І1 + І2 = 6А. Ортақ тұтынушыға жұмыс жасайтын, параллель қосылған бірнеше энергия көздерінен тұратын а және б екі түйін нүктелері бар күрделі электр тізбектерінде (11а сурет) түйіндік кернеулер тәсілін қолдану ыңғайлы. 11Сурет – Күрделі электр тізбегінің есептеу сұлбасы: а) тораптық кернеу әдісі; б) контурлық токтар әдісі Түйін нүктелеріндегі потенциалдарды φа және φб арқылы белгі-леп, екі нүкте арасындағы кернеуді U осы потенциалдар айырымы арқылы көрсетуге болады, яғни U = φа - φб. Әр тармақта ЭҚК-тер мен токтардың оң бағыты а түйінінен б түйініпе бағытталған деп қабылдап мынандай теңдеулер жазуға болады: I1 = (φа - φб – E1)/R1= (U-E1)g I2=( φб + E2)/R2=(U + E2)g2 I3=( φа - φб -E3)/R3 =(U-E8)g3; I = (φа - φб)/R = Ug. Кирхгофтың бірінші заңы негізінде түйін нүктесі үшін І1 + І2 + + І3 + І = 0 теңдеуін аламыз. Бұл қосындыға токтар мәндерін қойып, (U-E1)g1 + (U + E2)g2+ (U-E3)g3 + Ug = 0 Табамыз да, бұдан U= (Е1g1-Е2g2 + Е3g3)/(g1 + g2 + g3 + g) =∑Eg/∑g (1.22) яғни түйін кернеуі барлық параллель тармақтардың ЭҚК-рі мен өткізгіштіліктері көбейтіндісініц қосындысын барлык. тармақтардын. өткізгіштіліктерініц қосындысына бөлгенге тең. Осы формула бойынша түйін кернеуін есептеп және токтар үшін жазылған өрнектерді пайдаланып, бұл токтарды оңай анык-тауға болады. Бірнеше түйін нүктелері және ЭҚК-тері бар күрделі тізбек-тердегі токтарды анықтау үшін шешілуге тиісті теңдеулер санын азайтуға мүмкіндік беретін контурлық токтар тәсілі қолданылады. Шектес екі контурдың құрамына кіретін тармақтар арқылы біріншісі шектес контурлардың тогының бірінің, ал екіншісі — басқа контурдың тоғы болатын екі контур тоғы жүреді деп үйғарылады. Қарастырылып отырған тізбек учаскесінде шын ток осы екі токтың өзара салыстырмалы бағытттарына байланысты олардың қосындысымен немесе айырымымен анықталады. Контурлық токтар құрамына кіретін кедергілер қосындысын және шектес контурларға ортак кедергілер қосындысын пайдаланып, теңдеулер құрады. Бірінші қосынды қос индекспен, мысалы, R11, R22 және т. б., белгілейді, ал екінші қосындыны қаралып отырған учаске тізбегі ортак болатын контурлар нөмірлерінен тұратын индекспен мысалы, R12, R13 т. б. белгілейді. Егер контурдың құрамына бірнеше Е1 Е2, Е3 және т. б. ЭҚК кірсе, онда осы контур үшін Кирхгофтың екінші заңы негізінде мынандай теңдеу жазуға болады: E1 ± E2 ± E3 ± .... = I1R11 +I2 R12 +I3R13 + .... Бұл теңдеуде « + » немесе « - » таңбасы контурдағы ЭҚК-тер мен токтардың өзара салыстырмалы бағыттарымен байланысты алынады (бағыттары бірдей болған кезде — плюс, карама-қарсы болса—минус). Осыған ұқсас теңдеулерді күрделі электр тізбегіне кіретін барлық контурлар үшін жазуға болады. Сонымен, әрбір контур ЭҚК-терінің алгебралық қосындысы осы контурдағы токтың контурды құрайтын барлық бөлімдері ке-дергілері қосындысының көбейтіндісінің және берілген контурмен шектес барлык контурлардың контурлык топтарыныц оларға ортак бөлімлеодің кедергілері көбейтінділерінің алгебралық қосындысына тең. 11б суретте үш контуры бар күрделі электр тізбегі көрсетілген. Тізбек ішкі кедергілері r01 = 4 Ом, r02 = 3 Ом екі ЭҚК Е1 = 12В, Е2 = 8В және бес кедергіден R1= 20 Ом, R2 = 29 Ом, R3 = 40 Ом, R4 = 8 Ом, R5 =16 Ом тұрады. Кедергілерді табайық: R11 = R: + r01 + R13 = 20 + 4 + 8 = 32 Ом; R22 = R2 + r02 + R23 = 29 + 3 + 16 = 48 Ом; R33 = R3 + R31 + R32 = 40 + 8 + + 16 = 64 Ом; R13 = R31 =8 Ом; R23 = R32= 16 Ом. Кирхгофтың екінші заңы негізінде 1-контур үшін: E1 = I1R11 – I3R13; 12 = 32І1-8І3; 2-контур үшін: Е2 = I2R22-I3R23; 8 = 48І2-16І3; 3-контур үшін: E3 = I3R33 —I1R31 —I2R32; 0 = 64I3— 16І2 — 8I1 теңдеулерін құрамыз. Осы тендеулерді шешіп, токтар мәндсрін табамыз: І1 = 0,1 A; І2 = 0,2 А; I3 = 0,1 A; І4 = І1 - І3 = 0,3 А; І5 = І2-І3 = 0,1 А Негізгі әдебиеттер: Туғанбаев Ы. Т. Электротехниканың теориялық негіздірі: Оқулық. /Ы. Т. Туғанбаев Алматы: Экономика. 2012. 500 б. Ахметбаев Д.С. Электр техниканың теориялық негіздері : оқулық электроэнергетика бағытының студенттеріне, магистранттарына арналған, докторанттар мен инженер-техник мамандар үшін де пайдалы / Д. С. Ахметбаев ; Алматы энергетика және байланыс университеті. - Алматы : ЖШС "Лантар Трейд", 2019. - 329 б. Есимханов, С.Б. Электротехниканың теориялық негіздері (Айнымалы тоқтың электр тізбектері) [Текст] : оқу құралы студенттерге арналған / С. Б. Есимханов, 2014. - 64 б. Алимгазинова Н.Ш., Манапбаева А .Б. Электр техниканың теориялық негіздері: бaкaлaвриaт мaмaндықтaрының студенттеріне aрнaлғaн, ҚАЗАҚ УНИВЕРСИТЕТІ, 2017- 228б. Қосымша әдебиеттер: Блохин, А. В. Б70 Электротехника : учебное пособие / А. В. Блохин. – 2-е изд., испр. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 184 с. Электротехника и электроника: краткий курс лекций / Сост.: О.Н. Чурляева // ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ. – Саратов, 2016. – 86с. Макенова Н.А. Решебник по электротехнике: учебное пособие / Н.А. Макенова Хохлова Т.Е., Томский политехнический университет.-Томск. Из-во ТПУ,2015-165с. Бақылау сұрақтары: Тұрақты тоқ тізбектеріндегі генерацияланатын және тұтынылатын қуаттың ара қатынасы қандай? Қандай электр тізбектері желілік деп аталады? Желілік емес тізбектерде Кирхгоф заңы сақтала ма? Бұл тізбектер үшін келтіру қағидасының неліктен жарамсыз екендігін түсіндіріңіз. ТАҚЫРЫП Синусоидальды электр шамаларының негізгі параметрлері. Дәріс жоспары: 1. Айнымалы тоқтуралымағлұмат 2 Синусоидалы тоқ туралы мағұлмат 3.Синусоидалы тоқты сипаттайтын параметрлер: периоды, жиілігі және т.б. 4. Синусоидалы ток тізбегіндегі активті кедергі. 5. Синусоидалы ток тізбегіндегі активті кедергісі лездік қуат. 6. Синусоидалы ток тізбегіндегі сыйымдылық кедергі. 7. Синусоидалы ток тізбегіндегі индуктивтік кедергі. Өшпейтін жиілігі төмен (50 Гц) еріксіз электромагниттік тербелістерді айнымалы электр тогы деп атайды. Айнымалы электр тогы жұмыс істеу принципі электромагниттік индукция құбылысына негізделген электромеханикалық инукциялық генераторлар көмегімен өндіріледі. Өндірістің барлық салаларында да, тұрмыста да, негізінен, айнымалы ток қолданылады. Бірақ тұрақтытокты пайдалану қажет болатын кездер де бар. Мысалы, теледидардықоректендіруде, радиоқабылдағыштарда,электрқозғалтқыштарда, электролиз тәсілімен аса таза металдарды алуда және басқа да көптеген мақсаттарда тұрақты ток колданылады. Тұрақты ток айнымалы токты түзету арқылы немесе тұрақты токтың генераторларынан алынады Көптеген электрлік құрылғылар энергияны айырбастау, энергияны тасымалдау және маңызды қашықтықтарға ақпарат беру үшін жасалған. Осы міндеттердің барлығы ауыспалы токтар мен кернеулердің көмегімен шешуге оңай. Айнымалы ток тізбектерінде ауыспалы ток көздері және айнымалы ЭҚК көздері пайда болады. Айнымалы токтар, кернеулер және ЭҚК - бұл уақыттармен өзгеретін токтар, кернеулер және ЭҚК деп аталады. Уақыттың уақытша нүктелеріндегі ток мәндері сәтте ағымдық мәндер деп аталады және i (t) арқылы белгіленеді. Осындай түрде анықталған кернеудің және ЕМҚ-ның лездік мәндері тиісінше анықталады, яғни u (t) және e (t). Технологияда ең жиі қолданылатын мерзімді ток, кернеу және ЭҚК болып табылады, олардың мәндері мерзімді түрде қайталанып отырады, яғни. тұрақты түрде (4.1-сурет). Ең қарапайым мерзімді айнымалы ток - бұл электр энергетикасында кеңінен қолданылатын синусоидалды тоқ (4.2- сурет). мен кернеулер электр құрылғыларының ең үнемді жұмыс режимдерін қамтамасыз етеді. Синусоидалды тоқтардың лездік мәндері i(t), кернеу u (t) және ЭҚК e (t) математикалық тұрғыда мына формуламен есептеледі: мұндағы Im, Um, Em — ток, кернеу және ЭҚК амплитудасының мәндері; га — синусоидалы функцияның бұрыштық жиілігі; ¥,-, ¥u, ¥e , — ток, кернеу және ЭҚК бастапқы фазалары. Бұрыштық жиілік мұндағы f — синусоидалды функция жиілігі; Т — синусоидалды функцияның кезеңі синусоидальдық мәннің лездік мәндері қайталанатын ең аз уақыт аралығы болып табылады. 𝑖(𝑡) = 𝐼𝑚 sin(𝜔𝑡 + Ψ𝑖 ) ; 𝑢(𝑡) = 𝑈𝑚sin(𝜔𝑡 + Ψ𝑢) 𝑒(𝑡) = 𝐸𝑚sin(𝜔𝑡 + Ψ𝑒) 𝜔 = 2𝜋𝑓 = 2𝜋𝑇 45 СИ жүйесінде t уақыт және Т кезең секундпен (c) өлшенеді, жиілік f, секундтағы кезеңдер санына тең, герцпен (Гц).Айнымалы ток айнымалы кернеу арқылы өндіріледі. Ток жүріп тұрған сым төңірегінде пайда болатын айнымалы электрлі магниттікөріс айнымалы ток тізбегінде энергия тербелісін тудырады, яғни энергия магнит немесе электр өрісінде периодты түрде бірде жиналып, бірде электр энергиясы көзіне қайтып отырады. Синусоидалы ток практикада кеңінен қолданылады. Синусоидалы токтың тұрақты токқа қарағанда мынадай артықшылықтары бар: а) Синусоидалы ток өндіретін қондырғылардың (генераторлардың) құрылысы тұрақты ток генераторларына қарағанда қарапайым, жұмыс істеу сенімділігі өте жоғары және бағасы арзан; ә) Трансформаторларды қолдану арқылы синусоидалы кернеудің мәнін өте жоғары дәрежеге көтеруге болатындықтан синусоидалы токты алыс қашықтыққа жеткізу арзанға түседі; б)Синусоидалы токты пайдаланып жұмыс жасайтын электр қондырғылардың құрылысы тұрақты ток қондырғыларына қарағанда әлде қайда қарапайым және арзан. Синусоидалы ток деп мәні уақытқа тәуелді синусоидалық заңдылықпен өзгеретін токты айтамыз: i=Im*sin( t+ ). Оның графигі 10-суретте көрсетілген. Синусоидалы токты мынадай параметрлер арқылы сипаттауға болады: 1)Амплитудалық мән ( Im, Um, Em ) – синусоидалық шаманың ең үлкен максимал мәні. 2)Периоды ( Т ) – толық бір тербеліс жасауға кететін уақыт.[c] 3)Жиілік ( f ) – бір секунда ішінде жасалатын тербеліс саны.[1/c];[Гц] f=1/T; T=1/f 10-сурет Ресей Федерациясы және әлемнің көптеген елдерінде жиілігі 50 Гц болатын синусоидалды тоқтар пайдаланылады, ал Солтүстік және Оңтүстік Америка елдерінде, Оңтүстік-Шығыс Азия, Африка елдерінің бірқатарында оның шамасы — 60 Гц құрайды. Автономдық объектілердің (өзен және теңіз кемелері, ұшақтар, тікұшақтар және т.б.) энергетикалық қондырғыларында 200, 400, 1000 Гц жиіліктері пайдаланылады. Радиохабар тарату, радиобайланыс, теледидар, радиолокация 10 10 Гц және одан жоғары жиіліктерді пайдаланады. Бұрыштық жиілік w жиілігі секундына радиан болып табылады (рад/с). Синусоидалы функцияның (ωt + ψ) дәлелі ағымдағы фаза деп аталады. Фазасы (ωt + ψ) және бастапқы саты ψ радиандармен немесе градустармен көрсетілген. Екі синусоидальды токтар мен фазалардың ауытқуының бастапқы фазалары арасындағы айырмашылық фаза ауысымы деп аталады. Егер ψu - ψ= 0 болса, онда мұндай кернеу мен ток фазалық деп аталады. Егер ψu - ψj = ± π = ± 180 ° болса, онда мұндай кернеулер мен токтар антафазда айтылады. Егер ψu - ψi = ± π/2 = ± 90 болса, онда мұндай кернеулер мен токтар квадратта деп айтылады. Электр тізбегінің шынайы пассивті элементтерінде (резисторлар, конденсаторлар және индукторлар) синусоидальды токтар электр және магнит энергиясын жинақтау және қайта бөлу және оларды жылу энергиясына айналдыруға байланысты күрделі процестерді тудырады. Сондықтан олардың баламалы сызбаларына мінсіз, резистивтік, сыйымды және индуктивті элементтер жатады. Мінсіз резистивтік элемент электрлік энергияны жұмысқа, жылуға немесе энергияның басқа түріне айналдыруды жүзеге асыратын тізбектің элементі болып табылады. Айнымалы ток тізбегіндегі мінсіз төзімді элемент тұрақты ток тізбегінде - тіктөртбұрышта сияқты көрінеді. Нақты реактивтік элементтер - резисторлар әртүрлі материалдардан жасалған және әр түрлі конструкцияларға ие. Дизайн түріне байланысты энергия сақталатын электр және магнит өрісі жасалады, яғни Резисте индуктивті және сыйымдылық элементтерінің қосымша қасиеттеріне ие. Өндірістік жиілікте бұл компоненттер кішкентай болып табылады және олар резистордың мінсіз екендігін ескере отырып, назардан тыс қалуы мүмкін. Шынында да, спиральдың ішіне соққан өткізгіш лабораториялық реостатты қарастырайық. Спиралдың бұрылыстарының арасында сыйымдылық бар, ал спиральдың өзі индуктор болып табылады. Жиілік радио жиілігіне дейін ұлғайтылған кезде қосымша (паразиттік) сыйымдылықтарды және индуктивтерді үйрену қажет. 4.6-суретте әртүрлі жиілікте резисторды ауыстыру тізбектері көрсетілген. Нақты резистордың жұмыс параметрі қарсылық болып табылады, ал паразиттік параметрлер - сыйымдылық пен индуктивтілік деп аталады. Міндетті индуктивті элемент магнит өрісінің энергиясы сақталатын тізбектің элементі болып табылады. Айнымалы ток тізбегіндегі мінсіз индуктивті элемент L әрпімен белгіленеді. Сол хатта индуктивтілік элементтің ағынының байланысына қатынасы бар санға тең, индуктивтілік деп аталады L = ¥/i. Индуктивтілік - индуктивтілік элементінің параметрі. Индуктивтілік бірлігі Генри (HH) болып табылады. Амплитудалардың немесе кернеудің және токтың тиімді мәндерінің қатынасы индуктивті қарсылық деп аталады және ол арқылы белгіленеді XL (XL = = ULm/In = UL/I ). Белгілі индуктивтілік L және бұрыштық жиіліктен бастап индуктивтілік кедергісі XL = ωL. BL шамасының инволюциялық өткізгіштігі деп аталады. Индуктивтілік элементіндегі синусоидалы ток кернеуді n / 2 бұрышымен (немесе 90 °) жоғарылатады. Егер uL (t) = ULnsinyt кернеуі болса, онда ағымдағы i (t) = Inam (w-90 °). Кешенді түрде ULn = j uL / n немесе U = j o> L /. Идеал индуктивті элемент жақсы өткізгіш сымнан жасалған сым катушкаларына қасиеттерге жақын. Нақты индукторлар электр тогының ағысына нөлдік емес қарсылықтары бар өткізгіш материалдардан жасалады. Олардың арасында кезек аралық қуаты мен қуаттың арасындағы сыйымдылық бар. Сымның кедергісі мен жиілігі аз болған жағдайда, индукторды мінсіз деп санауға болады. Нақты катушкалар үшін ауыстыру сызбалары қолданылу саласына байланысты өзгеруі мүмкін (4.7-сурет). Көбінесе жылудың энергия шығыны есепке алынады, ал радиожиіліктерде - паразиттік сыйымдылық. Индуктордың жұмыс параметрі индуктивтілік және паразиттік параметрлер - сыйымдылық және қарсылық деп аталады. Мінсіз сыйымдылық элементі - электр өрісінің энергиясы сақталатын элемент. Мінсіз сыйымдылық Сур. 4.7. Төмен (a) деңгейдегі ауыспалы ток индуктивтілік тізбегіндегі катушкалар үшін ауыстыру тізбегі С әрпімен белгіленеді. Сол орташа (b) және жоғары (in) жиіліктерде әріптің саны Негізгі әдебиеттер: Туғанбаев Ы. Т. Электротехниканың теориялық негіздірі: Оқулық. /Ы. Т. Туғанбаев Алматы: Экономика. 2012. 500 б. Ахметбаев Д.С. Электр техниканың теориялық негіздері : оқулық электроэнергетика бағытының студенттеріне, магистранттарына арналған, докторанттар мен инженер-техник мамандар үшін де пайдалы / Д. С. Ахметбаев ; Алматы энергетика және байланыс университеті. - Алматы : ЖШС "Лантар Трейд", 2019. - 329 б. Есимханов, С.Б. Электротехниканың теориялық негіздері (Айнымалы тоқтың электр тізбектері) [Текст] : оқу құралы студенттерге арналған / С. Б. Есимханов, 2014. - 64 б. Алимгазинова Н.Ш., Манапбаева А .Б. Электр техниканың теориялық негіздері: бaкaлaвриaт мaмaндықтaрының студенттеріне aрнaлғaн, ҚАЗАҚ УНИВЕРСИТЕТІ, 2017- 228б. Қосымша әдебиеттер: Блохин, А. В. Б70 Электротехника : учебное пособие / А. В. Блохин. – 2-е изд., испр. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 184 с. Электротехника и электроника: краткий курс лекций / Сост.: О.Н. Чурляева // ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ. – Саратов, 2016. – 86с. Макенова Н.А. Решебник по электротехнике: учебное пособие / Н.А. Макенова Хохлова Т.Е., Томский политехнический университет.-Томск. Из-во ТПУ,2015-165с. жүктеу/скачать 2,13 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|