Passive тобы - пассивті компоненттер

КІРІСПЕ

Мамандарды дайындау сапасын жоғарылату үшін, студенттердің шығармашылық ой қабілетін және инженерлік ептілігін қалыптастыру үшін зертханалық сабақтардың маңызы зор. Бұл әдістемелік нұсқауларда «Радиотехника, электроника және телекоммуникация» мамандығының студенттері үшін «Электр тізбектерінің теориясы» пәні бойынша міндетті зертханалық жұмыстар келтірілген. Зертханалық жұмыстар өзімен бірге сызықты электр тізбектерін зерттеу бойынша тәжірибелік және есептік сипаттағы жұмыстардың жиынтығын, сондай-ақ осы тізбектердегі өтпелі үдерістерді көрсетеді. Барлық зертханалық жұмыстар берілген тақырып дәрісте қарастырылғаннан кейін жаппай (фронталды) әдіспен орындалады. Зертханалық жұмыстарды тәжірибе жүзінде іске асыру «Electronics Workbench» электронды әмбебап зертханалармен жабдықталады.

Әрбір зертханалық жұмыс екі негізгі бөлімнен тұрады: негізгі теориялық мәліметтер; жұмыстың тәжірибелік бөлігі. Негізгі теориялық мәліметтер бөлімі істелетін тәжірибеге сәйкес теориялық қысқаша кіріспеден тұрады. Теориялық материалды тереңірек оқып түсіну үшін студенттер оқулықтарға жүгінуі керек. «Жұмысқа дайындық» пунктінде студенттер үшін жұмысқа дайындалу кезінде оқулықтар және бөлімдері көрсетілген. Жұмыстың тәжірибелік бөлімінде тәжірибенің нақты есептері, электр тізбектерінің сұлбалары, тәжірибелік мәліметтерді тіркеу және кескіндеу үшін кестелер мен графиктер келтірілген. Тәжірибе нәтижелерін толығырақ түсіну үшін бақылау сұрақтары келтірілген.

«Электр тізбектерінің теориясы» курсы электр тізбектеріне инженерлік есептеулер жүргізу үшін, соның ішінде бірінші кезекте эектр тізбектеріндегі өтпелі үдерістерді есептеу үшін іргелі негіз болып табылады. Сондықтан зертханалық жұмыстарда сызықты электр тізбектерінде өтпелі үдерістердің сипатын зерттеуге аса көңіл бөлінген. Зертханалық жұмыстардың атауы осы мамандықтың ерекшеліктерін максималды ескеретіндей етіп құрастырылған. Радиотехникалық тізбектерде кеңінен таралған операциялық күшейткіштер негізінде электр энергиясын тиімді беруге қатысты резонансты тізбектерде есептерді шешу үшін «Тұрақты тоқтың беріліс желілері», «Электр тізбектерде резонанс құбылысын зерттеу», «Синусоидалы емес тоқтың периодикалық тізбектері» бөлімдері бойынша зертханалық жұмыстарға аса көңіл бөлу керек.

«Электр тізбектерінің теориясы» курсының міндетіне зертханалық жұмысты орындау кезінде студенттердің бойына келесілерді сіңіру (қалыптастыру) жатады:

- жартылай өткізгіш аспаптарда және интегралдық сұлбаларда өтіп жатқан негізгі физикалық үдерістер бойынша білімі болуы керек;

- электрондық аспаптар қолданылатын сұлбаларда тәжірибелік зерттеулерді жоспарлап және оны орындай алуы керек;

- электрондық аспаптарды зерттеуде және оларды қолдануда тәжірибелік шеберлікті жинақтау керек.

№1-зертханалық жұмыс

ELECTRONICS WORKBENCH ПРОГРАММАСЫНЫҢ МҮМКІНДІКТЕРІМЕН ТАНЫСУ

Жұмыстың мақсаты: Electronics Workbench програмасын оқып үйрену мүмкіндіктері

1.1 Жалпы мәліметтер

ПЭЕМ-ны қолданатын виртуалды зертхана электрлік және электрондық эксперименттік зерттеулерді жүргізу үшін оңай, әрі жеңіл болып саналады.

«Электр тізбектерінің теориясы» пәні бойынша зертханалық жұмыстарды орындау үшін Electronics Workbench (ЕWB) программасы қолданылады. ЕWB программасы Windowsта жұмыс істеу үшін есептелген. Программаның ерекшелігіне өндірістік аналогына сыртқы түрі мен сипаттамасы бойынша жақын бақылау-өлшеуіштік аспаптар жатады.

EWB программасының терезесі меню аймағынан, бақылау-өлшеуіштік аспаптардың сызғышынан және компоненттердің кітапханалық сызғышынан тұрады. Программаның жұмыс аймағында бақылау-өлшеуіштік аспаптары иконкамен жалғанған модельденетін сұлба және сұлбаның қысқаша сипаттамасы орналастырылады. Қажет болған жағдайда әрбір аспап оның жұмыс режимдерін құру және қорытындыларын бақылау үшін жайылып көрсетілуі мүмкін.

Electronics Workbench программасының негізгі артықшылықтары

Қарапайым компоненттері параметрлердің жиынтығымен сипатталады, олардың мәндерін клавиатурамен тікелей өзгертуге, мысалы активті элементтер модельмен, яғни параметр жиынтығымен беріледі және нақты бір элементпен немесе оның идеал көрсетілуімен сипатталады. Модель компоненттердің кітапхана тізімдерінен таңдалады, модельдердің параметрлері қолданушымен өзгертіле алады. Модельдеу қорытындысын принтерге шығаруға болады немесе оларды ары қарай өңдеу үшін текстік немесе графикалық редакторда импорттауға болады.

Electronics Workbench-те барлық элементтер орнықталған параметрлермен қатаң түрде сипатталады, сондықтан тек элементтердің параметрлерімен және есептеу алгоритімімен анықталатын қорытынды әр кезде эксперимент жүргізген сайын қайталанып отырады.

Electronics Workbench сұлбаны элементтердің барлық қосылыстары анық және бір уақытта бүкіл сұлба толығымен көрсетілетіндей етіп орналастыруға мүмкіндік береді.

Сымдардың түстерін өзгерту арқылы схеманы адамның қабылдауына ыңғайлы етіп көрсетуге мүмкіндік береді. Бірнеше тәуелділіктерді бір уақытта зерттеу кезінде ыңғайлы болу үшін графиктерді де әртүрлі түстермен кескіндеуге болады.

1.2 Жұмыстың орындалу тәртібі

1. Electronics Workbench программасын қолдану мүмкіндіктерімен танысыңдар.

2. EWB программасын қосыңдар (Пуск-программа-Electronics Workbench- Electronics Workbench).

3. Негізгі менюлерді қарап шығыңдар.

EWB программасының терезесі меню аймағынан, бақылау-өлшеуіштік аспаптарының сызғышынан (линейка) және компоненттердің кітапханалық сызғышынан тұрады. Программаның жұмыстық аймағында моделденетін сұлбаға қосылатын бақылау-өлшеуіштік аспаптар мен сұлбаның қысқаша сипаттамасы орналасады. Қажет болған жағдайда әрбір аспап оның жұмыс режимдерін құру және қорытындыларын бақылау үшін жайылып көрсетілуі мүмкін. Сұлбаны жинаған соң оның қорек көзіне қосылуы оң жақтың жоғарғы бұрышында орналасқан қарапайым қосқышты басу арқылы жүзеге асырылады (0- ажыратылған, 1 - қосылған).

«Electronics Workbench» программысының менюі

«Electronics Workbench» программасының негізгі менюін қарастырамыз.

«Electronics Workbench» программасының менюі

«Electronics Workbench» программасының негізгі менюін қарастырамыз.

File менюі Windows программаларының аймағына сәйкес келеді:

New –жаңа сұлбаны құру

Open – сұлбаны ашу

Save – сұлбаны сақтау

Save as... – қалай сақтау …

Revert to Saved – сақталғанға қайта оралу

Import и Export – файлдардың импорты мен экспорты

Print –баспаға шығару

Print setup – принтерді реттеу

Exit –EWB программасынан шығу

Командалардың бір бөлігі саймандар панеліне шығарылған.

(құру, ашу, сақтау, баспа) командаларына саймандар панеліндегі түймелер сәйкес келеді.

Editменюі

Cut - қию

Copy - көшіру

Paste - қою

Delete - жою

Select All – барлығын ерекшелеу

Copy as Bitmap – буферге көшіру (берілген команда сұлбаны кез келген текстік редакторға сурет түрінде беру үшін арналған, мысалы Word редакторы).

Командалардың бір бөлігі саймандар панеліне шығарылған.

(қию, көшіру, қою)

Circuit (сұлба) менюі келесі командалардан тұрады:

Rotate – сағат тіліне қарсы 90⁰- қа бұрылу

Flip Horizontal – горизонтал бойынша айналы кескіндеу

Flip vertical - вертикал бойынша айналы кескіндеу

Component Properties – элемент параметрлерін реттеу

Create Subcircuit - қосалқы сұлбаны құру

Zoom In – масштабты үлкейту

Zoom Out – масштабты кішірейту

Бұл командалар да саймандар панелінде қайталанады:

Analysis (анализ) менюі

Activate - қосу

Pause - пауза (үзіліс)

Stop - өшіру

Analysis Options - талдау параметрлері

EWB программасының пайдаланылатын компоненттердің кітапханасына қысқаша шолу.

4. Тышқан тетігінің көмегімен Passive қосалқы менюін ашыңдар

Passive тобы - пассивті компоненттер

- Түйін өткізгіштерді жалғау үшін және бақылау нүктелерін құру үшін қолданылады. Әрбір түйінге қосылатын өткізгіштің (тармақтың) саны төрттен аспауы керек.

- Жермен түйістірудің нөлдік кернеуі болады, осылай бастапқы нүктенің потенциалын есептеуді қамтамасыз етеді.

- Тұрақты кернеу көзі. Тұрақты кернеу көзінің немесе батареяның э.қ.к.

Вольтпен өлшенеді және туынды шамалармен (мкВ - кВ дейін) беріледі, батарея кескінінде қысқа майлы сызықпен басқа шықпаға қатысты теріс потенциалы бар шықпа белгіленеді.

- Тұрақты ток көзі. Тұрақты ток көзі Ампермен өлшенеді және туынды шамалармен беріледі (мкА - кА дейін). Жебе токтың бағытын («+» плюстен «-» минусқа дейін) көрсетеді.

- Айнымалы синусоидалы кернеу көзі (кернеудің эффективті мәні, жиілік, фаза).

- Резистор (кедергі)

- Катушка (индуктивтілік)

- Конденсатор (сыйымдылық)

Жұмыс істеу үшін элементті таңдап алып, тышқан тетігінің сол жақ түймесін баса отырып, оны Electronics Workbench программасының Жұмыс аймағына алып келу керек.

Үндемес бойынша қондырғылар менюінде элементтердің ішкі параметрлері берілген. Берілген элементтің мәнін өзгерту үшін оған курсорды алып келіп, тышқанның сол жақ түймесін баса отырып, ішкі параметр қондырғыларының менюін ашу керек, содан кейін элемент терезесіндегі Valie ашып, қажетті мәнін қою керек. Label қосалқы менюінде элементтің белгіленуі жазылады.

Мысалы:

Резисторды таңдай отырып, тышқан тетігінің сол жақ бөлігін басып оны Electronics Workbench программасының Жұмыс аймағына алып шығу керек.

Резистор кедергісінің үндемесі бойынша бір килоомға (1 кΩ) тең. Берілген кедергінің мәнін өзгерту үшін курсорды кедергіге апарып, тышқан тетігінің сол жақ бөлігін екі рет баса отырып, ішкі параметр қондырғыларының менюін ашу керек, одан соң Resistor терезесіндегі Valie қосалқы менюін ашып, кедергінің қажетті мәнін қою керек. Label қосалқы менюінеR элементінің белгіленуін жазу керек.

Енді Жұмыс аймағына тұрақты тоқ көзін (батареяны) шығарамыз, оның үндемесі бойынша кернеу 12 В тең болады. Берілген кернеудің мәнін өзгерту үшін курсорды батареяға апарып, тышқан тетігінің сол жақ бөлігін екі рет баса отырып, ішкі параметрлер қондырғысының менюін ашу керек, содан соң Voltage терезесіндегі Valie қосалқы менюін ашып, кернеудің қажетті мәнін қою керек. Label қосалқы менюінде Е элементінің белгіленуі жазылады.

Indic тобы - Индикаторлық аспаптар

- Вольтметр (ішкі кедергі, DC-тұрақты токты өлшеу режимі, АС - айнымалы токты өлшеу режимі).

- Амперметр (ішкі кедергі, DC - тұрақты токты өлшеу режимі, АС - айнымалы токты өлшеу режимі).

Осы аспаптарды қосу үшін теріс клемма кең қара жолақпен белгіленген, сондай-ақ компоненттің кескінін айналдыру кезінде иконканың кез келген қырына орналасуы мүмкін.

Бақылау-өлшеуіштік аспаптары

Бақылау-өлшеуіштік аспаптарының панелі EWB программасының жұмыс терезесіндегі меню аймағының астында болады және сандық мультиметрден, функционалды генератордан, екі каналды осциллограф-тан, амплитудалы-жиілікті өлшегіштен және фаза жиілікті сипаттама-лардан тұрады. Аспаптармен жұмыс істеудің жалпы реттілігі мынадай: аспаптың иконкасы курсормен жұмыс аймағына әкелініп, өткізгіштер арқылы зерттелетін сұлбаға жалғанады. Аспапты жұмыстық күйге келтіру үшін оның иконкасына екі рет курсормен басу керек.

Әрбір аспапты жеке қарастырамыз.

Мультиметр

Мультиметрдің беттік панелінде:

- өлшеу нәтижелерін кескіндеу үшін дисплей;

- сұлбаға және басқару түймелеріне жалғану үшін

клеммалар;

- токтың, кернеудің, кедергінің және әлсіреудің өлшеу режимдерін таңдау үшін клеммалар;

-тұрақты немесе айнымалы токты өлшеу режимдерін таңдау үшін клеммалар орналасқан.

Генератор

Генератормен басқару басқарудың келесі органдарымен жүзеге асырылады:

- шығыс сигналының пішінін таңдау: синусоидалы, үшбұрышты және тікбұрышты;

- шығыс сигналының жиіліктік қондырғысы;

- шығыс сигналының амплитудалық қондырғысы.

Генератордың кірісінде кернеудің амплитудалық мәні берілетінін есепке алу керек, сондықтан есептеу кезінде кіріс кернеуінің әрекеттік мәнін есептеу керек.

Осциллограф

Осциллографтың 10 мкВ/бөл (мкВ/дел) (mV/Div) 5 мкВ/бөл (мкВ/дел) (kV/Div) дейінгі диапазонда А және В сезгіштігі бойынша жеке реттеу және вертикал бойынша (Y POS) жылжуын реттеу үшін екі каналы (CHANNEL) болады. Кіріс бойынша режимді таңдау AC және DC түймелерін басу арқылы жүзеге асырылады.

Жайылма режимі келесі түймелермен таңдап алынады:

Жайылма режимінің төмендегідей түрлері болады:

вертикал бойынша кернеу сигналы, горизонтал бойынша - уақыт;

В/А режимінде: вертикал бойынша – В каналының сигналы, горизонтал бойынша – А каналының сигналы;

А/В режимінде: вертикал бойынша – А каналының сигналы, горизонтал бойынша – В каналының сигналы.

Осциллографты жермен түйістіру аспаптың оң жағындағы жоғарғы бұрышындағы GROUND клеммасы арқылы жүзеге асырылады.

ZOOM түймесіне басу кезінде - экранның көлемі үлкейеді, горизонтал бойынша кескінді айналдыру және вертикал визир сызықтары (көк және қызыл түсті) бойынша оны экранның кез келген жеріне курсормен қою және сканерлеу мүмкіндіктері туады.

№2 зертханалық жұмыс

ОМ ЖӘНЕ КИРХГОФ ЗАҢДАРЫНЫҢ КӨМЕГІМЕН ТҰРАҚТЫ ТОК ТІЗБЕГІН ЗЕРТТЕУ

Жұмыстың мақсаты: тұрақты ток тізбектерін тәжірибелі зерттеу.

2.1 Негізгі теориялық ережелер

Электрлік тізбектерді талдау әдістеріінің негізі Ом және Кирхгоф заңдарына сүйенеді.

Ом заңы кедергісі бар тізбектің учаскесіндегі U кернеуі, I тогы және R кедергісі арасындағы математикалық арақатынасты көрсетеді.

I = U / R, U = I × R, R = U / I,

мұнда, I - ток, А; U - кернеу, В; R - кедергі, Ом.

Тұрақты кедергісі бар тұйық тізбекте ток кернеуге пропорциялы түрде өзгереді. Тұрақты кернеу кезінде кедергі өзгеретін болса, онда ток кедергіге кері пропорционалды өзгереді.

Барлық электрлік тізбектер Кирхгофтың бірінші және екінші заңдарына бағынады.

Кирхгофтың I Заңы: ∑I = 0 – торапта түйісетін токтардың алгебралық жиынтығы нөлге тең.

Кирхгофтың IІ Заңы: ∑IR = ∑E кез келген тұйық контурда кернеудің азаюының алгебралық жиынтығы осындай контур бойындағы ЭДС алгебралық жиынтығына тең.

Кирхгоф заңдары бойынша теңдеулер жасамас бұрын, келесілерді:

а) тармақтағы токтардың оң бағытын және оларды сызбада көрсету.

б) Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеу құру үшін контурларды айналып өтудің оң бағытын өз еркімен таңдау қажет.

Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеу құрып отырып, ток көзі бар тармақтардан басқа сызбаның барлық тармақтарын қамтыған жөн.

Тек ЭДС көзінен қуат алу кезіндегі энергетикалық баланстың теңдеуі келесідей болады:

∑I²R = ∑EI.

Электрлік тізбектерді тәжірибелі есептеу үшін Кирхгофтың заңдары бойынша тізбектерді есептеу әдісіне қарағанда, уақыт пен еңбек шығындары тұрғысынан өте тиімді әдістер жасалынды, оларға: контурлы токтар әдісі, қондыру әдісі, торапты күш-қуат әдісі және т.б. жатады.

2.2 Жұмысқа дайындық

ЭТТ курсының «Тұрақты токтың сызықтық электрлік тізбектері» бөлімін қайталау:// Л1 // 9-38б.; // Л2 // 28-39б.; // Л3 // 29-160б..

ЭДС бар тізбек учаскесі үшін Ом заңын жалпы түрде жазу.

Зерттелетін тізбектің сыртқы контуры үшін Кирхгофтың екінші заңын жалпы түрде жазу (2.1 сурет).

2.3 Жұмысты орындау тәртібі

1. Тармақтардағы токтың оң бағыттарымен жүру нұсқасы (2.1 кесте) бойынша тізбек (2.1 сурет) құрастыру. Өлшеу аспаптарын токтардың таңдап алынған бағыттарына сәйкес қосу.

2.1 сурет

2.1 кесте

Нұсқа	1	2	3	4	5	6
E_1,В_.	15	10	20	25	30	12
E_2,В	10	20	30	15	15	24
R_1,Ом	100	50	120	80	120	60
R₂_,Ом	40	20	60	30	45	100
R₃_,Ом	10	30	20	50	10	15
R₄_,Ом	30	60	40	20	50	80
R₅_,Ом	20	30	40	50	25	10

2. Тізбектің әр бөлігіндегі токтар мен кернеуді өлшеу, өлшеу нәтижелерін 2.2 кестесіне енгізу.

2.2 кесте

E₁	E₂	I₁	I₂	I₃	U_R₁	U_R₂	U_R₃	U_R₄	U_R₅
B	B	мA	мA	мA	B	B	B	B	B

3. 1 нүктенің потенциалын нөлге теңестіру. Сызбада көрсетілген барлық нүктелердің потенциалдарын өлшеу. Нәтижелерін 2.3 кестеге енгізу.

2.3 кесте

φ₁	φ₂	φ₃	φ₄	φ₅	φ₆
B	B	B	B	B	B

2.4 Жұмыс нәтижелерін рәсімдеу және талдау

1. Ом заңы бойынша тізбектің барлық бөліктеріндегі кедергілерді есептеу. Нәтижелерін 2.4 кесте түрінде көрсету.

2.4 кесте

R₁	R₂	R₃	R₄	R₅
О_M	О_M	О_M	О_M	О_M

2. Тәжірибе мәліметтерін қолдана отырып, Кирхгофтың екінші заңы бойынша сыртқы контурға арналған теңдеу құрастыру, Кирхгофтың екінші заңының орындалуын тексеру.

3. Тізбектің сыртқы контурына арналған потенциалдық диаграмма тұрғызу.

4. Тәжірибелердің мәліметтері бойынша қуаттардың тепе - тендігін құрастыру.

5. Орындалған жұмыс бойынша талдау және қорытынды жасау.

Бақылау сұрақтары:

1. ЭҚК бар тізбек бөлігі үшін Ом заңының тұжырымдамасын келтіру.

2. Кирхгоф заңдарының тұжырымдамасын келтіру.

3. Энергияның қандай көзін кернеу (ЭДС) және қайсысын ток көзі деп атайды?

4. Кернеу мен токтың нақты (реалды) және идеалды көзінің электрлі сұлбаларын келтіру.

5. Тізбектің потенциалдық диаграммасы дегеніміз не және тәжірибеде оны қалай алуға болады?

№3 зертханалық жұмыс

ТҰРАҚТЫ ТОҚ БЕРІЛІС ЖЕЛІСІ

Жұмыстың мақсаты: тұрақты тоқ беріліс желісінің сипаттамаларын зерттеу.

3.1 Негізгі теориялық ережелер

Электроэнергетикада үлкен қуатты жіберу кезінде нақты беру желісінде ПӘК = 0,94 ден 0,98 дейін, ал желі соңындағы кернеуі желі басындағы кернеуден бірнеше пайызға ғана аз болады. Сондықтан үлкен қуатты жіберу кезінде ПӘК η артуының әрбір пайызының маңызы зор, демек жүктемеге қарағанда (R₁« R₂) желінің кедергісі аз болған дұрыс.

3.1 суретте P₁сызығы басындағы қуаттың, P₂жүктемесіндегі қуаттың, ПӘК η және U₁= const. R_л = const. кезінде ток қызметіндегі U₂жүктемесінде кернеудің өзгеру кестесі және сәйкесінше келесідей есептейтін теңдеулермен көрсетілген.

P₁ = U₁·I; P₂ = U₂·I = U₁·I – I²R _л ; η = P₂/ P₁ = 1 – R _л · I/U₁= R₂/R _л + R₂,

U₂·= U₁ – R _л ·I.

I_max = U₁/ R _л тогының максимальды маңызы жүктеменің қысқа тұйықталуы кезінде орын алады.

3.1 сурет

Автоматты басқару жүйесінде, радиотехникалық сызбаларда (төменгі тоқтар тізбектер) аса маңызды тәжірибелі есептердің бірі электрлік энергияны жүктемеге оңтайлы беруі болып табылады.

Оптимум әдетте P₂ жүктемесінде қуаттылықты максималды алу деп түсіндіріледі. Есептейтін формула мен 3.1 суреттен көріп отырғанымыздай, оған R₂ = Rл кезінде қол жеткіземіз, онда КПД η = 0,5.

3.2 Жұмысқа дайындық

ЭТТ курсының «Тұрақты токтың желілік электрлік тізбектері» бөлімін қайталау: // Л1 // 59-60б.; // Л2 // 64-67б.

Белсенді екіполюстіктен жүктемеге максимальды энергияны беру шарттарын анықтау.

3.3 Жұмысты орындау тәртібі

1. Нұсқа бойынша (3.1 кесте) мәліметтерді пайдалана отырып, сызбаға (3.2 сурет) сәйкес тізбек құрастыру.

3.1 кесте

Нұсқа	1	2	3	4	5	6
U_1,В	10	15	20	30	40	25
R_Л,Ом	20	30	20	40	25	15

3.2 сурет

2. R₂ жүктемесінің кедергісін 1-ден 1000 Ом дейін өзгерте отырып, 3.2 кестеге І тогының мәнін, потенциометр тұтқасының бірнеше жағдайы кезіндегі (5-10 тәртібі) жүктемесінің кернеуін жазу. Линияның басындағы кернеуді (U₁) өз нұсқаңызға сай тұрақты ұстау керек. Потенциометрдің кедергісін аз қадаммен I_max (R₂ = 0) ден 0.5 I_max дейін өзгерту қажет (потенциометр тұтқасының 5 жағдайы).

3.4 Жұмыс нәтижелерін рәсімдеу және талдау

1. Тәжірибе мәліметтері бойынша келесі теңдеулермен P₂, P₁ және η мәнін есептеу:

P₂ = U₂·I; P₁ = U₁·I; η = P₂/P₁

және 3.2 кестесіне енгізу керек.

3.2 кесте

I
U₂
R₂
P₂
P₁
η

2. 3.2 кестенің мәліметтері бойынша сызба құрастыру.

P₁ = f (I);P₂ = f (I);U_{2 =}f (I);η= f (I).

3. Жасалынған жұмыс бойынша қорытынды жасау.

Бақылау сұрақтары :

1. Электорэнергетикада электр энергиясын берудің ерекшелігі неде?

2. Желінің ПӘК желінің басындағы кернеу шамасына қалай тәуелді?

3. Автоматты басқару жүйесінде қандай талаптар қойылады?

4. Максималды қуатты жүктемеге берудің қандай шарттары бар?

№ 4 зертханалық жұмыс

R, L, C –СИНУСОИДАЛЫ ТОҚ ТІЗБЕГІНДЕГІ ЭЛЕМЕНТТЕР

Жұмыстың мақсаты: R, L, C элементтері әр түрлі жалғанған синусоидалы тоқ электр тізбегін тәжірибелі зерттеу, векторлық диаграмма құру.

4.1 Негізгі теориялық ережелер

А) Резистор мен конденсатордың (а) немесе резистор мен индуктивті катушканың (б) тізбектей қосылуы бар тізбекке (4.1 сурет) айнымалы синусоидалы кернеуге қосылған кезде, тізбектің екі компонентінде де белгілі бір синусоидалы ток орын алады, ал тізбектің кірісіндегі кернеу екі компоненттегі кернеу жиынтығына тең. Осы екі кернеу бір-біріне фаза бойынша бірқатар жылжығандықтан, олардың нақты мәндері мен амплитудасын тікелей қосу мүмкін емес. Не осы кернеулердің лездік мәндерін не болмаса 4.2 а және б суреттерінде көрсетілгендей осы кернеулерге сәйкес векторларды құру керек.

4.1 сурет

4.2 сурет

U_C конденсаторындағы кернеу векторы I ток векторынан 90⁰артта қалады, ал U_L индуктивтіктегі кернеу векторы токтан 90⁰алда болады. Векторлық диаграммадан шығатыны конденсаторлы тізбектен

Сонымен U_R = R × I, ал U_C = X_C × I, мұнда келесі шығады:

мұнда, – тізбектіңтолық кедергісі, және яғни ток кернеуден алда болады.

Индукциялығы бар тізбекте ұқсас:

яғни ток кернеуден алда болады.

Егер кернеу үшбұрышының әрбір қабырғасын токқа бөлсек, онда

4.3 сурет

кернеу үшбұрышына ұқсас (4.3 сурет а және б) кедергі үшбұрышы алынады.

Кедергі үшбұышынан шығатыны

R,L,C жүйелік қосылуын талдау – тізбектер R,L және R,C тізбектеріне арналған жеке есептер жиынтығынан түзіледі. Тізбек элементтерінің параллельді қосылуы кезінде тіркелген кернеу тұрақты болып қалады, элементтерде өтетін токтар қойылады.

Б) Резисторы мен конденсаторы (а) немесе резисторы мен индукциялық катушкасы (б) пареллельді қосылуы бар тізбекке (4.4 сурет) ауыспалы синусоидальды кернеуге қосылған кезде, тізбектің екі компонентіне де белгілі бір кернеу қосылған.

I тізбегінің жалпы тогы I_Сконденсаторындағы немесе I_L индукциялық (жалпы токтың реактивтік құрамдасы) тогына және резистордағы токқа(белсенді құрамдас) тармақталады. Дегенмен, кедергідегі ток фаза бойындағы кернеумен ұқсас келеді, ал реактивті элементтегі ток кернеуді 90⁰бірқатар жылжытады (сыйымдылқта басым болады, индукциялықта артта болады). Осы токтардың бірігуін 4.5 суретте көрсетілген токтардың векторлық диаграммасының көмегімен жүргізуге болады.

4.4 суреті

4.5 сурет

Векторлық диаграммадан шығатыны конденсаторлы тізбектен

мұнда

Сондықтан

Мұнда

– толық өткізгіштік, а яғни ток кернеуден озады.

Индукциялығы бар тізбек үшін ұқсас:

яғни ток кернеуден артта болады.

Ток үшбұрышының әрбір қабырғасын кернеуге бөле отырып, өткізгіштік үшбұрышын аламыз (4.6 сур.)

4.6 сурет

Өткізгіштік үшбұрыштан шығатыны

4.2 Жұмысқа дайындық

ЭТТ курсының «Бір фазалы синусоидальдық токтың электрлік тізбектері» бөлімдерін қайталау//Ә 1//. 63-85б.; // Ә 2//. 79-106б..

Тармақталмаған электрлік тізбекке арналған векторлық және топографиялық диаграммаларды құрастыру әдістерін зерттеу.

4.3 Жұмысты орындау тәртібі

А) 1.Оқытушының нұсқауы бойынша тізбекті құрастыру (4.7 суреттің а немесе б нұсқалары).

4.7 сурет

2. Нұсқаға сәйкес (4.1 кесте) E, R, L, C мәндерін қою, f – барлық нұсқалар үшін 50 Гц.

4.1 кесте

Вариант	E, B	R, Ом	L, мГн	C, мкФ
1	10	10	20	100
2	20	15	30	150
3	30	20	40	200
4	40	12	25	120
5	50	14	35	140
6	60	16	45	130

3. Өлшеу нәтижелері бойынша 4.2 кестені толтыру.

4.2 кесте

U, B	I, A	U_R, B	U_L, B	U_C, B

4. 4.2 кестенің мәліметтері бойынша есептеулер жүргізу 4.3 кестені толтыру.

Есептейтін теңдеулер .

4.3 кесте

X_L, Ом	X_C, Ом		S, ВА	P, Вт	Q, Вар

4. 4.2 және 4.3 кестенің мәліметтерін пайдалана отырып, зерттелетін тізбек кернеуінің векторлық диаграммасын құрастыру.

Б) 1. Оқытушының нұсқауы бойынша тізбекті құрастыру (4.8 суреттің а немесе б нұсқалары).

4.8 сурет

2. . Нұсқаға сәйкес (4.1 кесте) E, R, L, C мәндерін қою, f – барлық нұсқалар үшін 50 Гц.

3. Өлшеу нәтижелері бойынша 4.4 кестені толтыру.

4.4 кесте

U, B	I, A	I_R, A	I_L, A	I_C, A

4. 4.4 кестенің мәліметтері бойынша есептеулер жүргізу және 4.5 кестені толтыру.

Есептейтін теңдеулер .

4.5 кесте

X_C, Ом	X_L, Ом		S, BA	P, Вт	Q_C, Вар	Q_L, Вар

4.4 Жұмыс нәтижелерін рәсімдеу және талдау

1. А) бөлімі үшін 4.2 және 4.3 кестелердің мәліметтері бойынша зерттелетін тізбек кернеуінің векторлық диаграммасын құру.

2. Б) бөлімі үшін 4.4 кестенің мәліметтері бойынша зерттелетін тізбек тогының векторлық диаграммасын құру.

3. Зертханалық жұмыс туралы қорытынды жасау.

Бақылау сұрақтары :

1. Элементтерінің параллельді қосылуы бар сызба үшін векторлы диаграмма салу кезінде қандай вектор (тктың немесе кернеудің) негізгі болады?

2. Элементтерінің жүйелі қосылуы бар сызба үшін векторлы диаграмма салу кезінде қандай вектор (тктың немесе кернеудің) негізгі болады?

3.Катушканың индукциялығын тұрақты ток тізбегіне қосатын болса, онда оның кедергісі неге тең болады?

4.Конденсаторды тұрақты ток тізбегіне қосатын болса, онда оның кедергісі неге тең болады?

5.Қуатталық үшбұрышын салу тәртібі.

№5 зертханалық жұмыс

Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 100; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!