Бақылау сұрақтары: 1. . Кирхгофтың заңдарын қолдану. Суперпозиция әдісі. Түйіндік кернеу әдісі. Контурлы токтар әдісі дегеніміз не?
2. Кирхофтың теңдеулер əдісімен электр тізбегін есептеуді түсіндіріңіз.
3. Электр энергиясы қорек көздерінің тізбектеліп жəне параллель қосылған түрлерін түсіндіріңіз.
5. Эквивалентті түрлендіру əдісі.
6. Потенциалдық диаграмма құру.
Дәріс 3. Қарапайым тұрақты электр тізбектерін талдау. Дәріс жоспары: Негізгі ұғымдар мен анықтамалар.
а) Тригонометриялық функциялар арқылы бейнелеу:
i=Imsin(ω t+ φi) ; u=Umsin(ω t+ φu);
ә) Тікбұрыштық координаталарда уақыттық диаграмма арқылы бейнелеу
б) Айнымалы вектор арқылы бейнелеу. Тікбұрыштық координаталар жазығында ұзындығы синусоидалы токтың i=Imsin(ω t + φ ) амплитудасына Im тең вектор ω тең бұрыштық жылдамдықпен айналып тұр делік. Бастапқы жағдайда вектор абцисса осінен φ бұрышына ығысқан. Уақыт өткен сайын вектор ω t жылдамдығымен айналып, шеңбер сызып шығады Егер вектордың әрбір сәттегі ордината осіндегі проекциясыларын уақыттық диаграмма түрінде бейнелесек, онда проекцияның ұзындығы синусоидалы заңдылықпен өзгеретіндігін көреміз, яғни вектордың ордината осіндегі проекциясының уақытқа тәуелді өзгерісі синусоидалы шаманың лездік мәндерін өзгерісін сипаттайды. Демек, синусоидалы шаманы ұзындығы оның амплитудасына тең, жылдамдығы оның бұрыштық жиілігіне тең айналмалы вектор түрінде бейнелеуге болады. Вектордың бастапқы жағдайы синусоидалы шаманың бастапқы фазасымен φ анықталады.
Бұрыштық жиілігі бірдей бірнеше синусоидалы шамалардың векторлары бірдей жылдамдықпен айналады. Сондықтан олардың өзара орналасуы өзгермейді. Сол себепті практикада оларды айналдырмайды, оларды бастапқы фазаларына сәйкес жазықтықта өзара орналастырады. Векторларды айналдыру қажеттігі болмағандықтан координаталар остерін көрсетудің қажеті болмайды. Бірінші векторды горизонталь немесе вертикал орналастырады да, қалғандарын бастапқы фазаларына сәйкес осы векторға байланысты орналастырады.
Синусоидалы шамалардың векторларлар түрінде бейнелеу оларды геометриялық жолмен қосу немесе алу операциясын орындауға мүмкіндік береді.
в) Синусоидалы шамаларды комплекс сандар арқылы бейнелеу. Синусоидалы шама тригонометиялық функция түрінде берілсін: i=Imsin(ω t + φ). Комплекстік жазықтықта ұзындығы амплитудаға Im тең, ал нақты осьпен құрайтын бұрышы бастапқы фазаға φ тең вектор саламыз . Бұл вектордың ұшы белгілі бір комплекс санға - синусоидалы шаманың комплекстік амплитудасына сәйкес келеді.
Im = Imejφ - комплекстік амплитуда.Уақыт өткен сайын фаза өседі де, бұл вектор айналмалы векторға айналады: Imej(t+)= Imcos( t+ )+ jImsin( t+ ). Жорамал бөлік синусоидалық шамаға тең, яғни синусоидалық шаманы комплекс санның жорамал бөлігі арқылы көрсетуге болады.
Синусоидалы шамаларды комплекстік жазықтықта векторлар арқылы көрсету, оларды қосып, алуға (геометриялық жолмен) мүмкіндік береді.
Векторлық диаграммадеп жиіліктері бірдей синусоидалық шамаларды комплекстік жазықтықта олардың бастапқы фазаларына сәйкес өзара орналасқан векторларының жиынтығын айтады.
Фазалық ығысу деп синусоидалық шамалардың бастапқы фазаларының айырмасын айтады: φ =φ2 - φ1.
Активті кедергісі бар тізбек. Кедергісі бар элементті резистор дейді. Осы резистордың айнымалы тоққа көрсететін кедергісін активті кедергі деп атайды. Активті кедергі айнымалы токтың электр энергиясының жылу энергиясына айналуын сипаттайды.
Синусоидалы кернеуді u=Umsin(ω t+ φu) активті кедергісі бар тізбекке берсек, онда кедергі арқылы жүретін токтың лездік мәні
i=u/r= Um/r sin(ω t+ φu)=Imsin(ω t+ φi).
Бұдан токтың әрекеттік мәні
I= (Um/√2 ) /r,
ал фазасы φi= φu, фазалық ығысу φ = φu- φi = 0.
Сонымен токтың Iжәне кернеудің комплекстердің U векторлары өзара бір түзудің бойында орналасады және бағыттас болады . Лездік қуат деп кернеудің лездік мәнінің токтың лездік мәніне көбейтіндісін айтады:
р=ui = UmImsin2ω t = UmIm( )=
Лездік қуат тұрақты құраушыдан және екі еселенген жиілікпен өзгеретін айнымалы құраушыдан тұрады . Оның таңбасы әр уақытта оң, яғни электр энергиясы тұрақты түрде басқа түрлі энергияға түрленеді. Период ішіндегі орташа қуатты активті қуат деп атаймыз:
Ρ= , немесе P=UI= U2/r . Активті қуаттың өлшем бірлігі ретінде Ватт ( Вт) қабылданған.
