Оқулық «Білім беруді дамыту федералдық институты»
жүктеу/скачать 21,72 Mb. Pdf көрінісі
|
Nemtsov-E-lektr-tehnika-zh-ne-e-lektronika.-O-uly-
- Бұл бет үшін навигация:
- 4.15. СИНУСОИДАЛЫҚ ТОК ТІЗБЕГІНДЕГІ ЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ ТЕҢГЕРІМ
- ПАССИВТІ ТӨРТ ЖӘНЕ ҮШ ПОЛЮСТІЛЕР
- ЭЛЕКТРЛІК СҮЗГІЛЕР
- Тегістеуші сүзгілер
- Резонансты сүзгілер
| 4.15.
СИНУСОИДАЛЫҚ ТОК ТІЗБЕГІНДЕГІ ЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ ТЕҢГЕРІМ Барлық энергия көздерінің лездік қуаттарының алгебралық қосындысы барлық энергия қабылдағыштарының лездік қуаттарының алгебралық қосындысына тең. Бұл период аралығындағы қуаттардың орташа мәндеріне де қатысты. Энергетикалық теңгерім — энергия көздерінің, яғни ток көздері мен ЭҚК (кернеу) көздерінің, энергия қабылдағыштарының, яғни резистивті, индуктивті және сыйымдылық элементтерінің кез - келген санынан тұратын, синусоидалық токтың энергетикалық тізбегіндегі қуаттар теңгерімі , біріншіден, барлық энергия көздерінің активті қуаттарының алгебралық қосындысы барлық резистивті элементтердің қуаттарының арифметикалық қосындысына тең ∑ ∑ = − 2 ) cos( R i u к к RI I U ψ ψ немесе ∑ ∑ = R к P P (4.46) екіншіден, барлық энергия көздерінің реактивті қуаттарының алгебралық қосындысы барлық индуктивті және сыйымдылық элементтерінің алгебралық қосындысына тең ∑ ∑ ∑ − = − 2 2 ) sin( C C L L i u к к I X I X I U ψ ψ немесе ∑ ∑ ∑ + = C L к Q Q Q (4.47) дегенді білдіреді. ЭҚК көзінің активті ) cos( ) cos( i u ab i e E I U EI P ψ ψ ψ ψ − = − = және реактивті ) sin( ) sin( i u ab i e E I U EI Q ψ ψ ψ ψ − = − = қуаттары, егер 𝐼̇ а б в г 4.37- сурет 122 4.16. тогы мен 𝐸̇ = 𝑈̇ 𝑎𝑏 ЭҚК - нің бағыттары сәйкес келетін босла, «плюс» таңбасымен жазылады ( 4.37- сурет, а ). Кері жағдайда ( 4.37- сурет , б ) – «минус» таңбасымен. ток көзінің активті ) cos( i u ab J I U P ψ ψ − = және реактивті ) sin( i u ab J I U Q ψ ψ − = қуаттары, егер көз 𝐽̇ = 𝐼̇ тогының бағыты және олардың шықпалары арасындағы 𝑈̇ 𝑎𝑏 кернеуі бағыты қарама - қарсы болса ( 4.37- сурет , в ), «плюс» таңбасымен жазылады. Кері жағдайда ( 4.37- сурет , г ) – «минус» таңбасымен жазылады . ПАССИВТІ ТӨРТ ЖӘНЕ ҮШ ПОЛЮСТІЛЕР Егер электротехникалық құрылғыларды, тізбектің басқа бөліктерімен 1 – 1’ және 2 – 2’ шықпалар жұбымен (полюстарымен) жалғанатын, төрт полюсті түрінде қарастыратын болсақ (4.38 - сурет), олардың жұмыс режимін есептеу қысқарады. Егер төртполюстіде энергия көздері жоқ болса, онда оларды пассивті , ал егер бар болса – активті деп атайды. Активті төрт полюстіге мысал ретінде дифференциалды күшейткішті, пассивті төртполюстіге – екі орамды трансформаторды, телефондық байланыс желісін, өлшеуші көпірді келтіруге болады. Сызықтық пассивті төрт полюстінің схемасы тек сызықтық резистивті, индуктивті және сыйымдылық элементтерінен, сызықтық емес – сондай - ақ аттас сызықтық емес элементтерден тұрады. Автоматика мен радиотехника құрылғыларында, төрт полюстінің шықпасындағы 𝑈̇ 1 кернеуінің кешенді мәндерінің оның кірісіндегі 𝑈̇ 2 кернеуіне қатынасының жиілігіне тәуелділігін білу маңызды. Кешенді кернеулердің салыстырмалы өзгерісі к ернеу жіберудің кешенді коэффициенті деп аталады 1 1 2 2 1 2 ) ( e ) ( u u j u u U U U U K K u ψ ψ ω ω θ ∠ ∠ = = = • • (4.48) мұндағы 1 2 1 2 / / ) ( • • = = U U U U K u ω (4.49) - амплитудалық-жиіліктік сипаттама (АЖС); 1 2 ) ( u u u ψ ψ ω θ − = (4.50) - төрт полюстінің кернеуінің фазалық жиілікті сипаттамасы (ФЖС). 123 123 4.17. 4.38- сурет Төрт полюске (сүзгіге, күшейткіштерге және т.б.) ие тізбектерді талдау кезінде логарифмдік амплитудалық-жиіліктік сипаттаманы (ЛАЖС) қолданады. Бұл ретте ординат осьі бойымен, өлшем бірлігі децибел (дБ) u K lg 20 шамасының мәндері қойылады, және де абсцисс осьі бойымен – 𝜔 бұрыштық жиіліктерінің немесе ондық логарифм масштабындағы π ω 2 / = f жіиілігі қойылады. −∞ = = 0 lg ω ω болғандықтан, абсцисс остерінде санақ басы жоқ, ал ордината және абсцисс остерінің қиылысу нүктесі ЛАЖС бейнелеу кезінде дербес таңдалады. ЛАЖС - сын сызықтық бөліктер жиынтығымен апроксимациялау мүмкіндігі оның қолайлылығын білдіреді, бұл төрт полюстілерге ие тізбектерді талдауды жеңілдетеді. Мысалы, операциялық күшейткішті күшейту жолағын анықтау ( 15.16- суретті қараңыз) . Егер бір шықпа төрт полюсті тізбектің кірісі, ал екіншісі шықпа оның шығысы болып табылса, онда төрт полюсті үш полюстіні білдіреді. ЭЛЕКТРЛІК СҮЗГІЛЕР Периодты синусоидалық емес функция ) ( f ) ( f kT t t + = шартын қанағаттандырады, мұндағы Т - функция периоды, яғни уақыт өткеннен кейін мәндері қайталанатын уақыт аралығы; k – бүтін сан. Мұндай периодты функция, жалпы жағдайда шектелмеген, бірақ электрлі тізбектерді есептеу кезінде көбінесе n аяққы санды үйлесімді (синусоидты) құраушылардан (гармоник) тұратын, үйлесімді Фурье қатары түрінде көрсетілуі мүмкін екендігі математика курсынан мәлім. Мысалы, периодты синусоидалық емес ток ) sin( ... ) 2 sin( ) sin( 2 2 1 1 0 in mn i m i m t n I t I t I I i ψ ω ψ ω ψ ω + + + + + + + = . 124 а 4.39- сурет Электрлік сүзгілер периодты синусоидалық емес токтар мен белгілі бір жиілікке ие немесе жиілік жолақтары шегінде кернеулердің үйлесімді құраушыларын, катушкалардың L k ω индуктивті кедергілері мен конденсаторлардың C k ω / 1 сыйымдылық кедергілерінің үйлесімділік құраушысының k нөміріне тәуелділігі негізінде азайтуға мүмкіндік береді. Тегістеуші сүзгілер . Мұндай сүзіглер айналмалы кернеудің жоғары үйлесімдерін ұстап тұруды азайту үшін қолданылады. Қарапайым тегістеуші сүзгі, шығыс шықпаларына R 2 н жүктеме кедергісі бар қабылдағыш жалғанған, пассивті сызықтық төртполюстіден тұрады ( 4.39- сурет , а ). 4.39, б суретінде жүктеменің ( ∞ = к R 2 ) ажыратылған тізбегіндегі ( ) 2 2 2 1 1 1 1 ) ( RC C R C K ux ω ω ω ω + = + = және ∞ < к R 2 жүктеме тізбегінің кедергісі кезіндегі сүзгінің амплитудалық - жиіліктік сипаттамалары келтірілген. 2 – 2’ шықпалары арасындағы синусоидалық кернеу амплитудасы мен 1 – 1’ шықпалары арасындағы тұрақты амплитуда да, оның нөлге тең бұрыштық жиілігіндегі мәнінен 2 , яғни 707 , 0 2 1 = есе аз бұрыштық жиілік шек ω шекаралық бұрыштық жиілік деп, ал бұрыштық жиіліктердің шек ω ω ≤ ≤ 0 диапазоны – тегістеуші сүзгінің өткізгіш жолағы деп аталады. Көбінесе бұрыштық жиіліктер орнына олардың сәйкес π ω 2 / = f циклдік жиіліктерін қолданады. 125 125 а 4.41- сурет 4.40- сурет ∞ = ж R 2 жүктеменің ажыратылған тізбегіндегі ( ) 2 2 ) ( L R R K ux ω ω + = және ∞ < ж R 2 жүктеме тізбегінің кедергісі кезіндегі, оған тән амплитудалық - жиіліктік сипаттамасымен қоса ( 4.40- сурет , б ), тегістеуіш сүзгі қасиетіне пассивті төртполюсті де ие ( 4.40- сурет , а ) RC - тізбегіне негізделген тегістегіш сүзгісіне қарағанда, RL - тізбегі негізіндегі тегістеуіш сүзгіде, демек, шекаралық бұрыштық жиіліктің мәні, яғни өткізу жолақтары жүктеме тізбегінің кедергісі азайған сайын кемиді. Резонансты сүзгілер . Мұндай сүзгілерде электр тізбегіндегі кернеу мен ток резонанстары құбылысы, қабылдағыштағы кернеуде белгілі бір жиілік жолағын ерекшелеу немесе алып тастау үшін қолданылады. Жолақтық сүзгіде (4.41- сурет , а ) кернеулер резонансы құбылысы қолданылады (4.10- бөлімшені қараңыз) . 126 4.42- сурет Амплитудалық - жиіліктік сипаттама [ ] 2 2 2 2 1 / 1 ) ( кс кс u R C L R K + − = ω ω ω (4.51) 4.41, б суретінде келтірілген . Сүзгі бөліп шығаратын ω ∆ бұрыштық жиілік жолағының ені, 2 / 1 = u K деңгейінде кс R C L Q 2 / = тізбек төзімділігі үлкен болған сайын соншалықты аз болады. Бөгеуші сүзгіде ( 4.42- сурет , а ) ток резонансы құбылысы қолданылады (4.12 - бөлімшені қараңыз). Оның амплитудалық - жиіліктік сипаттамасы 2 2 2 2 2 2 ) 1 ( ) ( 1 ) ( LC R L LC R K кс кс u ω ω ω ω − − + − = 4.42, б суретінде келтірілген. Сүзгі бөгейтін ω ∆ бұрыштық жиілік жолағының ені 2 / 1 = u K деңгейінде анықталады. жүктеу/скачать 21,72 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|