Автотербеліс

МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
І. Негізгі бөлім
1.1 Автотербелістер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1.2 Құламалы телімді сипаттамасы бар сызықты емес резистор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...7
1.3 Сызықты емес резисторлары бар тізбектегі орнықтылық режимі жайындағы ұғымдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..9
1.4 Есептің қойылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11
1.5 Есептің шешімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
2.1 Теріс резистивтік кедергісі бар тізбектегі релаксациялық тербелістер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
2.2 Теріс резистивтік кедергісі бар тізбектегі синусоидалыға жуық тербеліс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..17
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18

Қазіргі уақытта электр энергиясы барлық өнеркәсіп салаларында, транспортта, ауыл шаруашылығында, үй тұрмысында, тағы да басқа халықтың тұрмыс қажетіне кеңінен пайдаланылады. Осы курстың негізгі бір міндеті, ол құбылыстарды токтар, кернеулер, қуаттар, магнит ағындары т.б. түсініктер арқылы есептеу, зерттеу. Сондай – ақ тағы бір атқаратын міндеті, ол әрбір 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, ғалымдарының 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.
Электр және магнит тізбектерін шешудегі теориялық мәселелері мен қатар практикалық электр техникасында электр магниттік өрістерді есептеу жайындағы мәселелері де алдыға қойды. Электр машинасының тетіктерін және электр магниттік аппараттарды құрастыру үшін магнит өрістерін есептеу қажет болды. Ток өткізгіштерін тұрғылықты түрде изоляциялау үшін оқшаулаушы материалдарды табу керек болды және электр өрісін есептеу мақсаты да алдыға қойылды.
Қазақстанда индустриялизацияландырудың жүргізілуіне байланысты электр энергэтика саласын кеңінен дамыту қажет болды. Соның салдарынан Қазақстанда электр энергетиканың ең көп дамыған республиканың біріне айналды. Сондықтанда Советтер одағында үшінші энергэтикалық институты Алматыда ашылды.
Жалпы тербелулердің жиілігінің сәйкес келуі, сырттан келген физикалық жүйенің хабарлануы, сонымен қатар осы жүйенің меншікті еркін тербелуінің жиілігі резонанс деп аталады. Электр тізбегінде резонанс меншікті еркін тербелу жиілігі мен айнымалы ток жиіліктерінің сәйкес келуі арқасында пайда болады.
Индуктивтілік пен сыйымдылықтан тұратын, тізбек, тербелмелі контур болуы да мүмкін, сонымен қатар жүйк бола алады, сол мезетте тізбекте сыйымдылықтың тербелмелі разряды индукцияға өту құбылысын көре аламыз. Егер сыйымдылық алдымен бастапқы кернеулікке UН дейін зарядталып, ал содан соң индуктивті тұйықталса, онда контурда разрядты ток i бірте-бірте өсіп келе жатқаны көрінеді. Токтың күші ақырындап өсуі керек, себебі оның өсуіне электр қозғаушы күшінің өздік индукциясы қарсылық көрсетеді eL=-Ldi/dt.

Екіұштыға бір немесе бірнеше индуктивтік және бір немесе бірнеше сыйымдылық кірсін делік. Сонда екіұштыдағы резонанс кезіндегі істелген жұмысты былайша ұғуға болады. Екіұштының кірер кедеогісі резонанс кезінде актив кедергісі болып келеді де, кірер ток пен кернеу фаза бойынша бір-біріне дәл үйлесіп келеді, ал сонда реактив кедергілері шама жағынан бір-біріне тең болады және фаза бойынша бір-біріне қарама-қарсы. Сондықтан реактив қуаты осы екіұштыда нөлге тең. Осындай екіұштының резонанс кезіндегі жұмысын екіштының резонанс тәртібі деп атайды.
Резонанс режимінің негізгі екі түрі кездеседі – кернеу резонансы және ток резонансы.

1. Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил «Основы теории цепей». «Энергия», 1975г.
2. Л.Р.Нейман и К.С.Демирчин. «Теоретические основы электротехники». М,Энергия, 1966.
3. В.СПопов. «Теоретическая электротехники». 1971г.
4. С.Б.Балабатыров, Д.О.Тобаяқов, Х.А.Иманбаев «Синусоидалы токтың электр тізбектері». АЭИ,1984г.
5. С.Б.Балабатыров «Электротехниканың теориялық негіздеріне арналған методикалық оқу құралы». АЭИ, 1984г.
6. С.Б.Балабатыров «Үш фазалы электр тізбектері». Оқу құралы АЭИ,1992г.
7. М.Р.Шебес «Теория линейных электрических цепей». 1973г.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 16 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
І. Негізгі бөлім
1.1 Автотербелістер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.2 Құламалы телімді сипаттамасы бар сызықты емес резистор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..7
1.3 Сызықты емес резисторлары бар тізбектегі орнықтылық режимі жайындағы ұғымдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
1.4 Есептің қойылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
1.5 Есептің шешімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
2.1 Теріс резистивтік кедергісі бар тізбектегі релаксациялық тербелістер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 3
2.2 Теріс резистивтік кедергісі бар тізбектегі синусоидалыға жуық тербеліс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ...18

Кіріспе

Электр тізбектер теориясы

Қазіргі уақытта электр энергиясы барлық өнеркәсіп салаларында, транспортта, ауыл шаруашылығында, үй тұрмысында, тағы да басқа халықтың тұрмыс қажетіне кеңінен пайдаланылады. Осы курстың негізгі бір міндеті, ол құбылыстарды токтар, кернеулер, қуаттар, магнит ағындары т.б. түсініктер арқылы есептеу, зерттеу. Сондай - ақ тағы бір атқаратын міндеті, ол әрбір 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, ғалымдарының 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.
Электр және магнит тізбектерін шешудегі теориялық мәселелері мен қатар практикалық электр техникасында электр магниттік өрістерді есептеу жайындағы мәселелері де алдыға қойды. Электр машинасының тетіктерін және электр магниттік аппараттарды құрастыру үшін магнит өрістерін есептеу қажет болды. Ток өткізгіштерін тұрғылықты түрде изоляциялау үшін оқшаулаушы материалдарды табу керек болды және электр өрісін есептеу мақсаты да алдыға қойылды.
Қазақстанда индустриялизацияландырудың жүргізілуіне байланысты электр энергэтика саласын кеңінен дамыту қажет болды. Соның салдарынан Қазақстанда электр энергетиканың ең көп дамыған республиканың біріне айналды. Сондықтанда Советтер одағында үшінші энергэтикалық институты Алматыда ашылды.
Жалпы тербелулердің жиілігінің сәйкес келуі, сырттан келген физикалық жүйенің хабарлануы, сонымен қатар осы жүйенің меншікті еркін тербелуінің жиілігі резонанс деп аталады. Электр тізбегінде резонанс меншікті еркін тербелу жиілігі мен айнымалы ток жиіліктерінің сәйкес келуі арқасында пайда болады.
Индуктивтілік пен сыйымдылықтан тұратын, тізбек, тербелмелі контур болуы да мүмкін, сонымен қатар жүйк бола алады, сол мезетте тізбекте сыйымдылықтың тербелмелі разряды индукцияға өту құбылысын көре аламыз. Егер сыйымдылық алдымен бастапқы кернеулікке UН дейін зарядталып, ал содан соң индуктивті тұйықталса, онда контурда разрядты ток i бірте-бірте өсіп келе жатқаны көрінеді. Токтың күші ақырындап өсуі керек, себебі оның өсуіне электр қозғаушы күшінің өздік индукциясы қарсылық көрсетеді eL=-Ldidt.

Екіұштыға бір немесе бірнеше индуктивтік және бір немесе бірнеше сыйымдылық кірсін делік. Сонда екіұштыдағы резонанс кезіндегі істелген жұмысты былайша ұғуға болады. Екіұштының кірер кедеогісі резонанс кезінде актив кедергісі болып келеді де, кірер ток пен кернеу фаза бойынша бір-біріне дәл үйлесіп келеді, ал сонда реактив кедергілері шама жағынан бір-біріне тең болады және фаза бойынша бір-біріне қарама-қарсы. Сондықтан реактив қуаты осы екіұштыда нөлге тең. Осындай екіұштының резонанс кезіндегі жұмысын екіштының резонанс тәртібі деп атайды.
Резонанс режимінің негізгі екі түрі кездеседі - кернеу резонансы және ток резонансы.

Автотербелістер

Автотербеліс (Ат), тұрақты еріксіздендіруші күштері бар көзден тұратын (уақыттық функциясы болып саналмайтын) сызықты емес жүйеде пайда болатын тербелісті өшпейтін тербеліс деп білеміз.
Автотербеліс әртүрлі механикалық, гидротехникалық, радиотехникалық, электротехникалық құрылғыларда кeңінен тараған. Олар тірі организмдерде де пайда болады. Мысалы, сағат механикалық Ат (автотербеліс) жүйесі, үрлемелі музыкалық аспап - акустикалық Ат жүйесі, жүрек қызметі (әрекеті) - тірі организм Ат. Бұл тарауда тек тізбектердегі автотербеліс қарастырылады. Электр тізбектеріндегі Ат кезінде тұрақты еріксіздендіру күші міндетін, әдетте, тұрақты ЭҚК немесе ток көзі атқарады, ондағы автотербеліс пайдалы да, пайдасыз (зиянды) да үдерістер болуы мүмкін.
Пайдалы автотербеліс арнайы шақырылады, мысалы, тұрақты кернеуді айнымалыға немесе синусоидалы дерлік кернеуге түрлендіргенде, пышқы тісті (пішінді) кернеуге немесе бір кернеулі тұрақты токты (мысалы, төменгі кернеулі) басқа (жоғарырақ) кернеулі тұрақты токқа түрлендіру талабы қойылғанда пайдалы.
Автотербеліс жүйесін зерттеу барысында, қандай жағдайда жүйеде автотербеліс пайда болатынын және қандай автотербеліс жиілігі кезінде амплитудасы қандай болатынын, сондай-ақ жүйе параметрлері өзгерген кезде олардың өзгеретін-өзгермейтінін айқындау қажет.
Зиянды автотербеліс деп қондырғылардың тиянақты жұмыс істеуіне кедергі жасайтынын айтамыз. Мысалы, автотербеліс тұйық жүйелерде автоматтандырылған реттестіру жұмыстарына кедергі жасайды. Бұл жағдайларда тиісті жүйелерді зерттеу кезінде, оларда автотербеліс пайда бола ала ма, жоқ па, соны анықтау керек, егер автотербеліс бола алатын болса, онда автотербеліс пайда болатынын кезіндегі параметр мәндерін көрсету керек.
Кез келген автотербеліс жүйесі үш негізгі бөліктен: энергия көздерінен, сызықты емес элементтен (СЕЭ), энергия жинақтауыштан тұрады.
Міндетті түрде кез келген автотербеліс жүйесінде кері байланыс болуға тиісті. Жалпы түрде шықпалық шаманың кірмелікке тигізетін әсерін кері байланыс деп түсінеміз. Автотербеліс жүйелеріндегі кері байланысты басқаша анықтауға болады, ол энергия жинақтаушының (немесе жинақтаушылардың) СЕЭ жұмыс күйіне тигізгенін әсері ретінде қарастырылады.

Кері байланыс

Энергия СЕЭ Энергия
көзі жинақтаушы

Автотербеліс жүйелерін жіктеу: энергия жинақтаушыларының саны бойынша, яғни сұлбадағы индуктивтіктер және сыйымдылықтар сандары бойынша жүйедегі бір жинақтаушымен және жүйедегі екі немесе одан да көп санды энергия жинақтаушыларымен жіктеледі. Бір энергия жинақтаушысы бар жүйені гармоникалық (тербеліс, гармоникаға жуық сипатқа ие болады) деп атайды;
1) сұлбадағы СЕЭ (сызықты емес элемент) типі бойынша, автотербеліс жүйесінде СЕЭ түрінде үш (одан да көбірек) электрондық шамдар, транзисторлар (жазықтық, түйіндік), неон шамдары, газотрондар, электр доғалары, магнит өрісімен басқарылатын СЕК (сызықты емес кедергі), туннельдік диоттар, термисторлар және т.б.
2) жүйедегі кері байланысты іске асыру тәсілі бойынша, айқын көрінетін арна - айқын емес арна бойынша әрекет ететін кері байланыс.
3) қозу тәсілі бойынша, жұмсақ және қатаң қоздырушылары бар жүйелер.

Өшпейтiн тербелiстiң транзисторлық генераторы

2.2 - сурет
Нақтылы жүйелердегi тербелiстер белгiлi бiр уақыт өткеннен соң өшедi. Тербелiстердiң бұлай өшуi жүйенiң толық энергиясының бiрте-бiрте қайтымсыз түрде жоғалуымен байланысты. Бұл энергия, механикалық жүйелерде тербелiс болып жатқан ортаның кедергiсiнiң, ал электромагниттiк жүйелерде электр тiзбегiнiң кедергiсiнiң салдарынан шығындалады. Тербелiс өшпеу үшiн осы шығындалған энергияның орнын дер кезiнде толтырып отыру қажет.
Өшпейтiн тербелiстердi алудың бiр жолы осы жүйеге сырттан периодты түрде өзгерiп отыратын күшпен әсер ету. Бұлай болғанда бiз ерiксiз, әрi өшпейтiн тербелiстер аламыз. Сонымен қатар, өшпейтiн тербелiстердi алудың тағы бiр мүмкiндiгi бар. Ол сырттан берiлетiн әсер периодты болмағанымен, жүйенiң iшкi құрылымында осы берiлген тұрақты әсердi жүйеге реттеп, периодты түрде iркiп берiп отыратын тетiктiң болуымен байланысты. Мұндай тетiгi бар жүйелердi автотербелмелi жүйелер деп атайды да, осындай жүйелерде туындылайтын тербелiстердi автотербелiстер деп атайды. Автотербелмелi жүйенiң қарапайым бiр мысалы өзiмiзге жақсы таныс механикалық сағаттар
( 2.2 - сурет ).

2.3 - сурет
Кез-келген автотербелмелi жүйе мынадай негiзгi үш бөлiктен тұрады : тербелетiн жүйе, сыртқы тұрақты энергия көзi, керi байланыс тетiгi
( 2.3 - сурет ).
Электромагниттiк автотербелiс жасайтын жүйе де осы құрылымға негiзделген. Мұнда тербелмелi жүйе ретiнде әдеттегi тербелмелi контур, энергия көзi ретiнде - батарея, ал керi байланыс тетiгi ретiнде - транзистор пайдаланылған ( 2.4 - сурет ). Бұл құрылымның жұмыс принципi мынадай : зарядталған конденсатор разрядтала бастаған кезде

2.4 - сурет
тербелмелi контур тiзбегiнде ток жүредi де индуктивтi Lк катушкасында магнит өрiсi туындылайды. Бұл пайда болған магнит өрiсiнiң ағыны өз кезегiнде Lкб керi байланыс катушкасын да тесiп өткендiктен электромагниттiк индукция құбылысына сәйкес бұл тiзбекте де ток пайда болады. Керi байланыс катушкасының бiр ұшы транзистордың эмиттерiне, ал екiншi ұшы базасына жалғанған. Коллектор тiзбегiндегi ток артқан кезде базадағы потенциал тразисторды ашатындай мәнге ие болады да, тiзбектегi ток кемiген кезде базадағы потенциал транзисторды жабатындай мән қабылдайды. Транзистор ашылған кезде ток көзi жалғанған тiзбек конденсатормен қосылады да жоғалған энергияның орны толығады. Мұндай жүйенi өшпейтiн электромагниттiк тербелiстердiң транзисторлық генераторы деп атайды. Осы принципке негiзделiп жасалған генераторлар қазiргi заман техникасының көптеген салаларында (радиотехника, компьютерлiк техника т.с.с. ) табыспен қолданылады.

Құламалы телімді сипаттамасы бар сызықты емес резистор

Сызықты емес тізбектердегі өтпелі үдерістерді қарастырғанда, тізбектердегі резисивтік элементтердің құламалы телімі бар сипаттаманың үдерістеріне ерекше назар аударуды талап етеді, олардағы дифференциалдық кедергі теріс: теріс дифференциалдық кедергілеріне ие болатын барлық элементтердің сипаттамаларын екі топқа: S типті және N типті сипаттамаларына бөледі. Осы типтердің аттарын жазық орналасқан кернеу өсі және тік орналасқан ток өсі (9.1а және б-сурет) сипаттамаларының сызық кескініне сәйкес.

i Тип S i
2 1

1 2
dudi0 dudi0 dudi0 dudi0
0 U 0 U
a) б)

9.1-сурет

S типті сипаттамаларға газ разрядты электр вакуумдық құралдар (газотрон, неонды шам) ие болады және электр доғасы жатады, соларға тән сипаттамалардың құламалы телімдері электрондар арасындағы кеңістіктегі иондануымен байланысты.
N типті сипаттамаға, мысалы, анодтың екінші реттік эмиссиясына елеулі әсерін тигізетін электрондық шам, туннельді диодтар, сондай-ақ басқарушы торына анод кернеуіне таңбасы бойынша қарама-қарсы өзгеретін электронды шамдар жатады.
Құламалы телімі бар сипаттамасы - бұл жағдайда шамдардың анод электрондары эмиссияның
өзгеру шартына байланысты немесе шам торының басқарушы кернеуі оның тогына кері әсерін тигізетіндігі.
Сипаттаманың құламалы телімінде жатқан кейбір нүкте айналысатындағы аздаған тербелістер сызықты емес резистордың теріс тұтынуына немесе қуат қайтарымына сәйкес. Бұл қуат қайтарымы тұрақты ток көздерінің энергиясын айнымалы ток энергиясына түрлендіру есебінде сызықты емес резистордың сыртқы тізбекке қайтаратын жағдайы болып табылады.
Мысал ретінде жасанды құламалы сипаттамасын алу үшін триодтың вольт-амперлік сипаттамасын қарастырамыз, оның торына тұрақты кернеуінен басқа қосымша кернеуі беріледі, ол анод пен ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.