Тараз мемлекеттік педагогикалық институтының хабаршысы ғылыми-педагогикалық журнал

106 
 
Аннотация. Теоретическое обоснование формиравания коммуникативной компетентности 
будущих специалистов посредством информационных технологий.  
 
Annotation. the use of information technology in the  formation of communicative competence of future 
specaliists. 
 
 
ӘОЖ 681.38(62-251) 
 
АЙНАЛА ҚОЗҒАЛАТЫН МАГНИТ ӚРІСІНДЕГІ ГИРОСКОП РОТОРЫНА ӘСЕР ЕТЕТІН 
КЕДЕРГІ КҤШІ МОМЕНТІ 
 
Дҥйсембиев Е.Е., Қарауылбаев С.К., Дҥйсембиев Т.Е. 
Тараз мемлекеттік педагогикалық институты, Тараз қ. 
 
Соңғы  жылдары  техниканың  жоғары  қарқынмен  дамып  келе  жатқан  бағыттарының  бірі, 
қолданылу  саласы  үздіксіз  кеңіп  келе  жатқан  механикалық  байланысқа  түспеген  гироскоптарды 
құрастыру және оны одан ары дамытумен байланысты десе болады.  
Жоғары  жылдамдықпен  қозғалатын  қуатты  жаңа  техника,  жоғары  ӛнімді  технологиялар 
заманында  гироскопиялық  қондырғылардың  алатын  орны  ерекше.  Оларды  жаңа  техниканың 
әртүрлі салаларында кӛптеп кеңінен қолданумен қатар, олардың жоғары дәлдікпен, сенімді жұмыс 
істеу мәселелеріне де кӛңіл бӛлінуде және осы бағытта ұдайы ізденістер жүргізілуде.  
Жоғары жылдамдықты аппараттардың басқару жүйелерін құру  процесінде гироскоптардың 
бірнеше  түрлері  пайда  болды:  кардандық,  аэродинамикалық,  гидродинамикалық,  криогендік, 
электростатикалық, электромагниттік және т.б.жүйелер.  
Механикалық  байланыссыз  немесе  контактісіз  (неконтактный)  гироскоптардың  негізгі 
сезімтал элементі – оның роторы. Оның сыртқы пішіні сфера немесе ӛскесимметриялы түрде болып 
келеді және оны ұстап тұру және айналмалы қозғалысқа түсіру үшін негізінен электростатикалық 
немесе  электромагниттік  ӛріс  пайдаланылады.  Бұндай  гироскоптардың  басқалардан  ерекшелігі, 
біріншіден  ондағы  ротордың  бұрыштық  қозғалысына,  екіншіден  гироскоп  роторының  бұрыштық 
жылдамдығына шектеу қойылмағандығы. 
Бастапқы мезетте ротордың симметрия ӛсі катушкалар орналасқан кожухқа қарағанда еркін 
түрде  орналасатындықтан,  ротор  қозғалу  барысында  бұрыштық  тербелістерге  ұшырайды.  Ал 
нутациялық  тербеліс  жағдайында  контактісіз  гироскоп  ӛз  міндетін  атқара  алмайды,  яғни  жұмыс 
істей алмайды.  
Сондықтан,  қозғалыстың  бастапқы  сатысында  нутациялық  тербелістердің  пайда  болуы 
контактісіз гироскоптардың кемшіліктерінің бірі болып табылады.  
Жоғары  жиілікті  айнала  қозғалатын  магнит  ӛрісіндегі  гироскоп  роторыны ң  айналмалы 
қозғалысқа түсуі барысындағы оған әсер етуші кедергі күшінің моментін есептеуді қарастырайық
.
 
Есептеулер жүргізу үшін гироскопиялық қондырғы келесі шарттарды қанағаттандырады деп 
аламыз [1, 2]: 
-
 
гироскоп роторы динамикалық симметриялы қатты дене; 
-
 
денені айналдырушы магнит ӛрісі біртекті; 
-
 
кедергі  күші  моменті  мен  айналдырушы  моментке  қарағанда  гироскоп  роторының 
кинетикалық энергиясы кӛп үлкен; 
-
 
дене ӛлшемімен салыстырғандағы ӛрістің денеге ену тереңдігі ӛте аз. 
 

107 
 
[3,  4]    жұмыстарда,  кедергі  күшінің  моменті  бұрыштық  жылдамдыққа  сызықты  тәуелді 
x
x
N
M
  болған  жағдайдағы  механикалық  байланысқа  түспеген  гироскоп  роторының 
айналмалы және импульстік магнит ӛрістеріндегі еркін козғалысы қарастырылып, зерттелген. 
 
Онда  қозғалыс  теңдеулеріне  кіретін 
және   
  айнымалылары  бойынша  алдын  ала 
орталандырып  алынған  (осредненный  по 
и 
)  <
с
М
>  -  күш  моментінің  ықшамдалған  ӛрнегі 
негізгі  теңдеулер  жүйесінде  ескеріліп,  кедергісі  бар  ортада  магнит  ӛрісіндегі  дене  қозғалысы 
талданған.   
Практика жүзінде, кӛп жағдайларда кедергі күші дене бұрыштың жылдамдығына сызықты 
тәуелді бола бермейтіні белгілі. 
 
Бұл  жұмыста  кедергі  күші  моменті  дене  бұрыштың  жылдамдығына  сызықты  тәуелді 
болмаған  жағдай  қарастырылады,  яғни  кедергі  күші  моменті 
2
x
c
N
M
  теңдігімен 
анықталған деп алынды. 
 
Мұндағы 
3
2
1
,
,
n
n
n
diag
N
-оң  элементтерімен  диагональ  матрица, 
-қатты  дененің 
бұрыштық жылдамдығы. 
 
Дененің  симметрия  ӛстерімен  бағытталған  (денеге  бекітілген)  ӛстерге  қарағанда 
3
2
1
,
,
n
n
n
 
сандары тұрақты және жалпы жағдайда 
3
2
1
n
n
n
. 
 
Денеге қатты бекітілген х трехграннигінің 
трехграннигіне қарағандағы орны, Эйлердің 
үш  бұрышымен  анықталады:  ψ-прецессия  бұрышымен,    θ-  нутация  бұрышымен  және  φ-ӛзінің 
айналу бұрышымен. 
 
трехграннигі ξ трехграннигін екі рет бұру арқылы алынады: ξ
3
 ӛсін айнала σ бұрышына 
бұру және аралық трехгранниктің екінші ӛсін айнала δ бұрышына бұру арқылы. δ трехграннигінің δ
3
 
ӛсі дене қозғалыс мӛлшері моменті бағытымен бағытталған. 
 
Берілген  кедергі  күші  моментінің  осы  келтірілген  ӛстердегі  ψ,  θ,  φ  бұрыштарына 
байланысты δ трехграннигіндегі 
c
M
 ӛрнегін алу және одан әрі дене қозғалысын зерттеу барысында 
оны пайдалану мүмкіндігі болу үшін оған келесі түрлендірулер мен . есептеулер.жүргіземіз. 
x
x
c
N
M
 
 ζ  трехграннигінің    x  трехграннигіне  қарағандағы  бағыт  матрицасын  Г  арқылы  белгілейік.  Онда 
Гx
немесе 
,
3
2
1
3
2
1
x
x
x
Г
          
33
32
31
23
22
21
13
12
11
Г
,   
1
Г
x
 
 
А.В.Медведевтің  жұмысында  [5],  байланыссыз  гироскоптардың  динамикасын  зерттеу 
барысында 
кедергі 
күші 
моменті 
келесі 
түрде 
беріледі: 
T
c
r
r
q
q
p
p
N
N
M
,
,
,
,         

108 
 
Мұндағы, 
)
3
,
1
,
( j
i
N
N
j
i
,   
r
q
p ,
,
-абсолют  бұрыштық  жылдамдықтың  ох
i
  ӛстеріне 
проекциялары. 
,
,
,
33
3
32
2
31
1
L
r
I
L
q
I
L
p
I
=> 
33
3
32
2
31
1
3
2
1
,
,
I
L
r
I
L
q
I
L
p
x
x
x
. Онда 
33
33
2
3
3
32
32
2
2
2
31
31
2
1
1
3
2
1
3
2
1
0
0
0
0
0
0
I
L
n
I
L
n
I
L
n
r
r
n
q
q
n
p
p
n
r
r
q
q
p
p
n
n
n
M
c
x
 
33
33
33
2
3
3
32
32
32
2
2
2
31
31
31
2
1
1
33
33
23
2
3
3
32
32
22
2
2
2
31
31
21
2
1
1
33
33
13
2
3
3
32
32
12
2
2
2
31
31
11
2
1
1
33
33
2
3
3
32
32
2
2
2
31
31
2
1
1
33
32
31
23
22
21
13
12
11
I
L
n
I
L
n
I
L
n
I
L
n
I
L
n
I
L
n
I
L
n
I
L
n
I
L
n
I
L
n
I
L
n
I
L
n
M
Г
M
c
x
c
 
Мұндағы 
j
i
-берілген  ζ
i
  және  x
j
  ӛстерінің  арасындағы  бұрыштардың  косинусы  және  олар  Эйлер 
бұрыштары арқылы келесі түрде ӛрнектеледі: 
Sin
Sin
Sin
Cos
Cos
Cos
Sin
Sin
Cos
Sin
Cos
Cos
31
21
11
   ,   
Cos
Sin
Cos
Cos
Cos
Sin
Sin
Cos
Cos
Sin
Sin
Cos
32
22
12
, 
 
Cos
Sin
Cos
Sin
Sin
33
23
13
 
 
Соңғы алынған 
c
M
 ӛрнегін оған енетін
 бұрышы бойынша орталандыра отырып келесі ӛрнекті 
аламыз : 
Cos
Cos
I
L
n
Cos
Sin
Cos
Sin
I
L
n
Sin
Sin
Sin
Sin
I
L
n
M
c
2
2
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
0
0
 
 
 
c
M
 ӛрнегін φ бұрышы бойынша орталандыра отырып келесі ӛрнекті аламыз : 
 

109 
 
Cos
Cos
I
L
n
Sin
Sin
I
L
n
Cos
Cos
I
L
n
Sin
Sin
I
L
n
Sin
Sin
I
L
n
M
c
2
2
3
3
2
2
1
1
2
2
3
3
2
2
2
2
2
2
1
1
3
8
0
0
3
4
3
4
0
0
 
Соңғы алынған 
c
M
 - гироскоп роторына әсер етуші кедергі күші моментінің  ζ  ӛстеріндегі  жуық 
ӛрнегі. 
 
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:  
 
1.  Кобрин  А.И. Асимптотическое  решение  задачи  о  движении  твердого  тела  в магнитном 
поле. Дифф. ур., 1985, №10, с.1808-1811. 
 
2.  Мартыненко  Ю.Г.  Движение  твердого  тела  в  электрических  и  магнитных  полях.  –М.: 
Наука, 1988, 368 с. 
 
3.  Дүйсембиев  Е.Е.  Гироскоп  роторы  қозғалысының  орнықтылығын  зерттеу.  -  Материалы 
Международной научно-практической конференций, Тараз, 2008 г.  
4.  Дүйсембиев  Е.Е.  Ӛткізгіш  қатты  дененің  кедергісі  бар  ортада  жоғары  жиілікті  магнит 
ӛрісіндегі қозғалысының математикалық моделі. Материалы Республиканской научно-практической 
конференции. «Математическая наука и ее вклад в развитие прикладных  научных  исследований», 
Тараз. 2010 г. 
5.  Медведев  А.В.  Динамика  несбалансированного  гироскопа  с  неконтактным  подвесом: 
Дисс.канд.физ.-м.наук: -М.:МГУ, 1984, 107 с. 
 
Аннотация. В работе рассматривается задача вычисления момента сопротивления, действующий в 
период вращения на ротор гироскопа во вращающимся высокочастотном магнитном поле. 
Аnnotation. The task of calculation of moment of resistance, operating in the period of rotation on the rotor 
of gyroscope in running around the high-frequency magnetic field, is in-process examined. 
 
ӘОЖ 539.1 
Б18 
 
МАГНЕТИЗМ ҚҦБЫЛЫСЫНЫҢ ТЕХНИКАДА АЛАТЫН ОРНЫ 
 
Кӛшербаева М.Р.,Утегенов Н.С.,Садыков Е. 
Тараз мемлекеттік педагогикалық институты,Тараз қ. 
 
Жартылай  ӛткізгішті  ферромагнитті  материалдардың  қолданылуының  бір  кӛрінісі  – 
магниттік есте сақтау құрылғылары. Магниттік құбылыстар әр түрлі техникалық сақтау және алыс 
жерлерге жеткізу мәселесі ерекше маңызды рӛлге ие.Ақпаратты сақтауға арналған орта- ферриттер 
–  MgO∙MnO∙Fe
2
O
3, 
магний  –марганецті  ферриттер.Бұлар  тік  тӛртбұрышты  гистерезис  тұзағымен 
ерекшеленеді.  Магниттік  есте  сақтау  құрылғысында  ақпараттар  екі  жүйеде,  яғни  «О»  және  « » 
арқылы  беріледі.  Магниттік  жадын  элементінің  бір  күйден  екінші  күйге  ауысуы  кейбір  сыртқы 
әсерлердің  есебінен  болады.  Бұл  үшін  магниттік  есте  сақтау    құрылғының  екі  типін  ажыратуға 
болады: динамикалық және статистикалық. Динамикалық қондырғылар кӛп жағдайда дыбыс жазуға 
ұқсас  болады.  Ал  статистикалық  магниттік  есте  сақтау  құрылғысында  ақпаратты  сақтау  үшін 

110 
 
жылжымайтын магнитті  элемент қолданылады. Керекті ұяшық ақпарат сақтау арнайы ӛткізгіштер 
арқылы  іске  асады.Тӛмендегі  1-суреттен  жады  элементінің  жалпы  схемасы  мен  оның  магниттік 
гистерезис тұзағын кӛруге болады: 
                                                
 
1-сурет Магниттік гистерезис тұзағы 
 
Электронды  –есептеу  машиналары  есте  сақтау  құрылғысының  жұмыс  істеу  принципін 
жақсарту  мақсатында  қалыңдығы  1000  ангстрем  болатын  пермаллой  типіндегі  темірникельді 
қоспадан  жасалған  жұқа  ферромагнитті  пленкаларда  жиі  қолданылады.Бұл  пленкалардың 
артықшылығы мынада: қайта магниттелу жылдамдығы басқа ферритті қондырғыларға қарағанда 2-3 
есе  жоғары.  Дегенмен  электронды  –есептеу  машиналардың  жадын  жасау  кезінде  пленка 
құрылымының біртекті болмауы кейде қиыншылық туғызып жатады. Егер пленканы электронды  –
есептеу  машиналардың  жадысының  әр  ұяшығы  ретінде  қолданар  болсақ,  онда  оны  жасау 
барысында  тозаңдау  немесе  электролиз  арқылы  пленка  жазықтығына  сырттан  тұрақты  магнит 
ӛрісін туғызу қажет болады. Ал мұның ӛзі пленканың кенеттен магниттіанизотропты болуына және 
магниттелу осінің магнит ӛрісінің бағытымен сәйкес келуіне мүмкіндік береді. Мұндай ақпаратты 
магниттік пленкада бір ғана магниттелу осімен бұрыштары  
0
, 
0
 болатын екі бағыт болады. 
Осы  тұрақтылықты  ұстап  тұратын  екі  бірдей  күй  ақпаратты  жазуға  және  оны  0;1  екілік  жүйеде 
сақтауға қолданылады. Бұл пленкалардың мынадай ерекшіліктері бар: 
1.
 
Магнитті ӛрістердің тек бір бағытта болуы міндетті емес; 
2.
 
Пленканың жазық болуы баспа монтаждарының техникасын оның басқару панельдеріне 
қолдануға болады. 
3.
 
Пленкада  жадының  әрбір  элементі  бірнеше  магнитті  пленкалардың  қабаттарынан 
тұрады,  мұның  ӛзі  ақпаратты  жазу  мен  оны  сақтаудың  мүмкіндіктерін  ұлғайтуға 
кӛмектеседі. 
Тӛмендегі суреттен домен құрылымды ЦМД пленкасында байқалатын схема берілген: 
 
а) жалпақ домендердің дұрыс құрылымы; 
б) тартылатын жалпақ домендер; 
в) оқшауланған ЦМД; 
г) ЦМД гексогональды торы; 
д) сыртқы магнит ӛрісінде диаметрі кішірейтілетін ЦМД торы; 

111 
 
е) деформацияға ұшыраған ЦМД-ң ұялы құрылымы. 
ЦМД-лы  ақпараттық  қондырғының  жұмыс  істеу  принципі  сыртқы  ӛрістің  әсерінен  оны 
пленка бойымен кез келген бағытта жылжытуға болады. Бұл ретте мұндай қондырғының екі типін 
ажыратуға болады: 
 1)Оқшауланған ЦМД-да 
 2)ЦМД – ң торында 
Жұмсақ  және  жоғарыкоэрцитивті  магниттік  материалдардан  бӛлек,  магнитострикциялық 
материалдар да ерекше қолданысқа ие болып отыр. Бұл қондырғыларда магнитострикция құбылысы 
қолданылды, яғни ферромагнитті материалдарға сырттан магнит ӛрісін туғызғанда біздің еркімізден 
тыс сызықтың ӛлшепдер ӛзгереді:
 =   
Магнитострикция  құбылысының  физикалық  табиғатын  түсіну  үшін  магнит  моменттері   
болатын  екі  параллель  магниттік  дипольді  қарастыруға  болады.  /2-суретте  кӛрсетілген/  Магнит 
моменттерімен  z  ӛсінің  арасындағы  υ  бұрышы    ӛзгергенде  дипольдар  арасындағы әсерлесу  күші 
ӛзгеріп, олардың тепе-теңдік күйінің ӛзгеруіне әкеп соғады. .[1,23- бет] 
 
 
 
   
                        r                                          
 = 0
0
                                   
 
 = 0
0
                                   
 
   
                                                  
                       
                               r                                          
  
 
  
    
                        r                                     
                             
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2-сурет Магниттік диполь  
Кристалдардағы атомдардың арақашықтығының тепе-теңдігі   электрлік ӛзара әсерлесудің есебінен 
болады,  ал  магниттік  ӛзара  әсерлесу  тіпті  әлсіз.  Сондықтан  магнит  энергиясының  ӛзгерісінен 
ферромагнетиктерде  І  векторының  бағыты  ӛзгергенде    магнитострикцияның  ӛзгерісі  аз  болады. 
Мысалы,  кейбір  ферромагнетиктер  (Fe,Ni,Co)  мен  оның  қоспаларында  магниттелу  кезіндегі 
салыстырмалы магнитострикциялық ұзарудың шамасы: 10
-3
 – 10
-5
 . [5,172- бет] 
Бұл  ұзару  антиферромагнетиктер  мен  диа,  пара  магнетиктерде  ӛте  кіші  мәнге  ие  болады. 
Тура магнитстрикциялық  эффектпен бірге кері магнитстрикциялық  эффектте бар.Оның мағынасы; 
магниттелген  ферромагнетик  механикалық  деформацияға  ұшырайтын  сыртқы  әсерге  тӛтеп  бере 
алса,онда  ферромагнитті  үлгінің  магниттелуінің  ӛзгерісіне  әкеп  соғады.  Тура  және  кері 
магнитострикциялық  эффектінің  практикалық  қолданылуына  орай  оларды  магнитострикциялық 
түрлендіргіштер  деп  атайды.  Оның  негізгі  бӛлігі  –  магнитострикциялық  вибратор,ол  а йнымалы 
магнит  ӛрісінің  энергиясын  механикалық  тербелістер  энергиясына  түрлендіреді,  сондықтан  оны 
кейде  магнитострикциялық  сәулелендіргіш  те  деп  атайды.Мұндай  магнитострикциялық 
түрлендіргіштердің  ішінде  кӛп  қолданылып  жүрген-қабылдағыштар  және  ультрадыбысты 

112 
 
сәулелендіргіштер.  Осындай  ультрадыбысты  магнитострикцияның  түрлендіргіштердің  бірі-теңіз 
тереңдігін  анықтау  үшін  қолданылатын  эхолот.    Эхолоттар  корабльдің  сыртына  монтаждалады. 
Алдымен ол теңіз бетінен шағылған қысқа мерзімді ультрадыбыстың импульсын сәулелендіреді, ал 
шағылған  импульс осы эхолот арқылы  қабылданады. Сәулеленген және шағылған  импульстардың 
уақыт  айырмалары  бойынша  және  ультрадыбыстың  жылдамдығының  белгілі  мәні  бойынша 
эхолоттың алдын – ала градуирленген шкаласымен теңіздің тереңдігін анықтауға болады. Сондай-
ақ магнитострикциялық эхолотты теңізде жоғалып кеткен денелерді  іздеуге қолдануға болады. (су 
түбіне батып кеткен кеме, балықтардың тобырын т.с.с) .[4,173- бет] 
Қазіргі  заманғы  техникаларда  әртүрлі  физикалық  қасиеттерге  ие  болатын  магниттік 
материалдар кӛп қолданылып жүр.Мұндай материалдардың коэрцитивті  күштерінің диопазоны 10
-3
 
э ден 10
5
 э дейін жетеді,ал максимал магнитӛтімділігінің диапазоны бірлік үлестен 5*10
6
 Гс/э дейін 
жетеді.Мұндай  материалдардың    тағы  бір  кӛрінісі  ретінде  ЭЕМ-нің  ӛте  ұсақ  радиоэлектронды 
схемасын,  термоядролық  реакцияларды
 
  алуға  арналған  қондырғыларды  айтуға  болады.  Жоғары 
температураны  термоядролық  плазмалардың  ортақ  бір  кемшілігі  бар:  бұл  плазмалардың 
темпераурасы  ӛте  жоғары  тіпті  10
6  0
С-қа  жетеді,  яғни  плазмадан  ыдыс  қабырғысына  жылу  тек 
беріліп қоймай, біртіндеп газға айналады. Сондықтан плазманың бастапқы күйін ұстап тұратын әдіс 
табу  қажет болды. Себебі  плазма  –диамагнитті  орта,  яғни  оны  қажетті  кӛлемде  сақтап  тұру үшін 
қозғалыстағы зарядталған бӛлшекке магнит ӛрісінің  әсерін туғызу керек. Кӛріп отырғанымыздай, 
магнит  ӛрісінің  кернеулігі  зарядталған  бӛлшекті  циклотронды    жиілігі 
н     
болатын  күш 
сызықтарының маңайында айналдыруға итермелейді: 
н   
= eH/ mc 
Механика курсынан білетініміздей, 
н   
 және сызықтың   арасындағы байланыс: 
 
=
н
 
н 
 
Мұндағы 
н 
– магнит ӛрісінде зарядталған бӛлшектің траекториясының радиусы. Бұл циклотронды 
радиус  деп  аталады. 
н
,  егер  Р 
  екенін  ескерсек: 
н
  = 
    формуладан  кӛріп 
отырғанымыздай, магнит ӛрісінің кернеулігі кӛп Н болған сайын, циклотронды орбитаның радиусы 
кіші болады. Мұның ӛзі плазманың зарядталған бӛлшектің аз кӛлемде қозғалатынын кӛрсетеді. Осы 
магнит  ӛрісіндегі  зарядталған  бӛлшектердің  циклотронды  қозғалысын  шектеу  немесе  плазманы 
қажетті  кӛлемде  ұстап  тұру  термоядроның  ғылымда  магнитті  ұстағыш  деген  атқа  ие  болды.Бұл 
идеяның  негізінде  тұрақты  термоядроның  плазмаларды  алу  үшін    ғылыми  зерттеу  жұмыстары 
жүргізілу жатыр.  

жүктеу/скачать 3,2 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: