Электр тізбектер және оның элементтері
Орындаған: Мұратбеков С.Е.
ШҚО Өскемен қаласы
2015 жыл
Жоспар
Кіріспе ______________________________
Электр тізбегі деп _________________________3
Электр тізбегінің элементтері _______________3
Элемент параметірлері ____________________3
Кедергі параметрлері _____________________3
Индукция параметрлері ___________________3
Сыйымдылық параметрлері ________________3
Қолданылған әдебиеттер
Кіріспе
Электр тізбектер теориясы ғылым ретінде электр тізбектерінің анализі және синтезін, схеманы және құрылғылардың маңызды аспабы болып табылады, ол электротехникада және радиотехникада көп қолданылады. Электр тізбектерге әр-түрлі техникалық аспаптар жатады. Қай жерде болмасын әнгіме электр тогында немесе электр қысымында болса, онда ол жерде электр тізбектерінің қатысы болады. Электр тізбектердің құрылуының бастамасы Ом заңынан 1826 жылы және Киргофтан 1845 жылдан, 1876 жылы П.Н.Яблочковтың трансформаторды,1895 жылы А.С.Поповтың радионы, 1906 Л.де Ворестомтың триоданы ойлап табуы. 1924 жылы Р.Фостер және 1926 жылы В.Кауэр тапсырма тізбектер синтезі арқылы шешу методикасын құрастырған. Басты тапсырма, яғни электр тізбектерінің теориясын шешу, екі топқа бөлінген: анализ және синтез. Анализ тапсырмасы процестерді зерттеумен байланысты. Тізбектен өтіп, оның элементтерінің параметрлері бегілі құрылымы берілген. Электр тізбектерінің бірінші қадамы: оның математикалық моделі идеалдық түрде болу керек. Бұл идеалдық ғылыми әдісте тізбектер теориясының мінездемесінің бірі болып саналады. Нақты электр тізбегі тізбектің эквивалентін көрсетеді, идеалдық элементтерден тұратын. Эквиваленттті электр тізбек процесі интегро – дифференциалдық теңдеу арқылы көрсетеді, оның шешімі тізбектің анализінің кірістегі әрекетінің реакциясын көрсетеді, егер бастапқы шарты берілсе. Осылайша, электр тізбектер теориясының әдістеріне кіреді: Эквивалентті идеалдық тізбектің құрылуы, нақты құрылғыға лайықты; Тезбектің құрылуы және шешуі, алынған қорытындыны келтіру анализдік реалдық тізбекке сәйкес. Синтез тапсырмасы тізбек құрылымын және параметрлерін іздеуге болады, берілген заң бойынша бұл процес бағынады.. Синтез анализге қарағанда қиынырақ тапсырма болып есептеледі, өйткені ықшамдылық мақсат шешімін болжайды, берілген талаптар орындалады. Мысалы: электр тізбегінің элементі минималді сан болса, немесе оның шекті төмен құнында.
Айнымалы ток туралы
... тетіктерін жасап шығарды. 1891 жылы ол электр энергиясын үш фазалы токпен 175 км қашықтыққа жеткізуді іске асырды. Айнымалы токты электр энергиясы саласында кеңінен пайдалану шо ... ң дамыуы арқасында жаңадан электр тізбектерінің теориясы және электр магнит теориясы ашылды. 1904 жылы Петербург политехникалық институтының профессоры В.Ф.Миткеевич «Электр және магнитизм теориясы» лекциясын бірінші ...
Электр тізбегі деп, генерациялауға арналған, тапсырулар, өзгертулер және электрлік энергия қолдану құрылғылар жиынтығын атайды, осы процестер электрлік ток, электр кернеу және электр қозғаушы күш (ЭҚК) ұғымдар арқасында жазылады.
Электр тізбегіне кіретін бөлек құрылғыларды электр тізбегінің элементтері деп атайды .
Электр тізбек элементтері электр энергияны генерациялауына арналған, электр энергия көзін атайды, ал электр энергияны қолданатын элементтер электр энергиясын қабылдағыштар деп атайды.
Тізбектің тапсырушы элементтері көздер және қабылдағыштарды байланыстырады. Сымдардан басқа, тапсырушы элементтерге бақылау құралдары және басқарулар жатады , сонымен қатар қайта құрушы құрылғылар (трансформатор,түзетуші және т.б.).
Электр тізбегінің әрбір элементі тізбектен электр энергияны жұту қасиеттеріне және энергияның басқа түрлеріне ауысуына ие болады (қайтымсыз процес ), өздерінің магнит және электр өрістерін еңгізеді, энергиялар жиналады және белгілі бір шартта қайтып келеді ( кері процес ).
Бұл қасиеттердің мінездемесін беру үшін , элемент параметрлерінің ұғымын енгізеді .
Электр тізбегінен энергияны жұту элементтер қасиеттеріне кедергі параметрлері мінездеме береді және оны энергияның басқа түріне ауыстыруын.
Индукция параметрі электр тоғы аққан кезде өзіне меншікті магниттік өрісін шығаратын элементтер қасиеттеріне мінездеме береді ( өздік индукция өрісі).
Элемент қасиеттерінің заряд жинауына немесе олармен электр өрісін қоздыруына сыйымдылық (С) параметрлері мінездеме береді.
Кедергі параметрі тұрақты ток үшін R=P/I2 және ауыспалы тоқ үшін r=p/i2 мына формулалармен анықталады.
Кедергінің ХБЖ-гі негізгі өлшем бірлігін — Ом (Ом ).
Индукция параметрі L ток (I, i) арасындағы пропорционалдық коэффициенті және ағын ілінісі болып келеді (ψ, ψi): ψ=LI және ψi=Li. Оны өздік индукция коэффициенті деп атайды және ХБЖ-де өлшем бірлігі – Генри ( Гн ).
Сыйымдылық параметрі кернеу және элемент қуаты арасындағы пропорционалдық коэффициент: q=CU, q=Cu . ХБЖ-де өлшем бірлігі – Фарада (Ф)
Жалпы жағдайда кез келген нақты құрылғы 3 параметргеде ие болады R, L, C.
Кедергі, индукция, сыйымдылық параметрлерінің көмегімен сипаттауға болатын тізбек элеметтерін пассивтікдеп атайды.
Жұмысты сипаттағанда ЭҚК-н еңгізуге міндетті тізбек элементтерін активтік деп атайды. Активті элементтерге барлық энергия көздері кіреді.
Электр энергия көздерінің негізгі қасиеттері — әр түрлі потенциялдарды бөлек тізбек бөлімдерінде ұстау, сонымен қатар электрлік тоғын тұйықталған тізбекте ұстау және қоздыру- оның электр қозғаушы күшімен сипатталады. ЭҚК (Е, е) мөлшері ток көзі арқылы өтетін оң зарядты 1Кл мөлшеріне тең энергияны алады. Егер dt уақыт аралығында ауыспалы ток көзі бойынша заряд dq=idt өтсе, онда шапшаң қуаттың нығайтушы көзі p=ei тең. Тұрақты ток көзі үшін P=EI.
Токтың көз бойынша өтуін қыздырылған ішкі көздің энергия жоғалтуымен қарастырылады. Бұл жоғалтулар Rвн . кедергі параметрімен сипатталады.
Тек қана бір параметрі бар тізбек элементі идеал деп аталады.
Идеал электрлік энергия көзі тек қана Е параметріне ие болады, идеал индукциялы элементтің параметрі — тек қана L, идеал сыйымдылықтың элемент параметрі — тек қана С , резистілік элемент — бір параметр ғана R.
Волновые электростанции как источник возобновляемой энергии
... получают питание от волновых установок. В Индии от волновой энергии работает плавучий маяк порта Мадрас. Рис. 1.1. Поплавковая волновая электростанция. Волновой преобразователь «Утка ... Солтера» (рис. 1.2) представляет собой поплавковый преобразователь волновой энергии, рабочей конструкцией которого является ...
Электр техникалық құрылғылардың натуралды бейнелеуі және олардың қосылулары үлкен және еңбек сіңіргіштік сызбаларға әкеледі.
Есептеуді орындау үшін әрбір электр техникалық құрылғылардан идеал
Тізбектерде процестердің берілгенің немесе жақындатуын суреттеуге болатындай, электр тізбегінің алмастыру сұлбасы әртүрлі идеалданған элементтер жиынтығынан түзіледі.
Алмастыру сұлбасының кескін үйлесімі келесі геометриялық ұғымдармен анықталады : тармақ, түйін , контур.
Тармақ сұлбалары бір немесе бірнеше тізбектей қосылған элементтерден түзіледі, әр қайсысы екі қорытындыға ие( бас және соңы ), және де әрбір алдынғы элементтердің соңы келесінің басына жалғанады.
Түйін – үш не одан да көп тармақтардан жалғанған нүкте.
Контур – бірнеше тармақ арқылы өтетін кез-келген тұйық жол.
Тізбектің алмастыру сұлбасы көрсетілген, үш тармаққа ие (а Rvв; а Rл в; а Е Rвн Rа в).
Егер тізбектің алмастыру сұлбасының барлық элемент параметрлері белгілі болса, онда электротехникалық заңдарды пайдаланып , барлық электр техникалық құрылғылардың электрлік күйін анықтау болады .
Электр өткізгіштіктің электрондық теорияларына сәйкес металдарда валенттілік электрондар атомдардан жеңіл бөлінеді , оң иондардан тұрады.
Иондар кристалдық торкөзін құрастырады. Бос электрондар кеңістікте торкөздер мен атомдар арасында қозғалады.
Электр өрісі кернеунің әрекетінен, электр энергия көзінің жасауымен, бос электрондар қосымша жылдамдықтарға ие болады және бір бағытта орналасады. .
Жалпы жағдайда тұрақты тоқ электр өрісінің әрекетінен оң және теріс зарядтты реттелген қозғалыстар көрсетеді. Оң және теріс зарядтардың қозғалыс бағыттары қарама-қарсы, сондықтан келісіп алу керек, қандай зарядтардың қозғалысын оң бағытталған тоқ деп санауға болады. Оң бағытталған тоқты оң заряттардың қозғалыс бағыттары деп санайды. Ол бағыт стрелкамен белгіленеді.
Элементте оң бағытталған тоқ немесе тармақтар өз бетімен шығады және стрелкамен көрсетіледі. Егер оң бағытталған тоқты таңдаған кезде тап осы элементте тоқ тізбегінің жұмыс уақытын есептеу нәтижесінде оң болып табылады. Нақты бағыт болмаған жағдайда оң бағытқа қарама-қарсы таңдалады.
Тізбек сұлбасының элементінде кернеудің оң бағыты тізбек учаскелеріне арналған, энергия көзі болмайтын, токтың оң бағытымен сәйкес келетіндей етіп таңдауды ұсынады және стрелкамен көрсетіледі.
Потенциалдыда ( Кулоновом ) заряд өрісі үлкен потенциалды нүктеден төмен потенциалды нүктеге дейін қозғалуға әрқашан ұмтылады , нәтижесінде барлық потенциалдар тегістеледі , әр түрлі белгілермен барлық зарядтар өзара компенсируются және барлық электрлік әсерлер жоғалады . Кулон заңына қарамастан теріс зарядтар оң зарядтардан алып тасталынады, процестердің қайсыбірі бар болуы сондықтан қажетті.
Түрлі есімді зарядтарды бөлуге ұмтылатын, Кулон күштеріне қарсылық ететін күшті, шеттік немесе кулондық емес деп атайды.
Шеткі күштердің барысы электротехникалық құрылғылардың жұмысы үшін қажетті . Шеткі күштерсіз электротехника бар бола алмас еді.
Зарядтарды қайта бөлуіне кулондық емес күштердің қатысу саны немесе олардың қозғалысында электр тізбек арқылы жұмыс бағаланады, олардың әрекеттері арқылы бірлік зарядты тасымалдау кезінде іске асыруға қабілетті. Бұл мөлшерді электр қозғаушы күш (ЭҚК) деп атайды.
Газ а арлар туралы
... екпінді иондану электрондары мен иондары арттырады саны зарядтарды газға, әрі өз кезегінде олар келіп қозғалысы әсерінен электр өрісі мен асыра алады алдыңғы ионизацию жа ... деп аталады ұшқынды разряд немесе ұшқын тесіп газ. Кезде ұшқынды разрядты газ кенеттен өз күшін жоюда диэлектрлік қасиеттері болады, жақсы жолсерік. Өріс кернеулігі ...
Электр тізбегінде кулондық емес күштердің әрекеті электр энергия көзінің ішінде орналасқан. Электр тізбектерінің сұлбаларында ЭҚК әрекеті дөңгелекпен бейнеленеді. Дөңгелек ішіне бағытын көрсететін стрелка қойылады, оң ЭҚК оң зарядты орналастыруға ұмтылады.
Егер өткізгіш көзін жүкке тұйықтасақ , тоқ тізбек арқылы ЭҚК көзіне бағытталады. Оң бағытталған тоқ және қабылдағыш кернеулер сәйкес келеді , яғни сыртқы көз қысымдарына оң бағытталған кернеу оң бағытталған тоқ көзіне қарама-қарсы. Демек , ішкі көздердегі оң зарядтар бұл уақытта потенциалдардың өсуіне қарай бағытталады. Қабылдағышта оң зарядтар кему потенциалдарына қарай бағытталады. Бөлімдерді тізбектей жалғаған кезде немесе электр тізбек элементтері бөлек ток оларға біреу. Тізбектей жалғанған мына белгіге сұлба талапқа сай болады, ал , үш элемент кезінде ( мысалы , үш резистор кедергімен R1, R2, R3) мынандай ретпен қосылған : келесі элементтің соңы мен алдындағы элементтің басы қосылған, тап осы элементтердің кіріс қысымдары бірінші элементтің басы мен соңғы элементтің аяғы болып келеді (Н1, К3).
күштенуін іс істейді , , Кирхгофтың екінші заңына сәйкес , кіріс қысымдарының арасында кернеу U әрекет етеді, бөлек элементтерде кернеу құлауының соммасына тең. (бөлімдерде):
- U= U1 + U2 + U3 = IR1 + IR2 + IR3;
- U = I(R1 + R2 + R3) = IR;
- R= R1 + R2 + R3.
Бөлімдерді параллель жалғау кезінде немесе бөлек элементтердің тізбектері, олардың барлығы бір түйінге жалғанған, яғни бір кернеудің әрекетінде болады.
Паралель жалғанған мына белгіге сұлба сай болады, ал , үш пассивті элементтердің басы (мысалы, үше резистор) кедергімен R1, R2, R3 түйінде жалғанған Н, ал соңы К түйінінде. Түйін нүктелерінің арасында кернеу әрекет етеді U=U1=U2=U3.
Пассивті элементтерді паралель жалғаған кезде есептеуде тармақтардың өткізгіштігін қолдану ыңғайлы. Дәл осы жағдайда өткізгіштер g1=1/R1; g2=1/R2; g3=1/R3, ал тармақтағы токтар I1=Ug1; I2=Ug2; I3=Ug3.
Кирхгофтың бірінші заңына сәйкес , I топтың тармақтарының ( элементтері ) жалпы тоғы тармақ тоқтарының соммасына тең және дәл осы жағдайда Н түйінінен К түйініне бағытталған:
- I = I1 + I2 + I3 = Ug1 + Ug2 + Ug3;
- I = U(g1 + g2 + g3) = U;
- Где g = g1 + g2 + g3.
Параллель жалғау үшін пассивті элементтер санының (п) ұқсас айтылғандарын жазуға болады . Жалпы ток мағыналарын сақтау кезінде пассивті элементтердің эквиваленттік өткізгіштіктерінің барлық әрекеттері арқылы жалпы өткізгіштігі g. Сондықтан пассивті элементтер тобын бір элементпен ауыстыруға болады ( эквиваленттікпен ) және қарапайым сұлбаны алуға болады, онда R = 1/g.
Металл сымдармен көп санды элементтер негізінде, әртүрлі ұзындықпен, қимаға және материалға, неміс ғалымы С.С. Ом келесі заңды орнатты: өткізгіштер соңында потенциалдар айырымы өткізгіштегі тоққа пропорционал U = Ri.
Ом пропорционалдық коэффициентті электрлік кедергі деп атады. Ол ұзындыққа түзу пропорционалды және өткізгіш қимасына кері пропорционалды : R = ρl/S, ρ — өткізгіш орындалған материалдың салыстырмалы кедергісі, l –өткізгіш ұзындығы, S –өткізгіш қимасы.
Мөлшерді, кері кедергіні, өткізгіштік деп атайды: g = 1/R.
Трансформатор туралы
... тен аспайды. Биполярлы транзисторлар туралы қазақша реферат Биполярлы транзисторлар өткізгіштігі әр түрлі үш жартылай өткізгіш қабаттардан тұрады. ... аталады. Егер к>1 болса, трансформатор төмендеткіш, ал к<1 болғанда трансформатор жоғарылатқыш болады. Трансформатордың жұмыс ... айналдырады. Ең үнемділері жылулық бу турбиналы ірі электр станциялары. Электр энергиясының тұтынылатын орны көп. Ал оның ...
ХБЖ-де кедергінің негізгі өлшем бірлігі — Ом ( Ом ); өткізгіштікі — сименс ( См ).
Электрлік мінездеме U=f(I) вольтамперлік мінездеме деп аталады . Егер ол өткізгіштер үшін иілген түзу сызық болса, Ом, тізбек заңына бағынатын, осы өткізгіштен құралғанды сызықтық деп атайды.
Кирхгофтың екі заңы электр тізбектерінің негізгі заңдары болып саналады . Көптеген тәжірибелердің негізінде екі заң анықталған болатын .
Кирхгофтың бірінші заңына сәйкес сұлбаның кез-келген түйініне келетін токтардың алгебралық қосындысы нөлге тең:
түйінге бағытталған токтар плюс таңбасымен жазылады , ал минус таңбасы түйіннен бағытталғандар жазылады . Мысалы ,тізбек түйіні үшін I1 + I2 + I4 = I3 + I5. Кирхгофтың екінші заңына сәйкес кез-келген тұйық контурдың бойындағы кернеулердің алгебралық қосындысы нөлге тең:
m – контурдың бөлім саны. Кернеу плюс таңбасымен жазылады және минус таңбасымен — қарама-қарсы бағытталған
Тізбекке арналған , ЭҚК көзі және резистивтілік элементтер кіретін, резистивтік элементтердегі кернеудің алгебралық қосындысы ЭҚК-тің алгебралық қосындысына тең
m — резистивтік элементтер саны , n – контурдағы ЭҚК саны .
Жеке жағдайда контурға тізбектің бір тармағы кіре алады, сондықтан ол тізбектердің сыртықы тармақтарында тұйықталады
Бұл жағдайда: RI – U = E Немесе I = (U = E)/R
Алынған теңдеу ЭҚК көзінің тармақтары үшін қайнарымен талдап қорытылған Ом заңы
