Электр тізбектері және олардың элементтері

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

I. КІРІСПЕ

II. НЕГІЗГІ БӨЛІМ

2. 1. Электр тізбегінің негізгі принциптері және элементтері (қасиеттері)

2. 2. Бір фазалы синусоидалы ток тізбегі

2. 3. үш фазалы тоқ тізбектері

III. НҰСҚА БОЙЫНША ТАПСЫРМАНЫ ОРЫНДАУ

3. 1. Есептін берілгені

3. 2. Кирхгоф заңдарын пайдалану

IV. ҚОРЫТЫНДЫ

V. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

КІРІСПЕ

Электроэнергетика жүйелерінде қолданылатын электрлік қондырғылар мен аспаптардың теориялық негіздерімен танысып, оларда жүріп жатқан электромагниттік үрдістерді модельдеуге, талдауға және есептеуге үйрету нәтижесінде болашақ біздердің яғни мамандардың электротехника саласы бойынша ғылыми көзқарастарын қалыптасып, жетілуіне мүмкіншілік тудыру, практикада кездесетін электротехникалық проблемаларды ғылыми тұрғыдан түсініп, дұрыс шешімдерін таба білуге дағдыландыру.

Электр энергиясының барлық өнеркәсіп салаларында, транспортта, ауыл шаруашылығында және үй тұрмысында кеңінен қолданылуы оның мынандай артықшылықтарына байланысты: электр энергиясын энергияның басқа түріне түрлендіру жеңіл, алыс қашықтыққа тасымалдау ыңғайлы және арзан, электр энергиясы бөлшектеп қолдануға ыңғайлы, электр энергиясымен жұмыс жасайтын қондырғылардың құрылысы қарапайым және бағасы арзан.

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 трансформатор, 1895 жылы А. С. Поповтың радиосыны, 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. 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 тұрады. 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 процеске бағынады. Синтез анализге қарағанда қиынырақ тапсырма болып есептеледі, өйткені ықшамдылық мақсат шешімін болжайды, берілген талаптар орындалады.

II. НЕГІЗГІ БӨЛІМ

2. 1. Электр тізбегінің негізгі принциптері және элементтері (қасиеттері)

Электр тізбегі-бұл электр энергиясын беруге, таратуға және өзара түрлендіруге арналған құрылғылардың жиынтығы, егер бұл құрылғыларда жүретін процестерді тұрақты болуы мүмкін ЭҚК, ток және кернеу ұғымдарымен анықтауға болады. синусоидалы токтың бір фазалы тізбектері.

Электр тізбегі - шартты белгілер арқылы электр тізбегінің бейнесі. Тізбектердің алуан түрлілігіне қарамастан, олардың әрқайсысында екі негізгі типтегі элементтер бар - бұл ток көздер мен тұтынушылар.

Электр тізбегінің негізгі принциптері:

Беттестіру принципі: Егер тізбекте бірнеше электр қозғаушы күштер болса, онда осы тізбектің кез келген тармағындағы ток осы электр қозғаушы күштердің сол тармақта әрқайсы тудырған токтарының алгебралық қосындысына тең.

Теңгеру принципі: тізбектің тармағындағы кедергіні электр қозғаушы күшпен түрлендіруге болады, оның сандық мәні осы кедергі мен токтың көбейтіндісіне тең, ал бағыты ток бағытына қарама-қарсы.

Электр тізбектері және олардың элементтері.

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 ауыстыруында.

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 ${R = PI}_{2}$ және ауыспалы тоқ үшін ${r = pi}_{2}$ 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.

2. 2. Бір фазалы синусоидалы ток тізбегі

Тұрақты токтардағы тізбектің пассивті бөлігі үшін Ом заңы келесідей: $I = \frac{U}{R}$

Ом заңы- электр тогының негізгі заңдарының бірі. Ом заңы - өткізгіштегі ток күшінің (І) осы өткізгіштің ұштары арасындағы кернеумен (U) байланысын анықтайды:

$U = rI$ мұндағы r өткізгіштің геометриялық өлшемдеріне, электрлік қасиеттеріне

және температурасына байланысты болатын пропорционалдық коэффициенті r - омдық

кедергі немесе өткізгіштің берілген бөлігінің кедергісі деп аталады. Ом заңын 1826 ж. Неміс физигі Г. Ом (1787 - 1854) ашқан.

Кирхгоф Заңдары

Кирхгофтың бірінші заңы-түйіндегі токтардың алгебралық қосындысы нөлге тең: Однофазные цепи синусоидального тока

Кирхгофтың екінші заңы-кез-келген тұйық контур бойындағы кернеулердің түсуінің алгебралық қосындысы осы тізбекте әрекет ететін ЭҚК-нің алгебралық қосындысына тең:

Однофазные цепи синусоидального тока

Қуат балансының теңдеуі:

Однофазные цепи синусоидального тока

Қуат балансының теңдеуі электр тізбектері үшін энергияны сақтау Заңының модификациясы болып табылады. Бұл белгілі бір тізбектердің есептеулерінің дұрыстығын тексеруге арналған негізгі теңдеу. Бұл теңдеудің сол жағында қабылдағыштар тұтынатын қуаттардың арифметикалық қосындысы орналасқан. Оң жақта-бұл тізбектегі көздер берген қуат.

Бұл жағдайда оң жақтағы қосындылардың бірі теріс болуы мүмкін жағдай болуы мүмкін. Бұл белгілі бір жағдайда дереккөз тұтынушыға айналады дегенді білдіреді. Бұл көздің тогы мен ЭҚК-і қарама-қарсы бағытталған кезде пайда болады, мысалы, батареяны зарядтау.

Бір фазалы синусоидалы ток және кернеу тізбектері

Жоғарыда қарастырылған энергия көздері тұрақты немесе айнымалы кернеу (ток) көздері болуы мүмкін, айнымалы кернеу (ток) көздерінің уақыт өзгеру заңы мерзімді және периодты емес болуы мүмкін. Көздер, демек, электромагниттік процестер периодтық заңға бағынатын тізбектер ең көп практикалық қолданысқа ие болды.

Мұндай тізбектердің ерекше жағдайы бір фазалы синусоидалы ток тізбектері болып табылады.

Кез-келген синус функциясының лездік мәні: кернеу, ток, ЭҚК-і және т. б. көрініс өрнегімен ұсынылуы мүмкін:

Однофазные цепи синусоидального тока

2. 3. үш фазалы тоқ тізбектері

Көп фазалы жүйе фазалар деп аталатын Электр тізбектерінің жиынтығы деп аталады, онда фазада бір-бірінен ерекшеленетін бір жиіліктің синусоидалы кернеулері әрекет етеді. Көбінесе симметриялы көп фазалы жүйелер қолданылады, олардың кернеулері шамасы бойынша тең және фазада үш фазалы тізбектердің бұрышына ауысады. $\frac{2\pi}{m}$

Үш фазалы жүйе

Орыс ғалымы М. О. Доливо-Добровольский (1891) құрған үш фазалы жүйе ең көп таралған; ол осы жүйенің барлық буындарын - генераторларды, трансформаторларды, тарату желілерін және үш фазалы ток қозғалтқыштарын ойлап тапты және дамытты.

Ең қарапайым үш фазалы генератор бір фазалы кернеу көзінде қарастырылғанға ұқсас; ол магнит сызықтарының бағытына перпендикуляр осьтің айналасында біркелкі бұрыштық жылдамдықпен ω біркелкі магнит өрісінде айналатын генератор фазалары деп аталатын үш бірдей жазық бұрылыстардан немесе катушкалардан тұрады. Әр фазада басы мен соңын ажырату керек. Барлық катушкалар бір бағытта, мысалы, сағат тілімен оралған деп есептей отырып, катушканың бастапқы қысқышын немесе керісінше, соңғы деп қателесуге болады, бірақ қабылданған шарт барлық фазалар үшін бірдей болуы керек.

Фазалары бір - бірімен байланыспаған үш фазалы жүйе іс жүзінде қолданылмайды генераторлар мен қабылдағыштар жұлдызша немесе үшбұрыш жалғау амалдарымен қосылады.

Жұлдызша жалғану

Генераторды жұлдызша жалғаған кезде, фазалардың ұштары біріктіріліп, нөлдік (бейтарап) 0 нүктесін құрайды. Қабылдағыш үш сымды беру желісінің көмегімен генератор фазаларының басталуына қосылады. Егер соңғысы жұлдызбен жалғанған болса, генератор мен қабылдағыштың нөлдік нүктелерін нөлдік (бейтарап) сыммен қосуға болады.

Трехфазные цепи

Үшбұрыш жалғану тәсілі

Генераторды үшбұрыш етіп жалғау үшін әр фазаның соңын келесі фазаның басымен байланыстыру керек; нәтижесінде генератор фазалары тұйық контур жасайды. Симметриялық генераторды жүктеме өшірілген кезде оның ішіндегі ток пайда болмайды, өйткені оның қосындысы ЭҚК-і симметриялық жүйені құрайды және нөлге тең.

Қабылдағышты үшбұрышқа жалғаған кезде генератор мен қабылдағыштың фазалық кернеулері бір уақытта сызықты, ал сызықтық токтар үш фазалы тізбектер фазалық токтардан ерекшеленеді үш фазалы тізбектер сызықтық және фазалық токтар арасындағы симметриялы қатынастарды алу үшін олардың оң бағыттарын біркелкі таңдау керек. Барлық желілік токтар үшін әдетте генератордан қабылдағышқа бағыт таңдалады, фазалық токтар үшін-тізбекті айналып өту бағыты бойынша, мысалы, қабылдағыш үшін сағат тіліне қарсы.

Трехфазные цепи

Үш фазалы және бір фазалы жүйелерді салыстыру

Генератор мен қабылдағышты байланыстыратын сызықтық және нөлдік сымдардың кедергісі, әдетте, қабылдағыштың фазалық кедергісімен салыстырғанда аз, ал Жұлдызша немесе Үшбұрыш қосылған кезде фазалық жұмыстың тәуелсіздігіне негізделіп жасалған сымдарды келесідей қорытындылауға болады:

нөлдік сымды жұлдызша немесе үшбұрыш жалғауда фазалық токтар бір-біріне аз тәуелді болады сондықтан бұл тізбектер фазалық жүктемеге бірдей болмаған кезде қолданылуы керек;
нөлдік сымы жоқ жұлдызша жалғанған кезде ғана сол фазалық жүктеме кезінде пайдалануға болады.

Айта кету керек, генератор мен қабылдағыштың қосылу схемасы әр түрлі болуы мүмкін, біреуі үшбұрыш, екіншісі нөлдік сымсыз жұлдызша қосылуы мүмкін.

III. НҰСҚА БОЙЫНША ТАПСЫРМАНЫ ОРЫНДАУ

3. 1. Есептін берілгені

Берілгені: $E_{1} = 10B\, \ E_{2} = 6B\, \ E_{3} = 24B;$

$R_{02} = 0. 3\ Ом\, \ R_{03} = 0. 8\ Ом;$

$R_{1} = 3. 5Ом\, \ R_{2} = 5\ Ом\, \ R_{3} = 6\ Ом\,$

$R_{4} = 6\ Ом\, \ R_{5} = 3\ Ом\, \ R_{6} = 1Ом$

Жұмыстың барысы:

a, b, c, d тізбек үшін түйіндерін белгілеп алдым. Барлық тармақтардағы токтардың бағыттарын ерікті түрде көрсетіп шықтым. Кирхгофтың бірінші және екінші заңдары бойынша теңдеулерді құрастыру үшін контур бағыттарын анықтап алдым.

Ең алдымен теңдеулер Кирхгофтың бірінші заңы бойынша қарастырылады, оның санын анықтау үшін (n-1) мұндағы, n-контурдағы түйіндер саны. Токтың таңбасы түйінге, токтың бағытына байланысты.

Тарам санын анықтау: Кирхгофтың бірінші заңы

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.