Курстық ЖҰмыс «Өндірістік оқытуды ұйымдастыру және арнайы пәндерді оқытудың әдістемесі» пәні бойынша Тақырыбы
жүктеу/скачать 143,81 Kb.
|
Курсты Ж мыс « ндірістік о ытуды йымдастыру ж не арнайы п ндер
- Бұл бет үшін навигация:
- Өткізгіштерді тізбектей жалғау
Өткізгіштерді параллель жалғауӨткізгіштерді параллель жалғау дегеніміз мынау: Бұнда екі өткізгіш бөлек-бөлек боп желіге қосылып тұр. Электрлік кернеу екі өткізгіште бірдей: U = U1 = U2 Ал тоқ күштері қосылады: I = I1 + I2 Ом заңына сәйкес: R = U/I Бұдан: R = U/(I1 + I2) Теңдіктің оң жағындағы бөлшектің алымын және бөлімің U-ге бөлейік: R = U/U/(I1 + I2)/U R = 1/(I1 + I2)/U R = 1/(I1/U+ I2/U) Өткізгіштердегі электрлік кернеу бірдей: U = U1 = U2 Осыдан: I1/U = I1/U1 = 1/R1 I2/U = I2/U2 = 1/R2 Осы теңдіктерді жоғарыдағы формулаға қоямыз: R = 1/(1/R1+ 1/R2) Немесе: 1/R = 1/R2 + 1/R2 Бұл формула параллель қосылған n өткізгіш үшін де орынды: 1/R = 1/R2 + 1/R2 +...+1/Rn Сонымен өткізгіштерді параллель жалғағандағы толық кедергі мына формуламен аңықталады: 1/R = 1/R2 + 1/R2 +...+1/Rn Мысалы бірінші өткізгіштің кедергісі 100 Ом ал екінші өткізгіштің кедергісі 50 Ом болса, оларды параллель жалғағандағы жалпы кедергі қандай болады? R1 = 100, R2 = 50 1/R = 1/R1 + 1/R2 1/R = 1/100 + 1/50 1/R = (50+100)/50*100 1/R = 150/5000 1/R = 3/100 R = 100/3 R = 33,3... Жауабы 33,3 Ом. Өткізгіштерді тізбектей жалғауӨткізгіштерді тізбектей жалғау дегеніміз осы: Бұнда электр өткізгіштердің ұштары бір-біріне жалғанған. Электр тоғының күші бірдей: I = I1 =I2 Ал электр кернеулері қосылады: U = U1 + U1 Соңғы теңдіктің екі жағын электр тоғына бөлеміз: U/I = U1/I + U2/I Ом заңына сәйкес: R = U1/I + U2/I Электр тоғы бірдей болғандықтан: I = I1 =I2 R = U1/I + U2/I = U1/I1 + U2/I2 R = R1 + R2 Бұл формула тізбектей қосылған n өткізгіш үшін де орынды: R = R1 + R2 +...+ Rn Яғни өткізгіштерді тізбектей жалғағандағы жүйенің толық кедергісі мына формуламен аңықталады: R = R1 + R2 +...+ Rn Бір өткізгіштің электр кедергісі 300 Ом ал екіншісінің кедергісі 100 Ом болса, оларды параллель және тізбектей жалғағандағы кедергілерің есептендер. Резисторларды қатарлап, тізбектей қосу Электр тізбегінің учаскесінде қатар қосылған қабылдағыштар қаралып отырған учаскедегі және жалпы тізбектегі токтарды өзгертуге алып келеді. Мысалы, кедергілері R1 = 10 Ом жәие R2 = 30 Ом резисторларды, ал кернеуі U = 120 В желіге тізбектеп қосқан (7-сурет) кезде тізбектегі ток I = U/R1 + R2) = 120/(10 + 30) = 3A. Егер кедергісі R2 резисторға кедергісі R3 = 60 ом резисторды қатар қосса, онда тармақталған тізбек бөлігінде де және кедергісі R2 резисторында да ток мөлшерлері өзгереді. Қатарланған екі тармақтың кедергісі R23 = R2R3/(R2 + R3) = 30 · 60/(30 + 60) =20 ом. Тармақталмаған тізбектегі ток I = U/(R1 + R23) = 120/(10 + 20) = 4А. R2резисторындағы ток І2 = (U - I1R1)/R2= (120 - 4 · 10)/30 = 2,67А тең болады. Электр тізбегінің учаскесінде резисторларды қатар қосуды берілген учаске тогын азайту үшін қолданады. Жекелеп айтсақ, мұнда шунт деп аталатын қатар қосылған резисторды амперметрлердің өлшейтін токтарының шектерін қеңейту үшін қолданады. Шунтты қолданғанда аспап арқылы өлшенетін токтың тек бір бөлігі ғана өтеді. Шунт тізбектеліп жалғанады да, амперметрді – шунтқа қатар тіркейді. Егер электр тізбегінде бір-бірімен параллель қосылған резисторлар басқа резисторларға тізбектеліп жалғанса, онда оларды осылай қосуды аралас қосу деп атайды. Аралас қосылған бірнеше резисторларының жалпы немесе балама кедергісін табу үшін алдымен параллель немесе тізбектеп қосылған резисторлардың кедергісін табады, содан соң оларды есептеп табылған бір резистормен алмастырады. Мысалы, а және в нүктелерінің арасындағы (7-сурет) кедергіні табу үшін, алдымен б және в нүктелері аралығындағы кедергіні табу керек: R' = (R2R3) (R2 + R3) ал содан соң алынған кедергі мәнін R1 мәніне қосу керек: R1 · R = R1 + [R2R3/(R2R3)]. Ом заңын және екі Кирхгоф заңдарын қолдана отырып, кез-келген күрделі тізбектің барлық учаскелеріндегі токтар мен кернеулер таралуын анықтауға болады. Күрделі электр тізбектерін есептеу тәсілдерінің бірі – токтарды қосып жинау тәсілі. Қаралып отырған тәсілдің мәні мынада: қандай да бір тармақтағы ток сол тарамда әрбір жеке ЭҚК туғызған токтардың алгебралық қосындысы болып табылады. ІІ-суретте Е1, Е2, Е3 ЭҚК бар үш энергия көздері мен төрт тізбектеп қосылған R1, R2, R3, R4 резисторлары бар тізбек көрсетілген. Егер энергия көздерінің ішкі кедергілерін елемесек, онда тізбектің жалпы кедергісі R = R1 + R2 + R3 + R4. Ең алдымен айталық, бірінші көздің ЭҚК Е1 ≠ 0 екіншісі мен үшіншісінікі Е2 = 0 және Е3 ≠ 0, одан соң Е2 ≠ 0, ал Е1 = 0 және Е3 = 0 болсын дейік. Ақырында Е3 = 0 дейік, ал Е1 = 0 және Е2 = 0. Бірінші жағдайда Е1 ЭҚК бағытымен сәйкес келетін тізбек тогы І1 = Е1/R; екінші жағдайда І2 = Е2/R; үшінші жағдайда І3 = Е3/R. Е1 және Е3ЭҚК бағыттары контур тогының бағытымен сәйкес келетіндіктен, I және І3 токтарының бағыттары да сәйкес болады, ал І2 тогы қалған тоқтарға қарама-қарсы бағытта болады, өйткені Е2 ЭҚК Е1 ЭҚК қарсы бағытталған. Демек, тізбек тоғы I = I - I2 + I3 = E1/R - E2/R + E3/R = (E1 - E2 + E3)/(R1 + R2 + R3 + R4). Кез-келген учаскедегі, мысалы, а және б нүктелері аралығындағы кернеу Uаб = IR4. Күрделі тізбектерді есептеу кезінде тізбектің барлық тармақтарындағы токтарды анықтау үшін олардың кедергілерін, барлықк ЭҚК мәндері мен бағыттарын білу керек. Кирхгоф заңы бойынша теңдеулер кұрастырар алдында тармақтағы токтарға кез-келген бағыт беріледі. Токтар бағыты схемада нұсқамалармен көрсетіледі. Егер қандай да болмасын тармақтағы токтың нағыз бағыты берілген бағытқа қарама-қарсы болса, онда теңдеулерді шешкен кезде бұл токтық таңбасы теріс болып шығады. Қажетті тендеулер саны белгісіз токтардың сандарына тең және де Кирхгофтың бірінші заңы бойынша құрылатын теңдеулер саны тізбек түйіндерінің санынан бірге кем болуы керек; қалған теңдеулер Кирхгофтың екінші заңы бойынша құрылады және де әрқайсысында алдыңғы құрылған теңдеуге кірмеген, ең болмаса бір тармақ болатын қарапайым контурларды таңдап алу керек. Кирхгоф заңдарын қолданып күрделі тізбектерді есептеуді кедергіге тұйықталған параллель қосылған екі энергия көзі мысалымен (10-суретті караңыз) қарастырамыз. Энергия көздерінің ЭҚК Е1 = Е2 = 120 в, олардың ішкі кедергісі R1 = 3 ом және R2 = 6 ом, жүктеме кедергісі R–18 ом болсын делік. Белгісіз токтардың саны үшеу болғандықтан, үш тендеу құру керек. Түйінді екі нүкте болғандықтан Кирхгофтың бірінші заңы бойынша бір түйін тендеуі керек: І = І1 + І2. Екінші тендеуді бірінші көзден және жүктеме кедергісінен тұратын контурды айналып өту кезінде аламыз: Е = І1R1 + ІR. Осы сияқты үшінші тендеуді жазамыз: Е2 = І2R2 + IR. Сандық мәндерін қойып 120В = 3І1 + 18І және 120В = 6І2+18І аламыз. Е1–Е2 = I1R1–I2R2–3I1–6I2 = 0 болғандықтан І1 = 2І2 және І = 3І2. Алынған бұл мәндерді Е1 ЭҚК үшін жазылған өрнекке қойсақ 120 = 2І2 · 3 + 18 · 3І2 = 60І2 бұдан І2= 120/60 = 2А, І1 = 2І2 = 4А, І = І1 + І2 = 6А. Ортақ тұтынушыға жұмыс жасайтын, параллель қосылған бірнеше энергия көздерінен тұратын а және б екі түйін нүктелері бар күрделі электр тізбектерінде (12, а-сурет) түйіндік кернеулер тәсілін қолдану ыңғайлы. 12-сурет. Қүрделі электр тізбегін есептеу схемасы: а–тораптық кернеу әдісі бойынша, б–контурлық токтар әдісі бойынша Түйін нүктелеріндегі потенциалдарды φа және φб арқылы белгілеп, екі нүкте арасындағы кернеуді U осы потенциалдар айырымы арқылы көрсетуге болады, яғни U = φа–φб. Әр тармақта ЭҚК-тер мен токтардың оң бағыты а түйінінен б түйініне бағытталған деп қабылдап мынандай теңдеулер жазуға болады: I1 = (φa – φб – E1)/R1 = (U – E1)g; I2 = (φб + E2)/R2 = (U + E2)g2; I3 = (φa – φб – E3)/R3 = (U – E3)g3; I = (φa – φб)/R = Ug Кирхгофтың бірінші заңы негізінде түйін нүктесі үшін І1 + І2 + І3 + І = 0 теңдеуін аламыз. Бұл қосындыға токтар мәндерін қойып (U – E1)g (U + E2)g2 + (U – E3)g3 + Ug = 0 табамыз, бұдан U = (E1g1 – E2g2 + E3g3)/(g1 + g2 + g3 + g) = ∑Eg/∑g, яғни түйін кернеуі барлық параллель тармақтардың э.к.күштері мен өткізгіштіліктері көбейтіндісінің қосындысын барлық тармақтардың өткізгіштіліктерінің қосындысына бөлгенге тең. Осы формула бойынша түйін кернеуін есептеп және токтар үшін жазылған өрнектерді пайдаланып, бұл токтарды оңай анықтауға болады. Бірнеше түйін нүктелері және э.қ.күштері бар күрделі тізбектердегі токтарды анықтау үшін шешілуге тиісті теңдеулер санын азайтуға мүмкіндік беретін контурлық токтар тәсілі қолданылады. Шектес екі контурдың кұрамына кіретін тармақтар арқылы біріншісі шектес контурлардың тогының бірінің, ал екіншісі – басқа контурдың тоғы болатын екі контур тогы жүреді деп ұйғарылады. Қарастырылып отырған тізбек учаскесінде шын ток осы екі токтың өзара салыстырмалы бағыттарына байланысты олардың қосындысымен немесе айырымымен анықталады. Контурлық токтар құрамына кіретін кедергілер қосындысын және шектес контурларға ортақ кедергілер қосындысын пайдаланып, теңдеулер құрады. Бірінші қосынды қос индекспен, мысалы, R12, R13 және т.б. белгілейді, ал екінші қосындыны қаралып отырған учаске тізбегі ортақ болатын контурлар нөмірлерінен тұратын индекспен мысалы, R12, R13 т.б. белгілейді. Егер контурдың құрамына бірнеше Е1 Е2, Е3 және т.б. э.к.күштер кірсе, онда осы контур үшін Кирхгофтың екінші заңы негізінде мынандай теңдеу жазуға болады: Е1 ± Е2 ± Ез ± ... = І1R11 + І2 R12 + R13 + ... Бұл теңдеуде «+» немесе «–» таңбасы контурдағы э.қ.күштер мен токтардың өзара салыстырмалы бағыттарымен байланысты алынады (бағыттары бірдей болған кезде – плюс, қа-рама-қарсы болса – минус). Осыған ұқсас теңдеулерді күрделі электр тізбегіне кіретін барлық контурлар үшін жазуға бблады. Сонымен, әрбір контур э.к.күштерінің алгебралық қосындысы осы контурдағы токтың контурды құрайтын барлық бөлімдері кедергілері қосындысының көбейтіндісінің және берілген контурмен шектес барлық контурлардың контурлық топтарының оларға ортақ бөлімдердің кедергілері көбейтінділерінің алгебралық қосындысына тен. 12, б-суретте үш контуры бар күрделі электр тізбегі көрсетілген. Тізбек ішкі кедергілері R01 = 4 ом, R02 = 3 ом екі э.қ.күштерінен E1 = 12в, E2 = 8в және бес кедергіден R1 = 20 ом, R2 = 29 ом, R3 = 40 ом, R4 = 8 ом, R5 = 16 ом тұрады. Кедергілерді табайық: R11 = R1 + R01 + R13 = 20 + 4 + 8 = 32 ом; R22 = R2 + R02 + R23 = 29 + 3 + 16 = 48 ом; R33 = R3 + R03 + R32 = 40 + 8 + 16 = 64 ом; R13 = R31 = 8 ом; R23 = R32 = 16 ом. Кирхгрофтың екінші заңы негізінде 1-контур үшін: У1 = І1R11 – І3R13; 12 = 32I1 – 8I3; 2-контур үшін: E2 = I2R22 – I3R33; 8 = 48I2 – 16I3; 3-контур үшін: E3 = I3R33 – I1R31 – I2R32 – I2R32; O = 64I2 – 8I1 теңдеулерін құрамыз. Осы теңдеулерді шешіп, токтар мәндерін І1 = 0.4 A; I2 = 0.2 A; I3 = 0.1 A; I4 = I1 – I3 = 0.3 A; I5 = I2 – I3 = 0.1 A табамыз. 2.2. Оқушылардың сұрағына жауап беру 2.3. Жаңа тақырыпты бекіту, пысықтау әдісі: Тест бойынша сұрақтар 1.Егер тізбектегі ток күші 8А болса, 20с ішінде өткізгіш арқылы қанша заряд өтеді? а) 0,4 Кл; б) 16 Кл: в) 160 Кл; г) 2,5 Кл; д) 4 Кл. 2. Көлденең қимасы 0,5мм және кедергісі 8 Ом никелин өткізгіштің массасы неге тең? (никелиннің тығыздығы 8900 кг/м, меншікті кедергісі 0,42·10Ом·м) а) 0,24кг; б) 0,042кг; в) 1,5кг; г) 0,12кг; д) 0,16кг. 3.Кедергісі 20 Ом өткізгіш арқылы 1мин ішінде 300 Кл заряд ағып өтсе, өткізгіш ұштарындағы кернеу қандай болғаны? а) 50 В; б) 18 В; в) 200 В; г) 36 В; д) 100 В. 4.Ішкі кедергісі 0,09 Ом амперметрдің өлшеу шегін 10 есе арттыру үшін қандай шунт және оны қалай жалғау керек? а) 0,01 Ом параллель; б) 0,01 Ом тізбектей; в) 0,1 Ом параллель; г) 0,1 Ом тізбектей; д) 0,11 Ом параллель. 5. Тізбек бөлігі параллель жалғанған 9 және 6 Ом резистордан және тізбектей жалғанған 12 ом резистордан тұрады.Тізбек ұшына берілген кернеу 24В. Кедергісі 9 Ом резистордағы ток күші неге тең? а) 0,15 А; б) 0,24 А; в) 0,28 А; г) 0,31 А; д) 0,62 А. 6. 110 В-қа есептелген электр шамының қуаты 40Вт. Шамның кедергісі: а) 55 Ом; б) 1210 Ом; в) 606 Ом; г) 730 Ом; д) 303 Ом. 7.Электрқыздырғыштың кедергілері әр түрлі қыздырғыш элементінің екі секциясы бар. Біреуін қосқанда су tуақыт ішінде, екіншісін қосқанда tуақыт ішінде қайнайды.Егер осы секцияларды параллель қосса, су қанша уақыт ішінде қайнайды? а) ; б) ; в) ; г) ; д) . 8. Өлшем бірлігін түрінде көрсетуге болатын физикалық шама: а) кедергі; б) ток күші; в) ток көзінің ЭҚк-і; г) өткізгіштік; д) меншікті кедергі. 9.Суретте көрсетілген схема бойынша тізбектің жалпы кедергісін анықта: 10.Кедергілері Ом, 30 Ом, 20 Ом үш резистор электр тізбегіне параллель жалғанған. Қай резистор арқылы көп ток жүреді? а) ; б) ; в) ; г) бәрінде бірдей; д) нақты жауап беру мүмкін емес, себебі бұл ток көзіне байланысты. 10.Электр қыздырғыштың спиралі арқылы өтетін ток күші 6А.Спиральдің көлденең қимасы арқылы 4с ішінде өтетін электрондардың саны: а) 1,5·10; б) 3·10; в) 1,5·10; г) 3·10; д) 1,5·10. 1. Қорытындысын шығару және бағалау. 2 Үйге тапсырма беру Тақырыпты оқу, мазмұндау. Дәптерге «Ом заңы. Резисторларды тізбектеп жалғау» тақырыбына байланысты ребус құрып келу. ІІІ. Қорытынды бөлім жүктеу/скачать 143,81 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|