Бақылау сұрақтары
Синусоидалық тоқ қандай параметрлермен сипатталады?
Кернеу мен тоқтың әсерлік мәніне анықтама беріңдер.
Айнымалы тоқтың элементтерін ата?
Идеалды элементтің реалды элементтен айырмашылығы?
Сыйымдылық және индуктивтілік кедергінің физикалық мағынасы?
Идеалды элементтредің активті қуаты неліктен нөлге тең?
Синусоидалы тоқтың электр схемаларын есептеу үшін комплекстік сандарды қандай мақсатпен және қалай қолданады?
Тоқтың әсерлік мәні тоқтың комплекстік әсерлік мәнінен қалай ерекшеленеді?
9. Синусоидалы тоқтың тізбегін талдаған кезде векторлық диаграмманы қандай мақсатпен және қалай қолданады?
10. Тоқ пен кернеудің әсерлік және комплекстік әсерлік мәндеріне резистор (индуктивтілік, сыйымдылық) бар тізбек үшін Ом заңын жаз. Ом заңының екі түрінің арасында қандай айырмашылық бар?
Зертханалық жұмыс № 6
Құрамында индуктивті байланысты элементер бар синусоидалдық тоқтың электрлік тізбегіндегі тоқ пен кернеудің қатынасын эксперименталді зерттеу
Жұмыстың мақсаты: R, L, C элементтері тізбектеп қосылған тізбекке талдау жасау, кернеу резонансын зерттеу, векторлық диаграмманы құруды үйрену.
Жалпы мәліметтер
Синусоидалы тоқ тізбегін талдаудың негізгі тапсырмасы болып берілген кернеу мен тізбек элементтерінің параметрлері арқылы тоқты есептеу табылады. R, L және C элементтері тізбектеп жалғанған тізбек кернеумен (сур. 6.1) қоректендірілген. Тұйықталған тізбекте синусоидалы тоқ өтеді i.
Сурет 6.1 R, L, C элементтерінің тізбектей қосылуы
Кирхгофтың екінші заңы бойынша электр тізбегіне теңдеу жазамыз:
U=Ur+UL+UC ,
мұндағы
Сонда . (6.1)
(6.1) теңдеуі сызықты болып табылады және U=0 болғанда оның жалпы интегралы берілген теңдеудің суммасына тең болады.
Сонда шешудің түрі былай өзгереді:
Тапсырма бойынша Im және φ табу керек (мұндағы φ=φu-φi). Есеп векторлық диаграмма көмегімен оңай шешіледі (сур. 6.2), онда синусоидалы функцияларды комплекстік сандар арқылы көрсетеді.
Сурет 6.2 Векторлық диаграмма
Векторлық диаграмма келесі жолмен құрылады:
Тоқтың I векторының бағытын өз бетінше қоямыз. Содан кейін тоқтың векторының бағытын, фазалық ығысуын ескере отырып, әр элементте схемаға қатысты кернеу векторларын жатқызамыз.
векторы бағыт бойынша тоқ векторымен сәйкес. векторы тоқ векторын фаза бойынша π/2 озады, ал вектор тоқ векторынан π/2 қалып қояды.
Векторлар суммасы теңдеуге сай болуы керек U=UR+UL+UC.
ОАВ тікбұрышты үшбұрышынан Кирхгофтың екінші заңы бойынша тізбек теңдеуі (сур 6.1) келесідей болады:
, (6.2)
мұндағы , , .
Ауыстырулардан кейін теңдеу (6.2) мына түрде болады:
.
Осыдан . (6.3)
мұндағы - тізбектің реактивті кедергісі,
z – тізбектің жалпы кедергісі;
- тізбектің толық комплекстік кедергісінің алгебралық түрі;
тізбектің толық комплекстік кедергісінің көрсеткіштік түрі,
мұндағы , ал .
Реактивті кедергінің шамасына байланысты үш режим айырады:
1. Егер , онда - тізбек активті-индуктивті.
2. Егер , онда - тізбек активті-сыйымдылықты.
3. Егер , онда - тізбек активті.
Кернеу резонансы
Егер , онда тізбектегі тоқ , яғни, тізбекте тек активті жүктеме R ғана бар сияқты тізбектің кедергісі өте төмен. Сонымен қатар индуктивтілік пен сыйымдылықтағы кернеулер және фаза бойынша π ығысқан (сур. 6.3).
Сурет 6.3 Векторлық диаграмма
Тізбекке салынған кернеу активті кедергідегі кернеуге тең және тоқ салынған кернеумен фаза бойынша сәйкес келеді. Сонымен қатар индуктивтілік пен сыйымдылықтағы кернеулер және кіру кернеуінен асады, сондықтан бұл құбылыс кернеу резонансы деп аталды.
қатынасы контурдың төзімділігін білдіреді. Контурдың төзімділігі индуктивті элементтегі кернеудің екі полюсті схемаға кіру кернеуінен неше есе асатынын көрсетеді. Радиотехникада Q - 300 және одан да жоғары бола алады. Төзімділік неғұрлым жоғары болса, соғұрлым тоқ пен кернеу қисықтарының формасы тік болады.
Сурет 6.4 Кернеу резонансының графигі
шартынан кернеу резонансына жиілік немесе индуктивтілік пен сыйымдылықты өзгерте отырып жетуге болатыны байқалады. Резонанс байқалатын бұрыштық жиілік резонансты бұрыштық жиілік деп аталады: . Зертханада кернеу резонансына ω=const, L=const болғанда, С өзгерте отырып жетеді (сур. 6.4). EWB программасы кез-келген аталған параметрлерді өзгерткенде резонанс құбылысын байқауға мүмкіндік береді.
Кернеу резонансы кезінде келесі моменттерді атап өту керек:
1. Кернеу резонансы тек кіру кедергісі активті болған жағдайда байқалады, яғни: , болғанда. Резонанс кезінде тоқ пен кіру кернеуі фаза бойынша дәл келеді.
2. Резонанс L, C және ω тәуелді , немесе .
3. Кернеу мен кернеудің түсуі тең болады , ( ).
Достарыңызбен бөлісу: |
