НұСҚаулар «Электротехника және электроника»
жүктеу/скачать 3,12 Mb.
|
Зертханалық жұмыс Электротехника
- Бұл бет үшін навигация:
- Жұмысты орындауға нұсқау
- Бақылау сұрақтары
- 4 зертханалық жұмыс
- Жұмыстың мазмұны
- 5 зертханалық жұмыс
- Жалпы мәліметтер
| Жұмыстың мазмұны
Тармақталған және тармақталмаған электр тізбектерінің схемаларын жинау. Тұрақты кернеу және тоқ мәндерін қосып, тік және жанама әдіспен өлшеулер жүргізу. Реостат тұтынатын қуатты өлшеу. Тәжірибелік берілгендермен қуат балансын тексеру. Жұмысты орындауға нұсқау Зертханалық жұмысты орындау үшін тармақталған және тармақталмаған электр тізбектерінің схемаларын жинау қажет (3.4, 3.5, 3.6 сурет). 3.4-сурет. Тоқ қабылдауыштарын тізбектеп жалғағандағы электр тізбектерін зерттеу схемасы 3.5-сурет. Тоқ қабылдауыштарын параллель жалғағандағы электр тізбектерін зерттеу схемасы 3.6-сурет. Аралас типті тізбекті зерттеу Кернеу мен кедергі көздерінің мәндері өз бетінше алынады. Ұсынылатын интервал: кернеу 100...1000 В, кедергі 50...500 Ом. Тізбекті жинақтағаннан кейін тәжірибе жүргізуді бастайды. Кернеу мен тоқтың тура және жанама әдіспен есептелген нәтижелері 3.1, 3.2, 3.3 кестелеріне енгізіледі. 3.1-кесте. Тоқ қабылдауыштарын тізбектеп жалғағандағы электр тізбектерін есептеу және өлшеулерінің нәтижесі
3.2-кесте. Тоқ қабылдауыштарын параллель жалғағандағы электр тізбектерін есептеу және өлшеулерінің нәтижесі
3.2-кесте. Пассивты элементтерді аралас жалғағандағы тізбектерді есептеу және өлшеулерінің нәтижесі
Тізбектегі тоқ пен кернеуді жанама әдіспен анықтағанда Ом заңын қолданады: Тізбектің эквивалентті кедергісі мына формуламен анықталады: Тізбектегі қуат І және U туындысы ретінде анықталады, яғни Р=IU. Қуат балансын тәжірибелік тексеру нәтижесі әр тізбек үшін кесте түрінде көрсетіледі (3.4-кесте). -қуат; -жүктемемен тұтынатын қуат; -қуат балансын тексергендегі қателік. 3.4-кесте. Қуат балансын тәжірибелік тексеру EWB программасында жұмыс барысы Берілген схемаға сәйкес пиктограмма қатарынан элементтерді таңдап, бір-бірімен жалғап, номиналдарын қойып шығу керек (№1,2 зерт.жұм. қара). Виртуалды тәжірибелер үшін электр тізбектерінің схемалары 3.4, 3.5, 3.6 суреттерінде көрсетілген. Бақылау сұрақтары Электр тізбегінің контуры, түйіні және тармағы деп нені айтады? Резисторлар аралас жалғанған тізбектің эквиваленттік кедергісі неге тең? Резисторлар параллель жалғанған тізбектің эквиваленттік кедергісі неге тең? Резисторлар тізбектей жалғағандағы қуатты анықтайтын формулаларды жаз. Резисторлар параллель жалғағандағы қуатты анықтайтын формулаларды жаз. №4 зертханалық жұмыс Кезекпе-кезек есептеу тәжірибелік тексеру Жұмыстың мақсаты: кезекпе-кезек есептеу әдісін зерттеу. Жалпы мәліметтер Кезекпе-кезек есептеу әдісі былай тұжырымдалады: кез-келген тармақтағы тоқ әрбір жеке схеманың ЭКҚ шақыратын тоқтардың алгебралық қосындысына тең болады, бұл принцип барлық сызықты электр тізбектеріне сәйкес келеді: Осы әдіспен тізбекиі есептегенде келесі шарттар орындалады: Әрбір ЭҚК әсерінен пайда болатын тоқтарды ойша қалған схемаларды алып тастап отырып кезекпе-кезек есептейді; Тармақтағы тоқтарды жеке-жеке алгебралық қосу арқылы табу. Мысал ретінде 4.1(а)-суретінде көрсетілген схеманы қарастырамыз а) б) в) 4.1-сурет. Кезекпе-кезек әдісі бойынша тоқтарды есептеу схемалары Әр ЭҚК пайда болатын тоқтарды есептеу үшін схемалар құрамыз (4.1-б,в сурет). Тоқтарды есептеу үшін теңдеулер құрамыз. Е1 ЭҚК тоқтары үшін: Е3 ЭҚК тоқтары үшін: Сонда тармақтағы дәл тармақтар тең болады: I1 = I1’ + I1’’, I2 = I2’ -I2’’, I3 = I3’ + I3’’ . Жұмыстың мазмұны: Программаның жұмыс терезесінде схемаларды жинау. Тоқ пен кернеу шамаларын өлшеу. Есептеу жолымен тоқ пен кернеу мәндерін анықтау. Есептелген және өлшенген шамларды салыстыру. Салыстыру негізінде қорытынды жасау. Жұмысты орындауға нұсқау Берілген зертханалық жұмыс кезекпе-кезек есептеу әдісін практикалық түрде үйренуді талап етеді. Жұмыс барысында 4.2-суретінде келтірілген схеманы жинау керек. Қоректену кернеуінің мәндері 100-500 В, резистордың мәндері 100-ден 1 кОм дейін. 4.2-суреті бойынша өлшеу құралдарын пайдаланып тоқ пен кернеу шамаларын өлшеу. Ол үшін тоқтарды өлшеу: - К1 және К2 кілттері тұйықталған уақытта; - К1 кілті тұйықталған, ал К2 кілті ашық тұрғанда; - К2 кілті тұйықталған, ал К1 кілті алшақ тұрған. 4.2-сурет. Электр тізбегінің орын басу схемасы Қоректену кернеуі мен резисторды бекітілген мәндері арқылы өлшенгеннен кейін: әр ЭҚК пайда болатын тоқтарды есептеу қажет; орын басу схемасында өтетін толық тоқтарды табу қажет (4.2-сурет) EWB программасында жұмыс барысы: Basic пиктограмма қатарынан кілтті таңдаймыз . Маустың сол жақ кнопкасын басып EWB жұмыс терезесінен алып шығарамыз. Жұмыс терезесіне тағы бір кілтті шығарамыз. Маустың сол жақ кнопкасын екі рет шерту арқылы кілттің жөнге келтіру бөліміне кіріп, келісім клавишасын «А» деп ауыстырамыз (4.3-сурет). 4.3-сурет. EWB программасында сөндіргішті таңдау 4) Екінші кілт үшін тура осы процессті қайталап, келісім клавишасын «В» деп ауыстырамыз (4.4-сурет). 4.4-сурет. EWB программасында сөндіргішті таңдау Енді «А» клавишасын басқанда – сол жақтағы кілт жұмыс істейді. «В» басқанда – оң жақ кілт істейді. Пиктограмма қатарынан керекті элементтерді таңдап, номиналдарын өзгертіп бір-бірімен жалғаймыз (№ 1,2-зерт.жұм қара). Электр схемасының виртуальды түрі келесідей болады (4.5-сурет). 4.5-сурет. EWB программасында электр схемасының виртуальды моделі Бақылау сұрақтары Кезекпе-кезек есептеу әдісін тұжырымда. Кезекпе-кезек есептеу әдісінің басқа әдістермен салыстырғанда артықшылықтары мен кемшіліктері. Кезекпе-кезек есептеу әдісін қандай схемаларда қолдану тиімді? №5 зертханалық жұмыс Айнымалы тоқ тізбегінің элементтері Жұмыстың мақсаты: R, L, C элементтерінің физикалық процесстерінің ерекшеліктерін түсіну. Жалпы мәліметтер Айнымалы кернеудің негізгі параметрлері Айнымалы кернеу синусоидалық түрде болады (5.1-сурет). Кернеудің синусоидалық түрде болуы электр техникалық есептеулер үшін қолайлы және электр қондырғыларының жұмысы үшін тиімді екені анықталды. 5.1-сурет. Кернеудің лездік мәндерінің графиктері U1m, U2m –амплитудалық (максимальды) мәндері; φ1 , φ2 – бастапқы фазалар, φ1 – оң фаза, φ2 – теріс фаза; Т – радиан немесе секундтық период; - жиілік, Гц; - бұрыштық жылдамдық, рад/сек. Синусоидалы шамалардың келес мәндерін айырады Um, Ιm, Еm – амплитудалық мәндер; U, Ι, Е – әсер етуші мәндер; u, i, e – лездік мәндер. Әсер етуші мәндер мен есептеу шамасы болып табыады.барлық құралдар (волтметр, амперметрлер және т.б.) әсер етуші мәндер көрсетеді. Математикалық әсер етуші мәндерді былай анықтайды: яғни , , . Лездік мән – бұл уақыттың белгілі бір момент функциясының мәні. Мысалы, t=0 е(0), i(0), u(0) – осы уақыттағы шама мәні. Айнымалы кернеу тізбегіндегі электр процесстерінің ерекшеліктері Өткізгіштегі электр тоғы магнитті және электрлі өрістермен байланысты болады. Өзгеріліп отыратын магиттік өріс ЭҚК тудырады, электр өрісінің өзгеруі өткізгіштегі зарядтардың өзгеруімен қатар жүреді. Сонымен қатар электромагнитті энергияның бір бөлігі жылуға айналып, бір бөлігі сәулелендіріледі. Реалды электр тізбегінде жоғарыда айтылған құбылыстар байланыспаған учаскелер жоқ. Сондықтан, процесстерді қарастыруды жеңілдету үшін электр тізбектерің идеалды тізбекпен немесе идеалды элементтерден тұратын есептеу схемасымен алмастырады. Электр энергиясы басқа энергия түріне ауысатын элементтер активті кедергі r немесе өткізгіштік g деп аталады. Тек қана магнитті өріспен байланысқан элементтер индуктивтілік L және өзара индуктивтілік М деп аталады. Тек қана электр өрісін сипаттайтын элементтер сыйымдылық деп аталады. Идеалды тізбектің элементтерін қосатын сымдар не R, не L, не C ие емес деп есептеледі. Синусоидалық токтың тізбегіндегі резистор Тізбектегі тоқ өзгереді . Сонда алмастыру схемасы үшін (5.2-сурет) кернеу мен қуатт өзгерулерінің заңдарын шығарамыз. Сурет 5.2-Синусоидалы кернеуі бар тізбектегі резистор Лездік мәндер үшін Ом заңы: , мұндағы -амплитудалық мәндер үшін Ом заңы, немесе , -әсер етуші мәндер үшін Ом заңы. Комплестік түрдегі Ом заңы келесі түрге ие болады: Тізбек қуаты: , (5.2) Мұндағы - орташа қуат. Лездік қуаттың р тұрақты құраушы және жиілігі бар айнымалысы болады (5.3-сурет). Тұрақты құраушысы толығымен жылулық энергия, ауысады. Тек резисторы бар тізбектің векторлық диаграммасы (5.4-сурет ). 5.3-сурет. Тоқ, кернеу және қуаттың лездікмәндерінің графигі 5.4-сурет. Тізбектің векторлық диаграммасы 1) Синусоидалық тоқ тізбегінің идеалді катушкасы (индуктивтілік) Тоқ нөлдік бастапқы фазамен өзгерсін. Идеалды катушка үшін оның резистивті кедергісі R=0. Сондықтан сыртқы кернеу ЭҚК өздік индукциясы көмгімен теңеледі: , . Сәйкесінше , яғни, кернеу фазаны 900 озады (5.5-сурет). 5.5-сурет. Айнымалы тоқ тізбегіндегі индуктитівтілік Мұнда -амплитудалық мәндер үшін Ом заңы - индуктивтілік кедергі Тоқ, кернеу және қуат 5.6-суретінде, ал тізбектің векторлық диаграммасы 5.7-суретінде көрсетілген. 5.6-сурет. Тоқ, кернеу және қуат графиктері 5.7- сурет. Индуктивтіліктің векторлық диаграммасы Комплекстік түрдегі ом заңы келесі түрде болады: немесе . Тізбек қуаты: Қуаттың орташа мәні нөлге тең, яғни индуктивтілік қуатты тұтынбайды. Периодтың бір бөлігінде өзінің магниттік өрісінде сақтап, екінші бөлігінде сол энергия қайтады (5.8-сурет). ІІ) Анымалы тоқ тізбегіндегі конденсатор Конденсатор кернеуге нөлдік бастапқы фазамен жалғасқан . 5.8-сурет. Айнымалы тоқ тізбегіндегі конденсатор Конденсатор тогы , мұндағы q=СU – конденсатор айналасындағы заряд. Сонда кернеу: яғни, тоқ фаза бойынша кернеуді 900 озады, ал сыйымдылық кернеуі тоқтан 900 артта қалады (5.9-сурет). Тізбектің векторлық диаграммасы 5.10-суретінде көрсетілген. 5.9-сурет. Тоқ, кернеу және қуаттың лездік мәндерінің графиктері 5.10-сурет. Сыйымдылықтың векторлық диаграммасы Соңғы формуладағы шама -сыйымдылық кедергісі, Ом. Комплекстік түрдегі Ом заңы: Тізбектің қуаты : Сыйымдылықта активті қуатты тұтынбайды. жүктеу/скачать 3,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||