Файл: Электр тізбектерін есептеуді масаты мен міндеттері.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 122
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Формуласы: E=A/q=В(вольт)
Потенциалдық энергия дегеніміз күштердің әсерінде болатың дененің, орналасуына байланысты туындайтың энергия түрі.
Мысалы допты жер бетінен 1 метр биіктікке көтерсек, допта потенциалдық энергия пайда болады. Бұл энергия көзге көрінбесе де, допты жібергенде, доп жоғары-төмен қарай секіре бастайды.
Жер бетінен h биіктікке көтерілген салмағы m болатың дененің потенциалдық энергиясы мына формула арқылы есептелінеді:
Ep = mgh, мұндағы g = 9,8 м/с2
Кернеу - бұл анықталған екі нүктенің арасындағы электр потенциалының айырмашылығын есептейтін шама. Сондай-ақ шақырылды электрлік потенциалдар айырымы немесе электр кернеуі, Бұл бөлшектерге электр өрісі әсер еткен бір электр зарядының жұмысы, оны екі анықталған нүкте арасында ауыстыра білу.
Электр потенциалының айырмашылығын көрсететін екі нүктені өткізгіш материалмен қосқанда, зарядтың бір бөлігін ең үлкен потенциал нүктесінен ең кіші потенциалға дейін жеткізетін электр тогы деп аталатын электрондар ағыны пайда болады.
Айтылған электрлік потенциалдар айырымы кернеу болып табылады, және егер белгілі бір потенциалдар айырмашылығы генератормен немесе қандай-да бір сыртқы көзбен қамтамасыз етілмесе, екі нүкте бірдей әлеуетке ие болғаннан кейін ток күші тоқтайды.
Жанама кернеу – дене бетіне жанама күштердің ықпалымен пайда болатын механикалық кернеу.
Механикалық кернеу – дененің ішінде немесе бетінде таңдап алынған күш шамасының аудан шамасына қатынасымен анықталатын, деформацияланған денеде пайда болатын ішкі күштердің өлшемі.
Нормал кернеу – дене бетіне нормал күштердің ықпалынан пайда болатын механикалық кернеу.
Жанаспалық кернеулер – деформацияланушы денелер жанасатын аудандарында пайда болатын механикалық кернеулер.
Температуралық кернеулер – денені қоршаған бөліктер немесе өзге заттар тарапынан дененің әрбір бөлігіндегі температуралар айырмашылығының салдарынан пайда болатын және жылулық ұлғаю мүмкіндіктерін шектейтін механикалық кернеулер.
Қуат уақыт бірлігі ішінде істелінген жұмыстың сол уақытқа қатынасымен өлшенетін физикалық шама немесе жұмыс істеу шапшаңдығы.
1. Сәулеленетін энергияның мөлшері немесе уақыт бірлігінде орындалатын кез келген жұмыс, өлшем бірлігі ватт.
2. Жүйенің өнім шығаруға, яғни оның уақыт бірлігіі ще белгілі бір жұмыс көлемін орындау қабілеттілігін анықтайтын сипаттама.
3. Белгілі бір қасиеттерге ие, кодалау теориясындағы көрсеткіш берілген жиында N элементтер санын сипаттайды.
Формуласы: N=A/t
Өлшем бірлігі ватт
І -ток күші - өткізгіштің көлденең қимасы арқылы қандай да бір уақыт аралығында ағып өтетін зарядтың сол уақыт аралығына қатынасына тең физикалық скаляр шама. Ток күшінің формуласы:
I=q/t=A
Өлшем бірлігі: ампер
Электр кедергісі – өткізгіштің (немесе электр тізбегінің) электр тогының өтуіне қарсы әсерін сипаттайтын физикалық шама.
R=рl/S=Ом
-
Тұрақты ток анықтамасы. Бір ЭҚК-і бар тармақталған және тармақталмаған электр тізбектері. Тармақталған электр тізбектерінің эквивалентті кедергісі
Тұрақты Ток – ток күшінің шамасы мен бағыты уақытқа байланысты өзгермейтін электр тогы.Тұрақты ток тұрақты кернеудің әсерімен тек тұйықталған тізбекте ғана пайда болады. Тармақталмаған тұйық тізбектің кез келген қимасында тұрақты ток күшінің мәні өзгермейді. Тұрақты токтың негізгі заңдарына ток күші мен кернеудің байланысын сипаттайтын Ом заңы, өткізгішпен ток жүрген кезде бөлініп шығатын жылуды анықтайтын Джоуль-Ленц заңы және тармақталған тізбек үшін жазылатын Киргхоф ережелері жатады. Тұрақты ток көздеріне электр машиналарының генераторы, гальвани элементтері,термоэлементтер, батареяларға топтастырылған фотоэлементтер, күн көзінің батареялары, алдын ала зарядталған аккумуляторлар және —пайдалы әсер коэффициенті жоғары магниттік гидродинамика генераторлары жатады. Тұрақты токты жартылай өткізгіштердің және басқа түзеткіштердің көмегімен, айнымалы токты түзету арқылы өндіруге болады.Өндірістің барлық салаларында да, тұрмыста да, негізінен, айнымалы ток қолданылады.
Бір ЭҚК-і бар тармақталған және тармақталмаған электр тізбектері.
Электр тізбектері тармақталмаған және тармақталған болып бөлінеді. Ең қарапайым тармақталған тізбек. Оның үш тармағы және екі түйіні бар. Әр филиалдың өз ағымы бар. Тармақ тізбектей жалғанған (ол арқылы бірдей ток өтеді) және екі түйіннің арасында орналасқан элементтерден құралған тізбектің бөлімі ретінде анықталуы мүмкін. Өз кезегінде түйін - бұл кем дегенде үш тармақ біріктірілетін тізбек нүктесі. Егер электрлік диаграммада екі сызықтың қиылысында нүкте қойылса, онда бұл жерде екі сызықтың электрлік байланысы бар, әйтпесе олай емес. Біреуі екіншісінің жалғасы болып табылатын екі тармақ түйісетін түйінді алынбалы немесе азғындалған түйін деп атайды.
1 сурет- тармақталмаған
2 сурет – тармақталған
Тармақталған электр тізбектерінің эквивалентті кедергісі
Эквивалентті қарсылық әдісі бір-бірімен тізбектей, параллель немесе аралас тізбекте қосылған пассивті элементтер бар осындай электр тізбектерін есептеу үшін қолданылады.
Эквивалентті кедергілерді анықтау
Диаграммада 1-суретте және R3 және R4 кедергілері тізбектей қосылған: олардың арасында (3 нүктеде) ток бар тармақ жоқ, сондықтан I3 = I4. Бұл екі кедергіні қосынды ретінде анықтай отырып, біреуімен (эквивалентімен) ауыстыруға болады
Осындай ауыстырудан кейін қарапайым схема алынады (1 б-сурет). R2 және R3,4 кедергілері параллель қосылған, оларды келесі формула бойынша анықтау арқылы біреуіне (эквивалентіне) ауыстыруға болады:
Мұндай түрлендірулер арқылы пассивті элементтердің бір энергия көзімен аралас қосылу схемасын көп жағдайда қарапайым схемаға дейін азайтуға болады. Неғұрлым күрделі схемаларда эквивалентті қарсылық әдісі есептеуді айтарлықтай жеңілдететін жеңілдетуге қол жеткізеді.
-
Үшфазалы ток электр тізбектері. Үш фазалы ЭҚК-і генераторының жұмыс істеу принципі
Үш фазалы тізбек - көп фазалы электр жүйелерінің ерекше жағдайы, олар бір жиіліктегі ЭҚК жұмыс істейтін, бір-біріне қатысты фаза бойынша белгілі бір бұрышқа ығысқан электр тізбектерінің жиынтығы болып табылады. Әдетте бұл ЭҚК, ең алдымен, энергетикада, синусоидалы екенін ескеріңіз. Дегенмен, қазіргі заманғы электромеханикалық жүйелерде жиілік түрлендіргіштері жетектерді басқару үшін пайдаланылады, кернеу жүйесі әдетте синусоидалы емес. Бірдей токпен сипатталатын көп фазалы жүйенің бөліктерінің әрқайсысы фаза деп аталады, яғни. фаза - бұл генератордың немесе трансформатордың, желі мен жүктеменің сәйкес орамасына қатысты тізбектің бөлімі.
Сонымен, «фаза» ұғымының электротехникада екі түрлі мағынасы бар:
-
фаза синусоидалы түрде өзгеретін шаманың аргументі ретінде; -
фаза көп фазалы электр жүйесінің ажырамас бөлігі ретінде.
Көпфазалы жүйелердің дамуы тарихи түрде жүргізілді. Бұл бағыттағы зерттеулерге өндірістің дамуының талаптары себеп болды, ал көпфазалы жүйелерді дамытудағы табысқа электр және магниттік құбылыстар физикасының ашылулары ықпал етті.
Үш фазалы ЭҚК-і генераторының жұмыс істеу принципі
Үш фазалы генераторлардың жұмыс істеу принципі электромагниттік индукция заңына негізделген. Ол айналмалы магнит өрісіне орналастырылған металл жақтаудың ұштарында электр қозғаушы күштің (ЭМӨ) индукцияланатынын айтады. Бұл жағдайда жақтаудың өзі де, магниттер де айнала алады.
Демонстрациялар осылай орнатылады. Нақты генераторларда жақтаудың орнына өзектері бір-бірінен оқшауланған жұқа мыс сымнан жасалған катушкалар қолданылады.
Әмбебап синхронды үш фазалы генератор - белгілі бір энергия түрін электр энергиясына түрлендіруге арналған айнымалы токтың ерекше механизмі.
Дәл осы қондырғы күн панельдерінің, электростатикалық машиналардың, сондай-ақ гальваникалық элементтердің жұмысына жауап береді.
Кіріктірілген айналдыратын электромагнит пайдаланылатын статор орамасының үш фазасы арқылы қозғалатын магнит ағынын жасауға қабілетті. Нәтижесінде ойықтарда бірдей жиіліктегі айнымалы ЭҚК пайда болуына қол жеткізуге болады. Кез келген фазалық ығысу магнит өрістерінің айналуының үштен біріне тең белгілі бір бұрышта жүзеге асырылады.
-
Кирхгоф заңдары. Электр тізбектерін есептеудің дұрыстығын тексерудің негізгі әдістері. Контурлық ток әдісі
Электр тізбектерін есептеу алдында тармақтардағы тоқтарды анықтау керек, содан кейін тізбектегі жетіспейтін параметрлерді есептеу қажет. Ол үшін алдымен тармақтағы тоқтардың бағытын беру керек. Электр тізбектерін есептеу барысында Кирхгоф заңдарын тікелей қолдану күрделі электр схемаларына Кирхгофтың 1-ші және 2-заңдарын қолдануға негізделген.
Есептелетін тоқтар саны тармақ санына тең – А, түйін саны – Б. А белгісізді есептеу үшін А теңдеуін құрау керек. Кирхгофтың бірінші заңы бойынша (Б-1) теңдеуі құрылады, жетіспейтін теңдеу саны (А-(Б-1)) Киргофтың екінші заңымен құрылады.
А теңдеуінің жүйесін шеше отырып тармақтағы тоқты анықтауға болады. Кирхгофтың бірінші заңының тұжырымдалуы: түйіндегі тоқтардың алгебралық қосындысы нөлге тең
.
Түйінге бағытталған тоқтар «+» таңбасымен, ал түйіннен кері бағытталған тоқтар «-» таңбасымен алынады.
Кирхгофтың екінші заңының тұжырымдалуы: тұйықталған контурдағы пассивті элементтеріндегі түсу кернеулерінің алгебралық қосындысы сол контурдағы э.қ.к. алгебралық қосындысына тең болады
,
мұндағы m – пассивті элементтердің саны;
n – э.қ.к. саны.
Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеу құру үшін контурға бағыт береді, сондағы берілген бағытпен бағыттас ЭҚК пен тоқтар «+» таңбасымен, ал қарама-қарсы бағытталғандар «- » таңбасымен алынады.
Электр тізбектерін есептеудің дұрыстығын тексерудің негізгі әдістері. Контурлық ток әдісі
Контурлық токтар әдісі Кирхгофтың 1-ші және 2-ші заңдарына сәйкес құрастырылған теңдеулер жүйесінен шығады, бұл кезде контурлық токтар қажетті айнымалылар ретінде қабылданады. Бұл жағдайда теңдеулер саны тізбектің тәуелсіз тізбектерінің санына тең болады.
Үш тізбекті электр тізбегі үшін контурлық токтар әдісі бойынша теңдеулер жүйесі келесідей:
I11R11 + I22R12 + I33R13 = E11;
I11R21 + I22R22 + I33R23 = E22;
I11R31 + I22R32 + I33R33 = E33;
-
Айнымалы ток тізбектерінің элементтері: белсенді кедергі, индукторлар, конденсаторлар
Белсенді кедергі
Ол айнымалы ток кернеу көзінен, қосылатын сымдардан және кейбір жүктемелерден тұрады. Сонымен қатар, жүктеме индуктивтілігі өте аз, ал R кедергісі өте үлкен. Біз мұны жүктеме кедергісі деп атайтынбыз. Енді біз оны белсенді кедергі деп атаймыз.
R кедергісі белсенді деп аталады, өйткені тізбекте осындай кедергісі бар жүктеме болса, контур генератордан келетін энергияны жұтады. Тізбек терминалдарындағы кернеу гармоникалық заңға бағынады деп есептейміз:
U = Umcos(ωt).
Конденсатор
Тұрақты токты зерттегенде біз оның конденсаторы бар тізбекте өте алмайтынын білдік. Конденсатор диэлектрлік қабатпен бөлінген екі пластина болғандықтан. Тұрақты ток тізбегі үшін конденсатор тізбектегі үзіліс сияқты болады. Егер конденсатор тұрақты токтан өтсе, онда ол ақаулы.
Тұрақты токтан айырмашылығы, айнымалы ток конденсатор бар тізбек арқылы да өтуі мүмкін.
Конденсатордағы кернеу тізбектің ұштарындағы кернеуге тең болады. Сондықтан біз бұл екі шаманы теңестіре аламыз.