Индуктивті байланысқан катушкалардың қысқыштарын белгілеу

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе

Негізгі бөлім
Өзара индуктивті тізбектер
1. Өзара индуктивтік құбылысы

2. Индуктивті байланысты бөлшектерді тізбектей қосу
3. Индуктивті байланысқан элементтерді параллель қосу

4. Индуктивті байланысқан катушкалардың қысқыштарын белгілеу
5. Өзара индуктивті күрделі тізбектер

1.6. Индуктивті байланыстарды балама айырбастау

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Өзара индукция құбылысы деп, өткішгіште немесе катушкада, басқа
өткізгіштің немесе катушканың тудырған магнит ағынының өзгерісінен, өнетін
индукциялаған э.қ.к-ін айтады. Осындай жолмен индукцияланатын э.қ.к-і өзара
индукцияның э.қ.к-і деп атайды. Мұндай құбылыстың мысалына ВГ
өткізгішіндегі индукцияның Е2 э.қ.к-інің пайда болуы АБ өткізгішіндегі І1
токтың өзгерісінен болып тұрғанын келтіруге болады.

Егер екі контур немесе 1- және2- катушкалары жалпы магнит ағыны Ф12 мен
ілінісетін болса, онда контурларды немесе катушкаларды индуктивті немесе
магниттік байланысқан деп атайды. Олардың байланыс дәрежесін сипаттау үшін
өзара индуктивтік (М) деген ұғым ендіріледі.

Жалпы курстық жұмыста жоғарыда аталып отырыған өзара индуктивтік
құбылысы және өзара индуктивтілігі бар тізбектер толығымен қарастырлды.

Курстық жұмыстың мақсаты: Өзара индуктивтілігі бар тізбектерді
қарастыру.

Курстық жұмыстың міндеттері:

- өзара индуктивтік құбылысының мәнін түсіндіру;
- индуктивті байланысты бөлшектерді тізбектей қосуды анықтау;
- индуктивті байланысқан элементтерді параллель қосуды анықтау;
- индуктивті байланысқан катушкалардың қысқыштарын белгілеуің мәнін ашу;
- өзара индуктивті күрделі тізбектерді қарастыру:
- индуктивті байланыстарды балама айырбастауды түсіндіру.
Курстық жұмыстың әдістері. Ғылыми салыстырмалы зерттеу, жүйелі,
кешенді талдау әдістерімен жазылды.

Өзара индуктивті тізбектер

6. Өзара индуктивтік құбылысы

1.1. сурет. Индуктивті байланысты элементтер

Жіңішке сақина түрінде оралған екі катушка бар делік. Олардың белсенді
кедергілері нөлге, орам сандары және тең. Катушкалар магнит
өрістерінің бір бөлігі жанасатындай жақын орналасқан. және
токтары әсерінен пайда болатын магнит өрістерінің схемалық суреті 1.1-
суретте көрсетілген. Әр өріс екі индексі бар әрпімен бір күш сызығы
ретінде көрсетілген. Бірінші нөмір – сол магнит өрісі туындайтын катушка
нөмірін көрсетеді (магнит өрісінің пайда болуы), екіншісі – сол магнит
өрісі әсер ететін катушка нөмірін көрсетеді (әсер ету объектісі). Бірінші
катушканың магнит өрісін қарастырамыз. тогы өздік индукция деп
аталатын өрісін қалыптастырады. Оның бөлігі бірінші катушканы
ғана қамтиды, ал екіншісінің орамдарын қамтиды. Сомасыге тең
болады. Сонымен қатар бірінші катушка орамдары өзара индуктивтілік өрісі
деп аталып және екінші катушкасының тоғы қалыптастыратын
өрісінің бір бөлігі болатын өрісімен қамтылады. Бірінші катушка
арқылы өтетін жиынтық магнит өрісі өзіндік индукция өрісі және
өзара индуктивтілігінен құралады. Жиынтық деп алгебралық болып
алынады, себебі бұл өрістер бірдей немесе бір-біріне қарама-қарсы
бағытталуы мүмкін. 3.1 суреттегі кескін екінші жағдайға сәйкес келеді.
Алынған катушка формасына сәйкес оның барлық орамдары бір магнит
өрісімен қамтылады. Соңғысын орамдар санына көбейтіп бірінші
катушканың өрістердің толық тұтасуын аламыз.

мұндағы – бірінші катушканың жеке өрістердің тұтасуы (өзіндік
индукцияның өріс тұтасуы; – өзара индуктивтіліктің өріс тұтасуы.
Әрбір бұл өріс тұтасуы оны қалыптастыратын токқа тура пропорционалды:
и . Сондықтан .Магнит өрісінің өзгеруінен катушкада
электромагнитты индукцияның ЭҚК индукцияланады және оның қысқыштарында
кернеу пайда
немесе символикалық түрде
.
Ұқсас теңдеуді екінші катушка үшін де жазуға болады.   Соңғы теңдеудің
оң жағындағы бірінші қосылғыш катушканың өз тоғымен шартталған
кернеуді білдіреді (өздік индукция кернеуі), ал екіншісі екінші катушканың
өзгеріп тұратын магнит өрісімен бірінші катушканың қысқыштарына берген
кернеуі (өзара индуктивтілік кернеуі). Бұл кернеулер магнит өрістері
бағыттас болған кезде оң, ал бір біріне бағытталған кезде – кері таңбаға ие
болады.
Катушкалардың қосылу сипаты мен олардың магнит өрісінің бағыттары
жайында есепті шешу үшін схемада бірдей белгілермен белгілеп аттас
қысқыштар түсінігін еңгізеді. Белгілеуді келесі аңықтамаға сүйене отырып
жасайды.
    Екі катушканың аттас қысқыштары деп сол қысқыштарға қарағанда токтың
бірдей бағыты кезінде әрбір катушкада өздік индукциясы мен өзара
индуктивтіліктің магниттік өрістері қосылатын қысқыштарды атайды.
Басқаша айтқанда, егер екі катшуканың орамның басы мен аяғы белгіленген
болып, және ондағы токтар бірдей бағыталса, онда ол катушкалардағы екі
магниттік өріс сәйкес бағытталады.
    Катушкалар арасында магниттік байланыстың болуын схемада доға
секілді екі жақты тілмен белгілінеді де, оның қасына әрпі қойылады.
Мысал 1.1. 1.2. суретте көрсетілген элементтердің қысқыштарындағы
кернеуді аңықтайтын өрнекті жазамыз.

1.2-сурет. Индуктивті байланысты элементтер
Шешуі. а схемасы. Катушкалар қосылуы сәйкес, себебі ондағы токтар бірдей
бағытталған – жұлдызшадан катушкаға.Сондықтан
и .
Өздік индукция кернеуі алдындағы таңба (бірінші қосылғыш алдындағы) сол
кернеу мен токтың өзара бағытымен аңықталады. Бірінші катушкада
кернеуі ток арқылы бағытталған, сондықтан қосу таңбасымен жазылады.
кернеуін аңықтаған кезде және дан токқа қарсы жүреміз,
сондықтан алдында минус қоямыз. Катушкалардың қосылуы сәйкес
болғандықтан екі қосылғыш әр теңдеуде бірдей таңбаға ие.
    Б схемасында катушкалар бір-біріне қарай бағытталып қосылған –
біріншісінде ток нүктеден катушкаға бағытталған, екіншісінде – катушкадан
нүктеге. Өздік индукция мен өзара индуктивтілік кернеулері қарама-қайшы
таңбаға ие болады:
и .
Екі элементтің индуктивті байланысының дәрежесін әр катушканың өзара
индуктивтілік өрісінің өздік индукцияға орташа геометриялық қатынасымен
аңықталатын магнит байланыс коэфициентімен сипатталады:

Немесе алымы мен бөлгішін -қа көбейткеннен кейін :,
мұндағы – өзара индуктивтілігінің кедергісі.
   -дің , ал -нің бөлшегі болғандықтан магнит
байланысының коэфициенті әрқашан бірден кем болады. Ол бірге тең болады
егер бір катушканың тоғы қалыптастыратын ағыны басқа катушканың орамдарымен
толық жаңасатын болса. Ал бұл катушкаларды кеңістікте сәйкестендірген
жағдайда ғана мүмкін.

1.2. Индуктивті байланысты бөлшектерді тізбектей қосу

Кедергілері және , индуктивтіліктері және , өзара
индктивтілігі тең катушкалар тізбектей қосылған болсын (1.3 сурет).

1.3 сурет. Индуктивті байланысты бөлшектерді тізбектей қосу

Олардың қосылуының екі түрі болуы мүмкін – бір бағытта және бір-біріне
қарама-қарсы бағытта. Егер жұлдызшамен орамалардың бастары белгіленген
болса, онда бір бағытта қосылу кезінде екіншісінің басы біріншісінің соңына
қосылады (1.3, а сурет). Екі катушкадағы токтар аттас қысқыштарға қарағанда
бірдей бағытталған: басынын соңына қарай. Бір-біріне қарама-қарсы бағытта
қосқан кезде екіншісінң соңы біріншісінің соңына қосылады ( 1.3, б сурет).
Әр катушканың кернеуі үш құрамдас бөліктен тұрады: белсенді кедергі
кезінде кернеудің төмендеуі, өздік индуктивтіліктің кернеуі және өзара
индукция кернеуі:
                                              (1.1)
Соңғылары бағыттас қосылу кезінде бірдей таңбаға, ал бір-біріне
бағытталып қосылған кезде кері таңбаға ие. Тізбектің кірісіндегі кернеу осы
екі кернеудің қосындысына тең болады
    .
                                                                     (1.2)
Тізбектің кешенді кірер кедергісін соңғы үш теңдеуді қоса
қарастырудан аламыз.
,                                     (1.3)
мұндағы және– катушкалардың кешенді кедергісі, ал –
өзара индуктивтіліктің кешенді кедергісі:
,      ,                .
3.3-тен тізбектің жалпы индуктивтілігін және жиынтық индуктивті
кедергіні аңықтайтын формула шығады:
,                 ,
Мұндағы ,
ол дегеніміз .
Әр катушканың қорытынды индуктивті кедергісін аңықтауға болады.
Біріншісінде ол тең. Мұнда да ол бағыттас қосылу кезінде бір-біріне
бағытталып қосылған кездегіден артық болады. Бұл бірінші жағдайда әр
катушканы қамтитын магнит ағыны екіншісінен артық; мысал бірінші катушка
үшін
, ал . Соның салдарынан токқа индуктивті кедергі ететін
электромагнитті индукцияның ЭҚК бір-біріне бағытталып қосылған кездегіге
қарағанда бір бағытта қосылған кезде артық болады.
1.4 суретте (1.1) және (1.2) теңдеулері арқылы құрылған векторлық
диаграммалар көрсетілген.

1.4 сурет. Тізбектей қосылған тізбектің бір бағытта (а) және бір-біріне
қарама қарсы (б) бағытталып қосылған кездегі векторлық диагрммалары
Бір-біріне бағытталып қосылған кезде кеңдік әсер болуы мүмкін,
катушкалардың бірінде қысқыштардағы кернеу токтан кем болған кезде ( 1.4,
б суретте кернеуі). Бұл катушка индуктивтігі өзара индуктивтік
шамасынан ем болған жағдайда орын алады. Мұндай жағдайда қарастырылып
отырған катушканың қорытынды индутивтігі (өзара индуктивтікті ескере
отырып) кері: . Барлық тізбек үшін мұндай әсер мүмкін емес. Оның
индуктивтігі әрқашан оң және тізбк белсенді-индуктивті сипатта болады.

1.3. Индуктивті байланысқан элементтерді параллель қосу

және M параметрлерге ие индуктивті байланысақан екі катушка
параллель қосылған болсын (3.5 сурет). Қосылудың екі түрін де бір уақытта
қарастырамыз. Бір бағытта қосу аттас қысқыштардың біреуіне, бір-біріне
бағытталып қосу – әр аттас қысқыштарға қосқан кезде болады.

1.5-сурет. Индуктивті байланысқан элементтерді параллель қосу

Схемада бірінші жағдай жұлдызшамен, екінші жағдай нүктелермен
белгіленген. Қарастырылып отырған тізбек үшін Кирхгоф теңдеуін жазып, оны
шешу арқылы токты аңықтайтын шаманы аламыз:

.

Бұл теңдеулерде , , .
Тізбектің кірер кешенді кедергісі кернеудің оның қысқыштарындағы токқа
қатынасына тең.
.
... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.