ГАРМОНИКАЛЫҚ ТЕРБЕЛІСТЕР

Презентация қосу

Экономика және ақпараттық технологиялар колледжі

Курстық жұмыс тақырыбы:

ГАРМОНИКАЛЫҚ ТЕРБЕЛІСТЕР

Орындаған: г-522 топ студенті: Балқыбаева Н.А.
Жетекші: арнайы пән оқытушысы: Құдайбергенов М.Ф.
КІРІСПЕ
Гармоникалық тербелістер басқа тербеліс түрлерінен келесі себептерге байланысты
ерекшеленеді:
Шынайы жүйелерде болып жататын шамасы аз еркін және еркін емес тербелістерді көбіне
гармонкалық тербеліс формасына ие немесе соған жақын деп қарастырса болады.
Периодты функциялардың көбісін тригонометриялық компоненттердің қосындысына ажыратса
болады. Басқаша айқанда, кез-келген тербелісті гармоникалық тербелістердің қосындысы
ретінде келтірсе болады.
Гармоникалық тербелістер жүйелердің көптеген класстары үшін гармонкалық әсерлерге
ықпал етуші болып табылады (сызықтыққа тән), сонысен қатар әсер мен ықпал арасындағы
байланыс жүйенің тұрақты сипаттамасы болып табылады.
Гармоникалық тербелмелі қозғалыс деп нүкте қозғалысының тепе-теңдік қалпынан ауытқу
шамасының синусоида немесе косинусоида бойымен периодты түрде қайталанып отыруын
айтамыз.
Енді қозғалыстағы нүктенің кинематикасын қарастырайық. А нүктесі радиусы R шеңбер
бойымен тұрақты ω бұрыштық жылдамдықпен сағат тіліне қарсы бағытта бірқалыпты қозғалсын.
Егер алғашқы t=0 уақыт мезетінде оның орны K0-ге сәйкес келсе, онда нүкте t уақыттан кейін
шеңбер бойымен қозғала отырып φ=ωt бұрышына бұрылады.Кездейсоқ сандар генераторы
(Генератор случайных чисел; generator random numbers) — кездейсоқ сандар беретін қүрылым
немесе программа. Әдетте, Кездейсоқ сандар генераторы - программалау тілдерінде
стандартты функциялар мен процедуралар қүрамына кіретін программа.
1 ГАРМОНИКАЛЫҚ ТЕРБЕЛІСТЕРДІҢ ГЕНЕРАТОРЛАРЫ

Гармоникалық тербелістер — физикалық (немесе кез-келген басқа) шамасы уақыт өтісімен
синусоидалы немесе косинусоидалы заңдылықтар бойынша өзгеріп тұратын тербелістер.
Гармоникалық тербелістердің жалпы дифференциалдық түрі.
Еркін тербелістер жүйе тепе-теңдік жағдайынан шығарылған кездегі жүйедегі ішкі күштердің
әсерінен болады. Еркін тербелістер гармоникалық болуы үшін тербелмелі жүйенің сызықты болуы
керек (яғни, сызықты қозғалыс теңдеуімен сипатталуы керек), және мұнда энергия диссипациясы
болмауы қажет (соңғы болған жағдайда тербеліс өшеді).
Еріксіз тербелістер сыртқы периодты күштер әсерінен болып тұрады. Олар гармоникалық
болуы үшін тербелмелі жүйенің сызықты болуы (яғни, сызықты қозғалыс теңдеуімен сипатталуы
керек), ал сыртқы күштер өздері уақыт өткен сайын гармоникалық түрде өзгеріп тұруы қажет (яғни,
сыртқы күштердің уақытқа тәуелділігі сионусоил\далы боуы керек).
Гармоникалық тербелістер басқа тербеліс түрлерінен келесі себептерге байланысты
ерекшеленеді:
Шынайы жүйелерде болып жататын шамасы аз еркін және еркін емес тербелістерді көбіне
гармонкалық тербеліс формасына ие немесе соған жақын деп қарастырса болады.
Периодты функциялардың көбісін тригонометриялық компоненттердің қосындысына ажыратса
болады. Басқаша айқанда, кез-келген тербелісті гармоникалық тербелістердің қосындысы ретінде
келтірсе болады.
Гармоникалық тербелістер жүйелердің көптеген класстары үшін гармонкалық әсерлерге ықпал
етуші болып табылады (сызықтыққа тән), сонысен қатар әсер мен ықпал арасындағы байланыс
жүйенің тұрақты сипаттамасы болып табылады.
1.1.Еркін тербелістер

Біз қозғалысын қарастырып отырған денелер тобын механикада денелер жүйесі немесе
жай ғана жүйе деп атайды. Жүйеге енетін денелер арасындағы әрекет ететін күштерді ішкі
күштер, ал жүйеге енбейтін денелер тарапынан жүйе денелеріне әрекет ететін күштерді сыртқы
күштер дейді. Тербелістердің ең карапайым түрі — жүйе тепе-теңдік күйінен ауытқығаннан кейін
ішкі күштердің әрекетінен пайда болатын тербелістер. Ондай тербелістер еркін тербелістерге
жатады. Еркін тербелістер деп дене тепе-теңдік күйінен шығарылғаннан соң сыртқы күштің
әрекетінсіз болатын тербелістерді айтады, Серіппеге бекітілген жүктің не жіпке ілінген жүктің
тербелістері еркін тербелістерге мысал бола алады. Алдыңғы тақырыпта алынған тербеліс
периодының формулалары осы еркін тербелістерге қатысты.
Еркін тербелістердің жиілігін жүйенің меншікті тербеліс жиілігі немесе меншікті жиілік деп те
атайды. Тербелістің меншікті жиілігі тербелмелі жүйенің қасиеттеріне, яғни серіппелі маятникте
дененің массасы мен серіппенің қатаңдығына, ал математикалық маятникте оның ұзындығына
байланысты анықталады. Сонымен, серіппелі және математикалық маятниктер еркін
тербелістер жасайды. Мұндай тербелістер табиғатта кептеп кездеседі. Маятниктердің
тербелістерімен танысқаннан кейін, бізге енді дене қандай жағдайда еркін тербелістер
жасайтынын ұғыну қиын емес. Біріншіден, тербелмелі жүйеде біріне-бірі "ұқсас" күштер әрекет
етуі керек. Серіппелі маятникте бұл — серпімділік күші.Оның координаталар осіне түсірілген
проекциясы (Ғх = -kx) серіппенің деформациясына, яғни дененің ығысуына пропорционал
болады. Бұл күш тербелген дененің тепе-теңдік күйіне қарай бағытталған. Жіпті маятникте бұл
— ауырлық күші мен серпімділік күшіне теңәрекетті күш. Оның проекциясы (Ғ х = -mgx/l) да
дененің ығысуына пропорционал және бұл күш те тепе-теңдік күйіне қарай бағытталған.
Екіншіден, жүйедегі үйкеліс мейлінше аз болуы керек, олай болмаған жағдайда тербеліс тез
өшіп қалады. Себебі үйкеліс күші қозғалысқа қарсы бағытталғандықтан, оның әрекетінен теріс
жұмыс өндіріледі де, механикалық энергия азаяды. Энергияның азаюымен амплитуда кемиді.
Сөйтіп, тербеліс өшеді. Өшетін тербелістерді гармоникалық тербелістер деп есептеуге
болмайды, өйткені гармоникалық тербелістерде амплитуда тұрақты.
2 ГАРМОНИКАЛЫҚ ТЕРБЕЛІС
Гармоникалық тербелмелі қозғалыс деп нүкте қозғалысының тепе-теңдік қалпынан ауытқу
шамасының синусоида немесе косинусоида бойымен периодты түрде қайталанып отыруын
айтамыз.
Енді қозғалыстағы нүктенің кинематикасын қарастырайық. А нүктесі радиусы R шеңбер бойымен
тұрақты ω бұрыштық жылдамдықпен сағат тіліне қарсы бағытта бірқалыпты қозғалсын.
Егер алғашқы t=0 уақыт мезетінде оның орны K0-ге сәйкес келсе, онда нүкте t уақыттан кейін шеңбер
бойымен қозғала отырып φ=ωt бұрышына бұрылады.
K1 нүктесінің X және Y осьтеріндегі проекцияларын М және N арқылы белгілейік. K1 нүктесі шеңбер
бойымен қозғалғандықтан M,N нүктелері X,Y осьтері бойынша периодты түрде қайталанып орын
ауыстырады. Сөйтіп, M,N нүктелері О нүктесінің маңында X,Y осьтері бойымен тербелмелі қозғалыс
жасайды. Олай болса, М және N нүктелерінің уақытқа байланысты ауытқиды
Егер t=0 мезетте тербелістегі нүкте өзінің тепе-теңдік қалпында болмаса, онда оның алғашқы
фазасы (φ0) туралы сөз болады.
Сонымен, егер нүкте шеңбер бойымен бірқалыпты айналмалы қозғалатын болса, онда оның
диаметрге түсірілген проекциялары сол диаметр бойымен гармоникалық тербелмелі қозғалыс
жасайды. Бұл айтылған пікір гармоникалық тербелмелі қозғалыстың кинематикалық анықтамасын
сипаттайды.
Тербелістегі нүктенің тепе-теңдік қалпынан ең үлкен ауытқуын оның амплитудасы (А) деп атайды.
Ал тербеліс периодына кері шама тербеліс периодының жиілігі (v) делінеді. Бұл шама бірлік уақыт
ішіндегі тербеліс санын көрсетеді. Егер нүкте шеңберді толық бір айналып шықса, онда φ=2Ү , олай
болса бұрыштық жылдамдық мына түрде жазылады:
өйткені v=1/T тең. Сонымен (99) формуладағы А – тербелістегі нүктенің амплитудасы, - оның
фазасы. Ал φ 0- тербелістің алғашқы фазасы.
Енді нүктенің қандай күштің әсерінен гармоникалық тербеліске келетіндігін табайық. Ньютонның
екінші заңы бойынша F=ma формуланы пайдаланып бұл теңдікті былай жазайық:
Бұдан тербелістегі нүктеге әсер етуші күш оның ауытқу шамасына тура пропорционал және
әрдайым тепе-теңдік қалыпқа қарай бағытталады. Сондықтан мұндай
күшті қайтарушы күш деп атайды. Олай болса, күштің периоды мен фазасы
үдеудің периоды мен фазасына дәл келіп отырады
Гармоникалық тербелісті өндіретін айнымалы тоқ генераторы
2.2.Айнымалы ток генераторы

Ток генераторы деп энергияның қандай да бір түрін электр энергиясына
айналдыратын қондырғыны айтады. Электростатикалық машиналар,
термобатареялар, күн батареялары, т.б. генераторға жатады.
Қазіргі кезде айнымалы токтың электромеханикалық индукциялық генераторлары
өте кең таралған. Бұл генераторлардың артықшылығы — олардың құрылысының
қарапайымдылығында және жеткілікті түрде жоғары кернеу мен үлкен токтарды
алу мүмкіншілігінде. Электромеханикалық индукциялық генераторларда
механикалық энергия электр энергиясына айналады. Мұндай генератор
құрылысының принциптік жобасын біз §2.1-ында қарастырып, магнит өрісінде
айналып тұрған сым орамада айнымалы индукциялық ЭҚК-інің пайда болатынын
айтып өткенбіз. Токты сыртқы тізбекке шығару үшін сақиналарға жабыстырып
қойған щеткалар қолданылады.
Кез келген индукциялық генератордың негізгі бөліктері мыналар:
1) индуктор — магнит өрісін тудыратын қондырғы. Бұл тұрақты магнит не
электромагнит болуы мүмкін;
2) якорь — ЭҚК индукцияланатын (пайда болатын) орама;
3) щеткалар мен сақиналар — айналып тұрған бөліктерден индукциялық токты
шығарып алатын немесе электромагниттерге қоректенетін ток беретін
қондырғылар.
Айнымалы тоқтың бір фазалық генераторы
3. РЕГЕНЕРАЦИЯ АУМАҒЫНЫҢ ҰЗЫНДЫҒЫ МЕН
ПАРАМЕТРІН ЕСЕПТЕУ

3.1.Регенератор кірмесіндегі өтпелі қорғанысты есептеу
Көршілес регенрациялық пунктер арасындағы аумақты (ОП-НРП, НРП-НРП, НРП-ОРП)
регенерациялық аумақ деп атайды. Оның минималды, номиналды, максималды мәндері ЦЖТ-
ның техникалық сипаттамаларында келтірілген. Регенерация аумақтың сұлбасы 3.1 суретте
көрсетілген. Ол кабельдік тізбектен тұрады, металдық (симметриялық немесе коаксиалды) кабель
және регенератор ретінде қолданылады. Регенератор құрамында кабельдік тізбек пен енгізілетін,
сигнал және үйкеліс түзеткішінің күшеюін қамтамасыз ететін түзетуші күшейткіш көрсетілген,
сонымен қатар белгілі қадамды кернеуі бар КК кірмесінде сигналды салыстыру жолы арқылы әр
тактілік интервалда («0» немесе «1») таралатын сигнал туралы шешім қабылдайтын шешущі
құрылғы (ШҚ) болады.
Регенерация үрдісінде қате шешім қабылдау мүмкіндігі бар, яғни ақпаратты тарату сапасының
төмендеуіне әкелетін қателіктер пайда болуы мүмкін. Жобаланған аумақтағы қателік
ықтималдығының үлкен мәні үйкеліс мөлшеріне байланысты, таңбааралық интерференция (ТАИ)
арқылы шақырылған, шешім қабылдау нүктесінде (ШН) сигналды бөгеттен қорғау және аумақтағы
регенератор санына да тәуелді болады
Регенерациялық аумақ ұзындығы байланыс жолындағы регенератор санын азайту үшін
максималды болуы қажет. Ал регенерациялық аумақ ұзындығының өсуі регенератордағы қате
ықтималдығының өсуіне әкеледі.
Таратудың қажетті сапасын қолдау үшін қателік ықтималдық шамасы орнатылған сәйкес
шамадан үлкен болмауы керек. Бұл регенератор кірмесіндегі бөгеттен сигналдың минималды
өтпелі қорғанысын және регенерация аумағының максималды өткізгішті ұзындығын анықтайды.
Екі абонент арасындағы халықаралық байланысты ұйымдастыру кезінде цифрлық сигналдағы
ықтималдық қателік халықаралық стандартқа байланысты рқат.∑=10-6 мәнінен үлкен болуы керек.
Ұлттық аумақта рқат.ұлт.аум..∑ = 0,4·10-6 болады.
ҚОРЫТЫНДЫ

Регенератор құрамында кабельдік тізбек пен енгізілетін, сигнал және үйкеліс
түзеткішінің күшеюін қамтамасыз ететін түзетуші күшейткіш көрсетілген, сонымен қатар
белгілі қадамды кернеуі бар КК кірмесінде сигналды салыстыру жолы арқылы әр
тактілік интервалда («0» немесе «1») таралатын сигнал туралы шешім қабылдайтын
шешущі құрылғы (ШҚ) болады.
Регенерация үрдісінде қате шешім қабылдау мүмкіндігі бар, яғни ақпаратты тарату
сапасының төмендеуіне әкелетін қателіктер пайда болуы мүмкін. Жобаланған
аумақтағы қателік ықтималдығының үлкен мәні үйкеліс мөлшеріне байланысты,
таңбааралық интерференция (ТАИ) арқылы шақырылған, шешім қабылдау нүктесінде
(ШН) сигналды бөгеттен қорғау және аумақтағы регенератор санына да тәуелді
болады
Регенерациялық аумақ ұзындығы байланыс жолындағы регенератор санын азайту
үшін максималды болуы қажет. Ал регенерациялық аумақ ұзындығының өсуі
регенератордағы қате ықтималдығының өсуіне әкеледі.
Таратудың қажетті сапасын қолдау үшін қателік ықтималдық шамасы орнатылған
сәйкес шамадан үлкен болмауы керек. Бұл регенератор кірмесіндегі бөгеттен
сигналдың минималды өтпелі қорғанысын және регенерация аумағының максималды
өткізгішті ұзындығын анықтайды.
Тыңдағандарыңызға
рахмет

Ұқсас жұмыстар

Толқын жылдамдығы Тербеліс периоды

Ұлттық өнерге баулу, дыбыстың адам өміріндегі маңызын ашу

Дыбыс биіктігі

Дыбыстың биіктігі

Дыбыстың таралу - Әртүрлі ортадағы дыбыс себептерін білу

Толқын ұзындығы

Пәндер