RLC тізбектегі өтпелі процесстер

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы: “RLC тізбектегі өтпелі процесстер ”

Мазмұны:

I. Кіріспе.

II. Негізгі бөлімі:

1. Өтпелі процесстің пайда болу шарттары

2. Негізгі түсініктемелері

3. Ерікті және еріксіз процесстер

4. Коммутация заңдары

5. Конденсатордың зарядталуы мен зарядталмауы

6. Rl тізбектегі өтпелі процесстер

7. Бастапқы фазадағы кернеудің өтпелі процесске ықпалы

III. Қорытынды.

Пайдаланған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Қазіргі уақытта электр энергиясы барлық өнеркәсіп салаларында, транспортта, ауыл шаруашылығында, үй тұрмысында, тағыда басқа халықтың тұрмыс қажетіне кеңінен пайдаланылады.

Электр техникасы деп электр магниті құбылыстарын практика жүзінде кең салаларда қолданылуын айтамыз. Барлық электр техникасы салалары бір-бірімен байланысты болғандықтан, техникалық жоғарғы оқу орындарында «Электр техникасының теориялық негіздері » курсын ашуға тура келді. Бұл курс әр түрлі электр техникасы пәндерінің негізі болып есептеледі.

Осы курстың негізгі бір міндетті ол құбылыстарды токтар, кернеулер, қуаттар, магнит ағындары т. б. түсініктер арқылы есептеу, зерттеу. Сондай ақ тағы бір атқаратын міндетті, ол әр бір құбылыстарды электр кернеулігі, магнит өрісінің индукциясы, қуат ағындары, т. б. түсініктер арқылы есептеу, зерттеу. Осы міндеттердің біріншісі тізбектерді есептеу мен зерттеуге, ал екіншісі электр магниті өрістерін есептеуге, зерттеуге арналған.

Электр техникасының өсіп дамуы электр магниті құбылыстарын жете зерттеуді, оқып білуді, практика жүзінде пайдалануды керек етеді. Осы зор еңбекте, ізденуде, көптеген жаңалықтарды ашуда орыс инженерлерінің, ғалымдардың қосқан үлесі аз емес. Олар шет елдердің көрнекті ғалымдарымен бірлесе отырып электр техникасының маңызды салаларының бастамасына жол ашты. Осы бастаманы бастағандардың бірі М. В. Ломоносов. Ол атмосфера электрі атты теориясын құрды. Заттың салмағының сақталу және қозғалыс заңдарын ашты.

А. Вольта (Италия физигі) ойлап тапқан гальваникалық элементтер бағанасынан кейін электр тогын алуға мүмкіншілік туды. 1802 жылы В. В. Петров электр тізбегіндегі процестерді зерттеп электр доғасын ашты және осыларды іс жүзінде жарық шығаруға, металды балқытуға, металдарды пісіріп жалғастыруға пайдалануға болады деген көзқарасын айтты.

1845 жылы неміс физигі Г:Кирхгов тармақталған электр тізбектеріне арналған негізгі заңдарын айтты. Сондай-ақ, осы заңдар Кирхгов атымен аталып теориялық және практикалық электр техникасының дамуына зор әсер етті.

Өтпелі процесстің пайда болу шарттары

Негізгі түсініктемелері

Әлі күнге дейін электр тізбектегі уақыт өткен сайын өзгеріссіз, яғни өтпелі ток немесе айнымалы ток тізбегі периодты функциясы деп аталады. Ол процесстер тұрақталған деп аталады. Ток көзіне қарағанда ғана, ол болып саналады. Осы процесске алдын ала өтпелі процесс әсер етеді. Электр тізбектегі процесс ток қосылғандығы және қосылған кездегі моменті өтпелі процесс деп атайды. Өтпелі процесс бір тізбектен екінші тізбекке қосылу және өшіру кехінде ток берілу мүмкін. Коммутация деп керекті немесе кездейсоқ параметрдің өзгеруіндегі электр тізбегін атайды.

Ерікті және еріксіз процесстер

Кез келген коммутация өз қалпынан өзгеруі мүмкін. Мысалға, Резистрлік кедергінің, индуктивтіктің және жиілік элементтердің өзгеруі сол токтың өзгеруіне әкеп соғады. Өтпелі процесс келесі екі режимнен тұрады:

Қажетті, сыртқы күштен пайда болады, яғни кернеу әсері болады;
Ерікті, тізбектің тізбек параметрлердің өзгеруі;

Осы өтпелі процесс кезінде ерікті ток келесі түрде өрнектеледі:

I= i _пр +i _св (V. 1)

U=u _пр +u _св (V. 2)

Коммутациялық тізбегі қосу немесе өшірілу кезінде іске асады деп санауға болады. Кей кезде реікті режимде бұрынғы жаңа тізбекке ауысады. Кей уақытта ол тоқтауы немесе тоқтамауы мүмкін. Сол кезде өтпелі прцесс байқалады.

Коммутация тізбекте өтпелі процесс байқалады, жаңа режимге ауысуы арқылы бұл процесс іске асады.

Коммутация заңдары

Әр электр тізбекте электр тізбекте электр энергия және магниттік өріс байқалады. Егер әрбір тізбекте жиілікті немесе индуктивтілігі болатын болса, онда әрбір өріске сәйкес тогы электр өріс немесе магниттік энергия болады. Бір тізбектен екінші тізбекке тез берілмейді, ол жай ғана ауысады.

ψ=L*i, болған соң онда тұрақты ток L кезінде тез ауысуы мүмкін емес, соңғы уақыт мезеттінде ғана ауысады. Сондықтан, Бірінші коммутация заңы келесідей сипатталады:

Бірінші моментте индуктивтілігін тізбек сол қалпында болады, ол қандай коммутацияға дейін болса, солай ғана жай өзгереді.

q=C*Uс, болған соң тұрақты C кернеуі және Uc тез арада ауыса алмайды, соңғы уақытта ғана ол жай өзгере алады. Соған байланысты коммутация екінші заңы былай өрнектеледі:

Бастапқы моментте жиілікті кернеу коммутацияға дейін сол күйінде қалады, одан кейін ғана жай өзгереді.

Одан кейін өтпелі процесс бастапқы шартты түрде жазуға болады, коммутациялық тізбек бойынща. Жиіліктегі сыйымдылықты бастапқы тәуелсіз шартты айтады. Қазіргі кезде коммутациялық ток t = 0 егер тізбек 0-ден басталса, онда i=0 резистік элемент кернеуі 0-ге тең болады. Ал индуктивтивтілік кернеу ток көзі ir =0 мынаған тең болады. Ол тізбектің жарылысына тең болады. Тізбектегі жиіліктің элементтің бар болуы t = 0 және uc=0 - ге тең болады. Резистік элемент кернеу ток көзі ir =U, бұл қысқа тұйықталуына тең. Егер 0-ге басы тең болса, онда тәуелсіз бастапқы шарт электр өрісі немесе магниттік энергия өтпелі процессте анықталады.

Конденсатордың зарядталуы мен зарядталмауы

Конденсатор зарядтарында токтың өзгеруі және кернеуі

Егер конденсатор ток көзіне тұрақты кернеу болса рис. V. 1, онда конденсатор да элетр зарядтар жинайды. Яғни конденсатор зарядталады.

өтеді де, сондықтан ол пропорционалды түрде конденсотор өзгертуде сипатталады.

Конденсаторда өзгерген кернеуді қарастырсақ және ол тізбектегі зарядтардың конденсаторды көрсең онда ол үзіліссіз уақыт өзгереді. Қосылғандағы және бүтін заряддалған өтпелі процесстің жиілігі элементің береді. Киргофтың екінші заңы байланысты, рис. V. 1 бойынша, келесі теңдеулерді жазамыз:

V. 3

V. 3 теңдеуге ток мәнін берсек келесі түрге келеді:

Айнымалыны бөлсек келесі өрнекті аламыз:

Жиілік пен кедергінің көбейтіндісі:

V. 4

Тұрақты ток тізбегі деп аталады. онда

V. 5

Тұрақты ток келесі мәнге ие болады:

V. 5 өрнек дифференциальды өтпелі процессте ток кездегі кернеу конденсатордың өзгеруі болып табылады.

Осы теңдеуді шешіп, графигін uc(t) - ке байланысты тұрғызайық. V. 5 өрнекті интегралдассақ:

Одан кейін келесі өрнекті аламыз:

Бастапқы шарттарға байланысты тұрақты интегралдық мәнін анықтаймыз.

Қосу кезінде t = 0 конденсатор кернеуі 0-ге тең, сондықтан 0/τ=ln(U0) +lnk, осыданlnU=lnk, яғни U=k. Келесі теңдеуді мына түрде жазуға болады:

Өрнекті логарифимдейміз:

Осыдан:

Uc -ға байланысты осы өрнекті аламыз:

Осы өрнек дифференциалды шешім болып табылады, V. 5, конденсатор кернеуі экспенциальды заңдылық бойынша өзгеретіндігін көрсетеді. Бұл жердегі теориялық процесс заряды шексіз жалғанады, uc кернеуі, t=∞ болған жағдайда, U-ға тең болады.

Uc - ге байланысты графигін тұрғызу үшін V. 2, t ₀ - t ₄ уақыт мезетінде осы график мәндерін анықтаймыз:

Егер t ₀ =0 u _с0 =0; t1=τ u _с1 =0, 636U;

Егер t ₂ =0τ u _с2 =0. 85U; t2=3τ u _с3 =0, 95U;

Егер t ₄ =4τ u _с4 =0; u _с4 =0, 99U.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.