Электрлік тізбек және оның элементтері

Электр тізбектері туралы түсінік және оның квалификациясы 1-Дәріс

Баракова а. Ш.

Мақсаты:

Электротехниканың негiзгi ұғымдары, заңдарын және әдiстерін игеру;

Электр тізбегі жайлы және оның жұмыс тәртібі туралы түсінік қалыптастыру;

Тізбек құруға қажетті жабдықтармен таныстыра отырып, өткізгіштердің тізбекке жалғану әдістері мен оларды есептеу жайлы мағлұмат алу;

Мазмұны:

Электрлік тізбек және оның элементтері

Электр тізбектерінің негізгі түсініктері мен анықтамалары

Тұрақты ток тізбектерінің негізгі заңдары

Электр тізбегінің эквивалент кедергісі мен кедергілерді қосу

Электр тізбегіндегі ЭҚК мен ток көздері

Электрлік тізбектің жұмыс тәртібі

соңы

Электротехника деп электр энергиясын өндіруді, тасымалдауды және таратуды қарастыратын ғылым мен техниканың саласын айтады

Электротехникада

тұрақты және айнымалы электр токтары мен тізбектерінің, трансформаторлардың, электрлік өлшеуіш аспаптардың, электр машиналарының құрылысы, әрекеттік парқы

және кейбір техникалық параметрлері мен сипаттамалары қарастырылады

Электрлік тізбек және оның элементтері

Электротехникада күнделікті өмірде және өнеркәсіпте қолданылатын негізгі электротехникалық құралдардың жұмыс істеу принципі мен құралдары қарастырылады. Электротехникалық құрал жұмыс істеу үшін, қажетті жұмыс режимі мен электр энергиясын қамтамасыз ететін электр тізбегі құрылуы тиіс.

Электр тізбегі деп - электр тоғына жол құрайтын, электрлік ток, ЭҚК (электр қозғаушы күш) және электрлік кернеу туралы түсіндірілген электромагниттік процесс құрайтын құралдар мен объектердің жиынтығын атаймыз.

мәзір

1. Электр тогы. Ток көзі

Еркін электр зарядтарын тасымалдаушылардың реттелген қозғалысы

электр тогы деп атайды

Өткізгіште электр тогы ұзақ уақытқа қалу үшін электр өрісін сақтап қалу керек. Ол үшін ток көздерін қолданады. Мысалға гальвани элементтері, аккумуляторлар, генераторлар жатады.

гальвани элементі -

химиялық реакция есебінен жұмыс істейді, реакцияда бөлініп шығатын ішкі энергия электр энергиясына айналады.

Өткізгіште ток жүргенде өткізгіш қызады

Өткізгіштің көлденең қимасы арқылы қандай да бір уақыт аралығында тасымалданатын электр мөлшерінің сол уақыт аралығында қатынасын

ток күші деп атайды

АМПЕР Андре Мари

(22. I 1775 - 10. VI 1836) француз физигі, математик және химик

Техникалық амперметр

Көрнекілікке арналған

амперметр

Зертханалық амперметр

Шартты белгісі

Ток күшін өлшейтін құрал амперметр деп аталады.

Амперметрді ток күшін өлшейтін құралмен тізбектеп қосады.

2. Ток күші. Ток күшінің өлшем бірлігі. Амперметр

3. Электр кернеуі. Кернеудің өлшем бірлігі. Вольтметр.

Кернеудің шартты белгісі

ВОЛЬТА Александро

(1745-1827) итальяндық физик

Өткізгіш ұштарындағы кернеуді өлшеуге арналған құрал вольтметр деп аталады

Техникалық вольтметр

Зертханалық вольтметрлер

Вольтметр электр тізбегінде қандай да бір екі нүктенің арасындағы кернеуді өлшеу үшін сол нүктеге параллель жалғанады

Кернеу - токты тудыратын, электр өрісін сипаттайтын

физикалық шама. 1 Кл заряд орын ауыстыру үшін

электр өрісінің атқаратын жұмысын анықтайды.

Кернеудің өлшем бірлігі- 1 вольт (В) .

U = A / q

1 В = 1 Дж / 1 Кл

1 мВ = 0, 001 В

1 кВ = 1000 В

Ағып жатқан су ток күші болса ағысқа келтіріп тұрған куш, электр кернеуі болып табылады

Ом Георг Симон

(1787-1854 ) неміс физикгі

Белгіленуі: R.

Өлшем бірлігі: 1 Ом.

ρ -заттың меншікті кедергісі,

l - өткізгіштің ұзындығы,

S - өткізгіштің көлденең қимасының ауданы

Тізбек бойымен өтетін токқа өткізгіштің кедергі жасау қасиетін сипаттайтын шаманы кедергі деп атайды.

4. Электр кедергісі. Кедергінің өлшем бірлігі. Тізбек бөлігі үшін Ом заңы

Кедергінің шартты белгісі

Тізбек бөлігі үшін Ом заңы

Өткізгіш кедергісі оның өлшемдеріне және материалына тәуелді болатындығын алғаш тәжірибе жүзінде зерттеген Ом.

Өткізгіштің кедергісі оның ұзындығына яғни тура пропорционал,

Өткізгіштің кедергісі оның көлденең қимасының ауданына кері пропорционал, яғни

Өткізгіштің кедергісі оның материалына байланысты, яғни

Өткізгіштің материалын сипаттайтын шаманы меншікті кедергі деп атайды. Меншікті кедергіні әрпімен белгілейді.

Халықаралық жүйеде (SI) меншікті кедергінің өлшем бірлігі Ом. м

Ұзындығы 1 м, көлденең қимасының ауданы 1 м2 болатын белгілі бір материалдан жасалған өткізгіштің кедергісіне тең.

Қимасының ауданы 1 м2 өткізгіштер болмайтындықтан, меншікті кедергіні SI жүйесінен тыс бірлікпен өрнектейді: Ом. мм2/м

күміс 1, 58*10-8

Никелин 4, 2*10-7

Мыс 1, 68*10-8

Манганин 3, 9*10-7

Темір 9, 9*10-8

Нихром 1, 05*10-6

Алтын 2, 2*10-8

Платина 1, 05*10-7

Жез 6, 3*10-8

Қорғасын 2, 07*10-7

Никель 7, 3*10-8

Қалайы 1, 13*10-7

Мырыш 5, 95*10-8

Фарфор 1019

Константан 4, 7 *10-7

Эбонит 1020

8 - кестеде кейбір заттардың 20°С - тағы меншікті кедергілерінің мәні берілген. Ом*м

Электр тізбегінің элементтері тізбектей жалғанған

Тізбектей жалғанған деп барлық элементтері тізбектеліп жалғануы тиіс және де осы тізбекте элементтері қосылса, онда тізбекте бірдей ток көзі пайда болады I.

Тізбектегі барлық U кернеуінің мәні бөлек аймақтағы кернеу мәніне тең болады, оны Кирхговтың екінші заңымен анықтау керек.

Тізбектегі элементтердің тізбектей қосылуының кемшілігі, тізбектегі элементтердің ең болмағанда біреуі жұмыс істемей қалса, тізбектегі қалған элементтердің барлығы жұмыс істемей қалады.

түрі

Өткізгіштерді тізбектей қосу

R = R1 + R2

I = I1 = I2

U = U1 + U2

Электр тізбегіндегі элементтердің параллель қосылуы

Бір кернеу арқылы қосылған тізбектегі электр энергия тұтынушылар параллель қосылған деп аталады

Бұл жағдайда олар екі түйінге қосылған а және b, Кирхгофтың бірінші заңының көмегімен тізбектегі жалпы ток I әр тармақтағы токтардың алгебралық қосындысына тең:

I = I1 + I2 + I3,

Сонымен

Кедергілері параллель қосылған электрлік тібектің кернеуі

U = IRэкв = I1R1 = I2R2 = I3R3.

Осыдан,

яғни тізбектің параллель тармақтарындағы токтың мәні оның кедергілерінің мәніне кері пропорционал.

Бір немесе бірнеше тұтынушылардың қосылуы немесе сөнуі басқалардың жұмысына әсер етпейді.

түрі

Өткізгіштерді параллель қосу.

Электр тізбегіндегі элементтердің аралас қосылуы

Тізбекте кедергілердің параллель және тізбектей қосылған топтар бар тізбекті аралас қосылған тізбек дейді.

Эквивалентті кедергіні есептеу сұлбаның соңынан басталады. Есептеуді жеңілдету үшін, тізбектегі барлық кедергілердің мәні тең деп аламыз: R1=R2=R3=R4=R5=R.

Онда соңғы сұлбадағы эквивалентті кедергі тең болады:

сұлбаны қысқаша былай жазуға болады

түрі

Электр тогының жұмысы

1 Вт·сағ =

1 кВт*сағ =

Жұмысты өлшейтін құрал - электр есептегіштер.

3600 Дж

3 600 000 Дж

Электр тогының қуаты

Электр тогының қуатын өлшейтін құрал - ваттметр немесе амперметр мен вольтметрді қолданып та қуатты табуға болады

Өткізгіштердің электр тогы әсерінен қызуы. Джоуль-Ленц заңы

ДЖОУЛЬ ДЖЕЙМС ПРЕСКОТТ

(1818-1889), ағылшын физигі

Ленц Эмилий Христианович (1804-1865 ), орыс физигі

U = I · R

A = I·U·t

Q = I2·R·t

Электр тізбектерінің негізгі түсініктері мен анықтамалары

Талдау мен есептеу процесін іске асыру үшін, электрлік тізбек графикалық түрде, элементтерінің шартты белгілерімен қосылу түрлері көрсетілген, электрлік сұлба ретінде беріледі.

Электр тізбектерінің негізгі түсініктері мен анықтамалары

Электрлік тізбек сұлбасын есептеуде негізгі бірнеше элементтерді алып қарастырады.

Электр тізбегінің тармағы - бір ток өтетін тізбек бөлігі. Тармақ бір немесе бірнеше тізбектей қосылған элементтерден тұрады.

Электр тізбегінің түйіні - үш немесе одан да көп тармақтардың біріккен жері. Бір жұпқа қосылған тармақтар пареллель деп аталады. R1 және R2 кедергілері параллель тармақтарда орналасқан.

Контур - бірнеше тармақтар арқылы өтетін, кез келген тұйықталған бөлік.

артқа

Электр тізбектерін есептеу және қорытындылау Ом заңын қолданумен және Кирхгофтың бірінші және екінші заңдарын қолданумен жүзеге асады. Осы заңдар негізінде барлық электр тізбегіндегі және белгілі бір тізбек бөлігіндегі токтар мәні, кернеу, ЭҚК арасындағы байланыс орнайды.

Тұрақты ток тізбектерінің негізгі заңдары

Тізбек бөлігі үшін Ом заңы

Электр тізбегінің аb бөлігі үшін ток, кернеу және кедергінің мәндері Ом заңы арқылы табылады

немесе

UR = RI

Бұл жағдайда UR = RI - кернеу деп немесе R резисторына түсетін кернеу деп атайды, ал

- R резисторындағы ток.

Электр тізбегін есептеуде кей кездері R кедергісімен емес, кедергіге қарсы өлшем электрлік өтімділікті пайдаланған жөн:

Бұл жағдайда тізбек бөлігі үшін Ом заңы

мына күйде жазылады:

I = Ug.

ТОЛЫҚ Тізбек үшін Ом заңы

Бұл заң, ішкі кедергісі r0 бар, қорек көзі ЭҚК Е пен тізбектегі I токтың және толық тізбектің жалпы эквиваленттік кедергісі RЭ = r0 + R арасындағы тәуелділікті анықтайды

Сонымен қатар, Кирхгофтың бірінші және екінші заңдарын қолдана отырып шығаруға болады.