Лектротехниканың теориялық негіздері 3

ІЗДЕРІ 3

Электр тізбектеріндегі өтпелі және орнатылған режимдерді зерттеу

Зертханалық жұмыстарды орындау үшін әдістемелік нұсқаулар

(Электрэнергетика 5В071800 – мамандығы студенттер үшін)

Алматы 2012

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Аршидинов М. М, А.Н.Бекеева.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКАНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ 3. Электр тізбектеріндегі өтпелі және орнатылған режимдерді зерттеу. Зертханалық жұмыстарды орындау үшін әдістемелік нұсқаулар (Электрэнергетика – 5В071800 мамандығына студенттерге арналған). – Алматы:АЭжБУ, 2012- 30 бет.

Әдістік нұсқаулар зертханалық жұмыстарды орындау, безендіру және қорғау жөніндегі негізгі ережелерден тұрады.

Әрбір зертханалық жұмыс келесі бөлімдерден құралады: жұмыстың мақсаты, жұмысқа дайындық, жұмыс тапсырмасы, бейнелеуі және талдау мәліметтердің жұмыстары және әдістемелік нұсқаулар.

Зертханалық жұмыстар 5В071800-Электрэнергетика мамандығына студенттерге арналған.

Сур.18, кестелер 11, әдебиеттер- 7 ат.

Пікір жазған: техн. ғыл. док., проф. Қ.Қ. Жұмағұлов

Алматы энергетика және байланыс университетінің 2012 жылғы жоспары бойынша басылады.

© Алматы энергетика және байланыс университеті, 2012ж.

Мазмұны

1 № 1 Зертханалық жұмыс. Бірінші ретті тізбектерде өтпелі процесстер 4

2 № 2 Зертханалық жұмыс. R-L-C тізбектегі өтпелі процесстер 9

3 № 3 Зертханалық жұмыс. Ұзын желілердегі әртүрлі режимді зерттеу 17

4 № 4 Зертханалық жұмыс. Сызықсыз элементтері бар тұрақты токтың электр тізбегін зерттеу 21

5 № 5 Зертханалық жұмыс. Электр шұралы бар тізбектерді зерттеу 23

6 № 6 Зертханалық жұмыс. Кернеулер феррорезонансын зерттеу 26

7 № 7 Зертханалық жұмыс. Екі сымды желінің жазық

параллельдіэлектростатикалық өрісін зерттеу (ЭЕМ қолданумен) 30

дебиеттер тізімі 35

1 № 1 Зертханалық жұмыс

Бірінші ретті тізбектерде өтпелі процесстер

1.1 Жұмыстың мақсаты

Бір реактивтік элементі бар тізбекте өтпелі процестерді тәжірибелі зерттеудің әдеттерін алу.

1.2 Жұмысқа дайындық

ЭТН курстың “R-L,R-C тізбектердегі” өтпелі процестер тарауын қайталап қарап шығу керек.

|| Ә1|| 17-27 б.

|| Ә2|| 234-243 б.

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру және орындау керек:

1.2.1 Өтпелі процесс дегеніміз не және не себептен олар пайда болады? Қандай тізбектерде олар туады?

1.2.2 Коммутация заңдардың маңызы неде?

1.2.3 Өтпелі, қалыптасу және еркін токтар деген не?

1.2.4 Тізбектін уақыт тұрақтысының физикалық маңызы қандай? R-L және R-C тізбектердің уақыт тұрақтылары неге тең? Тізбектің уақыт тұрақтысын тәжірибелі қалай анықтауға болады?

1.2.5 Тізбектің өшу коэффициенті деп нені атайды?

1.2.6 R-C тізбекте қысқа тұйықталу кезде және өзгерудің теңдеулерін келтіріңіз, және графиктерін сызу керек.

1.2.7 Кілт ажыратқаннан кейін тізбектін (1.2 суретті қара) уақыт тұрақтылығы неге тең болады?

1.2.8 Теңдеулерді келтіріңіз, кілт ажыратқаннан кейін тізбек (1.2 суретті қара) үшін арқылы өзгеретінді және графиктерін салу керек.

1.3 Жұмысты орындау тәртібі

1.3.1 Тізбекті жинау керек (1.1 суретті қара).

1.3.2 Нұсқа бойынша (1.1 кестені қара) , R және C мәндерін орнату керек,

1.3.3 Осциллографтың кірісіне конденсатордан кернеуді беру керек.

1.3.4 Болып шыққан масштабымен болып шыққан қисықты суретке салу керек.

1.3.5 Осциллографтың кірісіне резистордан кернеуді беріп, масштабта болып шыққан қисықты суретке салу керек.

1.3.6 Нұсқа бойынша тізбектің бір параметрін өзгертіп (1.2 кестені қара), жаңа қисығының суретін масштабпен салу керек.

1.3.7 Тізбекті жинау керек (1.2 суретті қара).

1.3.8 Нұсқа бойынша (1.3 кестені қара) , мәндерін орнату керек. Кедергі

1.3.9 Осциллографтың кірісіне резистордан R₁ кернеуді беріп, масштабта болып шыққан қисықтың суретін салу керек, берілген масштаб бойынша тоқтың қисығын көрсетіп тұр.

1.3.10 Осциллографтың кірісіне индуктивтігінен кернеуді беру керек.

1.3.11 Масштабпен болып шыққан қисықтың суретін салу керек (егер орауыштың активті кедергімен R_к пайдаланбай жүрсек, демек есептеуге болады).

1.3.12 Нұсқа бойынша индуктивті (1.3 кестені қара) өзгертіп, жаңа қисығының суретін масштабымен салу керек.

1.4 Жұмыстың нәтижелерін талдау және безендіру

1.4.1 Уақыт тұрақтысын және тізбектің өшу коэффициентін тізбектің параметрлерін өз нұсқалары бойынша (1.1 кестені қара) және , берілген нұсқамен (1.2 кестені қара) есептеу керек.

1.4.2 кернеудің бейнелеу бойынша уақыт тұрақтысын және тізбектің өшу коэффициентін (1.3.4 бөлімін қара) және , (1.3.6 бөлімін қара) табу керек.

1.4.3 кернеуді берілген тізбектің параметрлері өз нұсқалары бойынша (1.1 кестені қара) есептеу керек.

1.4.4 Есептелген және тәжірибелі мәліметтер бойынша бір графикке салу керек.

1.4.5 Уақыт тұрақтысы және өшу коэффициенті RL тізбегі параметрдің тізбектері үшін, берілген өз нұсқа бойынша және нұсқа бойынша(1.3 кестені қара) есептеу керек. Тізбектің кедергісі бұл жерде R_к – активті кедергі орауыштың индуктивтілігін ескеру керек.

1.4.6 Бейнелеу қисығының RL тізбек үшін ұақыт тұрақтысын және өшу коэффициентін (1.3.9 бөлімін қара) және (1.3.12 бөлімін қара) анықтау керек.

1.4.7 RL тізбегінде ток және кернеу тізбектің берілген мәндері бойынша нұсқамен (1.3 кестені қара) есептеу керек.

1.4.8 Есептелген және тәжірибелі қисықтарын бір графикке салу керек.

1.4.9 Жұмыс жөнінде толық қорытынды жасау керек: кедергінің R немесе сыйымдылықтың С тізбектің ұақыт тұрақтысын t және осыған қарап өтпелі процесстің жылдамдық өтуіне шаманың әсер тигізуін талдап шығу; конденсатордың ұақыт разрядталған кезде анықтау; L индуктивтігінің τ_L уақыт тұрақтысына RL тізбегінің және осыған қарап өтпелі процесстің жылдамдық өтуіне шаманың әсер тигізуін талдап шығу.

1.1 сурет

1.2 сурет

1.1 кесте

Нұсқа №	Uвх,В	R,Ом	С,мкФ

кесте

Нұсқа №	Uвх,В	R,Ом	С,мкФ

1.3 кесте

Нұсқа №	Uвх,В	L1,мГн	L2,мГн

Әдістемелік нұсқаулар

Масштаб уақыт осі бойымен шарт бойынша табылады, не электрондық кілт (ЭК) f=50 Гц жиілігімен және периодымен тұйықталады және ажыратылады.

Уақыт тұрақтысы t_С тәжірибелік u_С(t) қисығымен RC тізбек үшін (1.3 сурет), бұл жерде t₃- уақыт, бұның ішінде электрондық кілт ЭК тұйықталған кезде (t₃»0,01с).

1.3 сурет

Уақыт тұрақтысы t_L тәжірибелік қисығымен RL тізбегі үшін (1.4 суретті қара)анықталады, бұл жерде t_P - уақыт, бұның ішінде электрондық кілт ЭК ажыратылған кезде (t_Р»0,01 с).

1.4 сурет

2 № 2 Зертханалық жұмыс

R-L-C тізбектегі өтпелі процестер

2.1 Жұмыстың мақсаты

Конденсатордың апериодикалық және тербелеу разрядтардың тәжірибелі зерттеудің әдеттерін алу.

2.2 Жұмысқа дайындық

ЭТН курстың “R-L-C тізбектердегі өтпелі процестер” тарауын қайталап қарап шығу керек.

|| Ә1|| 167-172 б.

|| Ә2|| 244-256 б.

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру және орындау керек:

2.2.1 R-L-C тізбектің кернеуінің еркін құрастырушысы үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеуді және оған сәйкес сипаттамалы теңдеуді жазу керек.

2.2.2 R-L-C тізбекте сипаттамалы теңдеудің қандай түбірлері кезде конденсатордын апериодикалы разряды туады? Конденсатордың апериодикалы разряд кезде үшін теңдеулерді жазып осы шамалар үшін графиктерді келтіру керек.

2.2.3 R-L-C тізбекте сипаттамалы теңдеудің қандай түбірлері кезде конденсатордың тербелену разряды туады? Конденсатордың тербелену разряд кезде үшін теңдеулерді жазып осы шамалар үшін графиктерді келтіру керек.

2.2.4 Тербеленудің логарифмдік декременті не болады?

2.2.5 Өшу коэффициентін α және өздік тербелену жиілігін есептеу және тәжірибелі жолмен графиктен қалай белгілеуге болады? Бұл шамалар R,L және С-ден қалай тәуелді?

2.2.6 R-L-C тізбектің аумалы кедергісі деп нені атайды? R-L-C тізбектің аумалы ережесі деп нені атайды?

2.3 Жұмысты орындау тәртібі

2.3.1 Тізбекті жинау керек (2.1-суретті қара).

2.3.2 Нұсқа бойынша (2.1-кестені қара) R,L және C мәндерін орнату керек. Орауыштың кедергісін өлшеу керек. Кірістегі кернеуді тең қылып жасау керек.

2.3.3 Осциллографқа конденсатордан кернеуді беру керек.

2.3.4 Конденсатордың тербелену разрядын зерттеу керек, масштабта кернеудің осциллограммасын суретке салу керек.

2.3.5 Конденсатордың тербелену разряд кезде және осциллограммаларды суретке салу керек.

2.3.6 R кедергіні өзгертіп тізбекте аумалы ережені құру керек. (нәт) кедергінің мәнін жазып алу керек. Орауыштың кедергісін ескерту керек. кернеудің осциллограмманың суретін салып алу керек.

2.3.7Аумалы кедергіге қарағанда тізбектің кедергісін R 2есе үлкейту керек. Конденсатордың апериодикалы разряды кездегі , кернеулердің және токтың осциллограммаларының суреттерін салып алу керек.

2.4. Жұмыстың нәтижелерін талдау және безендеу.

2.4.1 Тапсырылған контурдың кедергісі L және С мәндері бойынша (2.3.2 бөлімін қара) өшу коэффициентті және өздік тербелену жиілікті есептеу керек.

2.4.2 кернеудің қисығының кескіні бойынша (2.3.4 бөлімін қара) және тәжірибелі мәндерін есептеу керек. α және есептелген және тәжірибелі мәндерін салыстыру керек.

2.4.3 Нұсқа бойынша аумалы кедергіні есептеу керек. Есептелген және тәжірибелі мәндерді салыстыру керек.

2.4.4 Орындалған жұмыс туралы қорытынды жасау керек: есептелген мәндерді тәжірибелімен саластыру керек, конденсатордың разрядтың сипатына кедергінің шама әсер тигізуін талдап шығу.

2.1 сурет

2.1 кесте

Нұсқа №	R, Ом	L, мГн	С, мкФ

Әдістемелік нұсқаулар

Өшу коэффициенті , өздік тербелу жиілігін және аумалы кедергіні мынандай формулар бойынша анықталады

.

Тәжірибелік мағына және алынған кернеудің қисығы бойынша анықталады.

сурет

Өздік тербелу жиілігі мынандай формула бойынша есептеуге болады , бұл жағдайда осциллограммамен анықталады, № 1 зертханалық жұмысындағы сияқты масштаб уақыт осі бойынша табылады; - уақыт, бұның ішінде электрлі кілт ЭК жабық болып тұр.

Тәжірибелік мән логарифмдік декремент тербелумен есептеледі ; уақыт мезеті бойынша ыңғайлы алу бұл жерде .

3 № 3 Зертханалық жұмыс

Ұзын желілердегі әртүрлі кезеңде зерттеу

3.1 Жұмыстың мақсаты

Әртүрлі кезеңде ұзын желілердегі компьютерлік модельдеу жолмен зерттеуінің әдеттерін алу («Electronics Workbench» бағдарламасын қолдана отырып).

3.2 Жұмысқа дайындық

«Таратылған көрсеткіштері бар тізбектерде орнатылған режимдер» тарауын қайталау.

//Ә.1// 269-283 б.

//Ә.3// 344-364 б.

Сұрақтарға жауап беріп және келесі тапсырмаларды орында:

3.2.1 Желінің біріншілік көрсеткіштері деп қандай шамаларды атайды?

3.2.2 Қандай желілер біртекті деп атайды?

3.2.3 оларды табу үшін формуларды жазу керек_.

3.2.4 Желінің екіншілік көрсеткіштері деп қандай шамаларды атайды?

3.2.5 Z_т толқындық кедергі және g тарату коэффициентін анықталуын жазып алу.

3.2.6 Желінің гиперболикалық функцияларының теңдеулерін жазып алу.

3.2.7 Желінің кіріс кедергісі қалай есептеледі?

3.2.8 Қандай жүктемені келіскен деп атайды?

3.2.9 ПӘК, Р₁ желінің басында, Р₂ желінің соңында қуаттарды қалай есептеуге болады?

3.2.10 Берілген нұсқа бойынша R₁, L₁, C₂, R₂, Z_т мәндерін есептеу.

Ұзын желіндегі әр түрлі кезеңдерді зерттеу үшін компьютерлік модельдеу жолымен желі симметриялық төртұштық сияқты қарастырылады, симметриялық Т-сияқты алмастыру сұлбасы орнатылған (3.1 суретті қара).

3.1 сурет

(3.1)

(3.2)

(3.3)

(3.4)

мұнда - желінің біріншілік параметрлері;

- желінің ұзындығы;

- комплекстік коэффициенттер, жеткілікті практикалық есептеулер үшін модульдерді дәлдікпен пайдалануға болады;

- тарату коэффициенті.

3.3 Жұмысты орындау тәртібі

3.3.1 U₁ желінің басындағы кернеуді таңдап алу, желінің параметрлері және жүктеменің соған қарап берілген вариантпен 3.1 кестесі бойынша.

3.1 кесте

нұсқа	U1, КВ	, км							ZH, Ом
			1,043	0,927	0,07	1,0	0,2	9,0
			1,056	0,899	0,09	1,2	0,08	8,3
			1,11	0,815	0,1	1,3	0,3	9,5
			1,089	0,845	0,08	1,4	0,06	8,8
			1,16	0,753	0,06	1,35	0,1

3.2 сурет

3.3.2 Электр сұлбаны жинау (3.2 суретті қара).

3.3.3 Генераторға бастапқы желідегі кернеудің амплитудалық мәнін , жиілігін және төртұштылардың есептелген көрсеткіштерін қондыру.

3.3.4 Келісімді нұсқа бойынша Z_ж қабылдағыштың кедергісін қондыру.

Желінің соңындағы кернеудің әсерлік мәнін , желінің басындағы тоғының және соңындағы токтарының әсерлік мәндерін өлшеу. Желінің соңындағы кернеудің бастапқы фазасын , желінің басындағы және соңындағы токтардың фазаларын өлшеу. Нәтижесін 3.2-кестеге енгізу.

3.3.5 Бос жүріс кезіндегі желінің соңында кернеудің әсерлік мәнін желі соңында, желінің басындағы және соңында токтардың әсерлік мәндерін, желінің соңындағы кернеудің бастапқы фазасын , және желінің басында токтың бастапқы фазасын өлшеу. Нәтижесін 3.2-кестеге енгізу.

3.3.6 Қысқа тұйықталу кезінде желінің соңында кернеудің әсерлік мәнін, желінің басындағы және соңында токтардың әсерлік мәндерін, желінің басындағы токтың бастапқы фазасын , және желінің соңындағы токтың фазасын өлшеу. Нәтижесін 3.2-кестеге енгізу.

3.3.7 Келісімді жүктеме кезіндегі кернеудің әсерлік мәнін, желінің басындағы және соңында токтардың әсерлік мәндерін, желінің соңындағы кернеудің бастапқы фазасын , және желінің басында токтың бастапқы фазасын өлшеу. Нәтижесін 3.2-кестеге енгізу.

Әдістемелік нұсқаулар

Осциллограф көмегімен кернеулердің және токтардың бастапқы фазаларын өлшеу.

Бастапқы фаза өлшеген кезде ампалитудалық мәнді 10³ есе азайту керек.

Кернеулердің бастапқы фаза өлшеу үшін осциллографтың А каналын 1-ші нүктесіне, ал В каналды 2-ші нүктесіне қосады. 1 курсорды нөльге желінің басында кернеудің , ал 2-ші курсорды желінің соңындағы кернеудің нольге орнату керек, Т2-Т1 кесте бойынша және кернеулердің арасындағы уақыт өзгерісін өлшеу болады. мына кейіптеме бойынша фазаның өзгерісін есептеуге болады.

Егер қабылдап алсақ, мұндаѓы , онда .

Токтардың бастапқы фаза өлшеу үшін ток потенциалға өзгерту тәсілі қолданылады, сондай-ақ тізбектегі өлшенетін ток резисторы кіші кедергімен қосылуын қорытындалады.

Токтың бастапқы фаза өлшеу үшін 6 және 3 нүктелердің арасына кедергіні қосып қояды, осциллографтың В каналы 3 нүктесіне қосылады. 1 курсорды нөльге кернеуді шығарып қою, ал 2 курсорды нөльге токты, Т2-Т1 көрсеткіш тақта бойынша уақыт өрісін токтың және кернеудің арасын өлшеп алады.

Токтың бастапқы фазасын мына кейіптемемен есептеу

.

Желінің соңында токтың бастапқы фазасын өлшеу үшін 5 және 4 нүктелердің арасында кедергіні қосып қояды, осциллографтың В каналы 4 нүктесіне қосылады. 1 курсорды нөльге кернеуді шығарып қою, ал 2 курсорды кернеу нөль болып тұрған кезде 1 курсорды соған орнату керек, ал 2 курсорды ток нөльге тең болған кезде, уақыт өрісті кернеудің және токтың арасында Т2-Т1 көрсеткіш тақта бойынша өлшейді.

Токтың бастапқы фаза мына кейіптемемен есептеу

.

3.4 Жұмыстың нәтижелерін талдау және безендіру

3.4.1 Бастапқы фазаның кернеуін және , тоқтарын есептеңіз. Нәтижесін 3.2-кестеге жазыңыз.

3.4.2 Барлық зерттелген ережелер үшін кешенді кернеулер және тоқтарды жазыңыз.

3.4.3 Барлық зерттелген ережелер үшін тәжірбиедегі алынған мәндер бойынша кіріс кедергісін, активті қуаттарын жєне ПЄК h есептеңіз. Нәтижесін 3.2-кестеге жазыңыз.

3.4.4 Шыққан мәндерді салыстырып, жасалған жұмысқа қорытынды жасаңыз. Желінің кіріс кедергісіндегі жүктеме кедергі шамасының әсерін және активті қуатын талдаңыз.

3.2 кесте

Жұмыс кезеңдері

U1, КВ

U2, КВ

Т2-Т1 с

, град

I1, A

Т2-Т1 с

, град

I2, A

Т2-Т1 с

, град

, Ом

Р1 кВт

Р2 кВт

жүктемелік режим; ZH=

Бос жүріс

Қысқа тұйықталу

Келісілген жүктеме ZH= ZВ=

4 № 4 Зертханалық жұмыс

Сызықсыз элементтері бар тұрақты токтың электр тізбегін зерттеу

4.1 Жұмыстың мақсаты

Сызықсыз элементтері бар тұрақты ток электр тізбектерді тәжірибелі зерттеудің әдеттерін алу.

4.2 Жұмысқа дайындық

ЭТН курсының «Турақты токтың сызықсыз электр тізбектері» тарауын қайталап қарап шығу керек.

//Ә.1// 362-368б.

//Ә.3// 404-408б.

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

4.2.1 Қандай сызықсыз элементтер симметриялы, ал қандай симметриясыз деп аталады? Олардың вольт-амперлі сипаттамаларын бейнелеу керек.

4.2.2 Сызықсыз элементтердің статикалық және дифференциалдық кедергілердің кедергілердің айырмашылықтары неде?

4.2.3 Кернеуін байсалды өзгертуге болатын тұрақты кернеудің көзінен көріктенетін тізбектің сызықсыз элементінің вольт-амперлі сипаттамасын түсіру үшін схемасын суреттеу керек. Негізгі құралдарды сұлбада қарастыру керек.

4.2.4 Бір ЭҚК-і сызықсыз элементпен тізбектеп қосылған тізбектің графикалық есептеуін көрсету керек.

4.2.5 Сызықсыз элементтері параллельді қосылған тізбектің графикалық есептеуін көрсету керек.

4.2.6 Сызықсыз элементтері аралас қосылған тізбектің графикалық есептеуін көрсету керек.

4.2.7 Сызықсыз элементтері тізбектің екі түйін әдісімен графикалық есептеуін көрсету керек.

4.3 Жұмыстың орындалу тәртібі

4.3.1 Үш сызықсыз элементтердің вольт-амперлі сипаттамаларын түсіру керек (оқытушының айтуы бойынша).

4.3.2 Екі сызықсыз элементтері тізбектеп қосылған тізбекті жинау керек. Тізбекте токты және бөлек элементтердің кернеуді және ток көзінің қысқыштарында қосылуын құралдардың өлшеуін қарастыру керек. Кірісте 15¸20 В тең кернеуді орнатып, барлық өлшегіш аспаптардың көрсеткіштерін жазып алу керек.

4.3.3 Екі параллельді қосылған сызықсыз элементі бар тізбекті жинау керек. Қоректендіру кернеу 15¸20 В тең кезіндегі, барлық өлшегіш аспаптардың көрсеткіштердін жазып алу керек.

4.3.4 4.1-суретте көрсетілген сұлбаны жинап, барлық өлшегіш аспаптардың көрсеткіштерін жазып алу керек. Кернеу кірісінде 15¸20 В болған кезде барлық өлшегіш аспаптардың көрсеткіштерін жазып алу керек.

4.3.5 4.2-суретте көрсетілген екі ЭҚК-і бар схеманы жинап көздердің ЭҚК-терін, әрбір элементтегі кернеулерді және тармақтардағы токтарды өлшеу керек.

сурет

сурет

4.4 Жұмыстың нәтижелерін талдау және безендіру

4.4.1 Үш сызықты элементтердің вольт-амперлі сипаттамаларын салу керек.

4.4.2 4.3.2 б. сұлбаның графикалық есептеуін өткізіп есептелген мәндерді тәжірибелі мәндермен салыстыру керек.

4.4.3 4.3.3 б. сұлбаның графикалық есептеуін өткізіп есептелген мәндерді тәжірибелі мәндермен салыстыру керек.

4.4.4 4.3.4 б. сұлбаның графикалық есептеуін өткізіп есептелген мәндерді тәжірибелі мәндермен салыстыру керек.

4.4.5 4.3.5 б. сұлбаның графикалық есептеуін өткізіп есептелген мәндерді тәжірибелі мәндермен салыстыру керек.

4.4.6 Орындалған жұмыс туралы қорытынды жасау керек.

5 № 5 Зертханалық жұмыс

Электр шұралы бар тізбектерді зерттеу

5.1 Жұмыстың мақсаты

Шұралы бар электр тізбектерді тәжірибелі зерттеудің әдістерін алу.

5.2 Жұмысқа дайындық

ЭТН курстық синусоидалсыз токтар және электр шұралы бар тізбектерде қаралатын тарауларды қайталап қарап шығу керек.

//Ә.1// 424-426 б.

//Ә.3// 430-436 б.

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

5.2.1 Электр шұрал деп қандай сызықсыз элемент аталады? Оның вольт-амперлік сипаттамасын келтіру керек. Идеалды шұралдың белгілеуін беру керек.

5.2.2 Синусоидалы кернеуді ынта салғанда электр шұралы және активтік кедергісі бар тізбекті токтың лезді мәнінің графигін қалай салуға болады?

5.2.3 Жүктемесі активтік кедергі түрде бір периодты түзеткіштің сұлбасын келтіру керек. Жүктемедегі токтың және кернеудің лезді мәндерінің графиктерін салу керек, идеалды түзету кезде жүктемедегі токтың және кернеудің тұрақты құрастырушының және әрекетті мәндерін есептеу үшін көріністерді жазу керек.

5.2.4 Екі периодты түзеткіштің көрнекті сұлбасын келтіру керек. Жүктемедегі токтың және кернеудің лезді мәндерінің графиктерін салу керек, идеалды түзету кезде жүктемедегі токтың және кернеудің тұрақты құрастырушының және әрекетті мәндерін есептеу үшін көріністерді жазу керек.

5.2.5 Тапсырылған гармоникалық құрастырушылар бойынша кернеудің әрекетті мәні қалай есептеледі?

5.2.6 Активті жүктемесі бар идеалды бір және екі периодты түзеткіштер үшін кернеудің және токтың амплитудалары арқылы көрсетіп S толық, Р активтік және Т бұрмалар қуаттарының мәндерін есептеу керек.

Алған шамалар салыстырылып және екi сұлба үшiн түзетудi тиiмдi бағалау

5.3 Жұмыстың орындалу тәртібі

5.3.1 Тұрақты кернеу көзінен қоректенген тізбектеп қосылған кедергісі бар диодтық статикалық вольт-амперлік сипаттамасын тура және кері бағыттарда түсіру керек.

5.3.2 Сұлбаға сәйкес (5.1-суретті қара) бір периодты түзеткішті жинау керек. Көздің кернеуін 10¸20 В шектерде орнатып. Жүктемедегі токтың және кернеудің айнымалы құрастырушысын және тұрақты құрастырушысын өлшеу керек.

5.3.3 Осциллографтың көмегімен жүктемедегі кернеудің және көздің кернеуінің лезді мәндерінің қисықтарының суреттерін салу керек.

5.3.4 Сұлба бойынша (5.2 суретті қара) көпірлік түзеткішті жинау керек. 5.3.2 б. сияқты жүктеменің кедергісін және көздің кернеуін орнатып. Жүктемедегі кернеудің және токтың тұрақты құрастырушысын және айнымалы құрастырушысының әрекетті мәнін өлшеу керек.

5.3.5 Осциллографты жүктемеге қосып түзетілген кернеу қисығын суретке салу керек.

5.4 Жұмыстың нәтижелерін талдау және безендіру

5.4.1 Бір периодты түзеткіштің (5.1 суретті қара) сұлбасының графикалық есептеуін өткізу керек. Ол үшін 5.3.1 б. түсірілген вольт-амперлік сипаттаманы пайдалану керек. 5.3.3 б. болғаны, жүктемедегі кернеуді осциллограммамен токтың кисығын болып шыққан форманы салыстыру.

5.4.2 5.3.2 б. өлшенген V₂₀ тұрақты құрастырушысы және V_2~ жүктемедегі кернеудің айнымалы құрастырушысының әрекетті мәні бойынша V₂ жүктемедегі кернеудің әрекетті мәнінің шамасын есептеп оны көздің кернеуінің әрекетті мәнінің шамасымен салыстыру керек.

5.4.3 5.3.2 б. өлшеудің нәтижелері бойынша қоректендіру көздің S толық қуатын, Р жүктемедегі активтік қуатты және Т бұрмалау қуатын есептеп оларды 5.2.6 б. келтірілген идеалды бір периодты түзеткіш үшін табылған мәндерімен салыстыру керек.

5.4.4 5.3.4 б. өлшенген V₂₀ тұрақты құрастырушысы және V_2~ жүктемедегі кернеудің айнымалы құрастырушысының әрекетті мәні бойынша V₂ жүктемедегі кернеудің әрекетті мәнінің шамасын есептеп оны көздің кернеуінің әрекетті мәнінің шамасымен салыстыру керек.

5.4.5 5.3.4 б. өлшеудің нәтижелері бойынша қоректендіру көздің S, Р жүктемедегі активтік қуатты және Т бұрмалау қуатты есептеп оларды идеалды екі периодты түзеткіш үшін табылған мәндермен салыстыру керек.

5.4.6 Бір және екі периодты түзеткіштер үшін табылған нәтижелерді салыстыру керек.

5.4.7 Орындалған жұмыс туралы қорытынды жасау керек.

5.1 сурет

5.2 сурет

6 № 6 Зертханалық жұмыс

Кернеулер феррорезонансын зерттеу

6.1 Жұмыстың мақсаты

Феррорезонанс ережеде сызықсыз тізбектерді тәжірибелі зерттеудің әдеттерін алу

6.2 Жұмысқа дайындық

«Феррорезонанс құбылысы» тарауды қайталап қарап шығу керек.

//Ә.1// 411-417 б.

//Ә.3// 455-460 б.

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

6.2.1 Кернеу феррорезонансы қай тізбекте пайда болады?

6.2.2 Неге феррорезонанс тізбектегі токтың сырғуын құбылысты сол сияқты фаза төнкеру құбылысы деп атайды? Екі режимге кернеулердің векторлық диаграммаларын құрастыру керек: токтың секірмеліне дейін және кейінгісін.

6.2.3 Феррорезонанс тізбегінде секірмелі тоқ өзгеретіндігін болып өту үшін, конденсатордағы сыйымдылықты қалай таңдау болады?

6.2.4 Тізбекті феррорезонанс тізбектің вольт-амперлік сипаттамасын салу керек. Кірістегі кернеуді байсалды өзгерткен кезде токтың өзгергенін талдау керек.

6.2.5 Соның ішіндегі керекті өлшегіш аспаптарды қарастырып, ферромагнит өзекшесі бар индуктивтік орауыштың вольт-амперлік сипаттамасын түсіру үшін схеманың суретін салу керек.

6.2.6 Келесі сұлбаларды салу керек: а – вольт-амперлік сипаттамасын тізбектеп қосылған орауыш индуктивтігі мен ферромагнит өзекшесі және конденсаторды түсіру үшін (6.1 суретті қара); б – ток тізбегінде бір қалыпты кезінде өзгеруін қосынды кернеуден токтан тәуелдігінің қисығын түсіру (6.2 суретті қара); в – феррорезонанс тізбегі үшін, кернеу тұрақтандырғыштың нәтижесінде жұмыс істеген кезде (6.3 суретті қара).

6.1 сурет

6.2 сурет

6.3 сурет

6.1 кесте

U, B	I, мА	UL, B	UC, B

6.2 кесте

I, мА
U, B

6.3 кесте

U1, B
U2, B

6.3 Жұмыстың орындалу тәртібі

6.3.1 Жұмысқа дайындығын жасағанынан 6.2.5 б. бойынша сұлбадан тізбекті құрастыр. Орауыш индуктивтілігі бар ферромагнит өзекшесімен бірге вольт-амперлік сипаттамасын түсіру және құрастыру керек (5-7 өлшеу). Тізбекке орауыш индуктивтілігі орнына конденсаторды қосу керек, (2 өлшеуді, өйткені конденсатор сызықты) конденсатордың вольт-амперлік сипаттаманы түсіру, орауыш индуктивтілігі вольт-амперлік сипаттамасымен бірге бір суретте конденсатордың вольт-амперлік сипаттамасын құрастыру.

Нұсқау. Конденсатордың вольт-амперлік сипаттамасы орауыш индуктивтілігін вольт-амперлік сипаттамасын қиылысу керек.

6.3.2 6.2.6 бөлімнен (6.1 суретті қара) сұлба бойынша жұмысқа дайындықтан тізбекті жинау керек.

6.3.3 Жалпы кернеуді нөльден бастап 30¸40 В дейін бірте-бірте үлкейте, кейін оны кішірейте, кернеу көзінен конденсаторда және орауыштың кернеуді және ток тізбектегі тәуелдігін түсіру. Жалпы кернеуді үлкейткен кезде ток секірісіне дейін және кейін 7¸8 өлшеуден кем болмау керек, сол сияқты жалпы кернеудің кему кезінде болатын 7¸8 өлшеуден кем болмау керек.

Нұсқау. Қоректендіру кернеу бірте-бірте көбейген кезде кенет секірмелі ток өзгереді, жалпы кернеу төмендейді өйткені генератордағы кернеу түсуі үлкейеді.

Аспаптың көрсетуін жазбасы бұрын секірістен кейін, қорек кернеуін орнатады, секіріс тоғы алдындағы тікелей болу керек. Аналогты және кері токтың секіруі болады, сондай-ақ кернеудің өсуі кезінде байқалады.

Алынған нәтижені 6.1 кестеге енгізу.

6.3.4 6.2.6 бөлімнен (6.2 суретті қара) сұлба бойынша жұмысқа дайындықтан тізбекті жинау керек.

6.3.5 Тізбектегі токтың бір қалыпты өзгеріс кезінде болатын жиынтық кернеудің (орауышта және конденсаторда) токқа тәуелділігінің қисығын тұрғызу керек.

Алынған нәтижені 6.2 кестеге енгізу.

Нұсқау. Тоқты бір қалыпта реттеу үшін генераторға тізбектеп қосымша кедергілер жиынтығы қосылады, сонда жиынтық пен генератор жасанды ток көзі деп қарастырылады. Жиынтық кедергісінің мөлшері мүмкіндігінше аз алынады, бірақ та мұнда тізбектің қоректендіру кернеудің бір қалыпты өзгерісінде токтың секірісі болмау керек. Тізбектің жалпы кернеуін өлшейтін вольтметр кедергілер жиынтығындағы кернеулер түсуін ескермеу керек.

6.3.6 6.2.6 бөлімнен жұмысқа дайындық (6.3 суретті қара) сәйкес кернеу тұрақтандырғышының сұлбасын жинау. Орауыштың қысқыштарына жүктеме ретінде кедергі жинағы қосу керек.

6.3.7 Тізбектің кірісінде жүктемедегі кернеудің жалпы кернеудің тәуелділікті түсіріп алу керек. Ол үшін алдымен кірістегі максималды кернеуді орнатып, содан кейін оны азайтып секіріс кернеу жүктемеде пайдалы болғанша және приборлардың көрсеткіштерін 6.3 кестеге (5-7 өлшемдерді) жазып алу керек.

6.4 Жұмыстың нәтижелерін талдау және безендіру

6.4.1 Бір графикке барлық тізбектің вольт-амперлік сипаттамаларын, индуктивтік орауыштың және конденсатордың 6.3.3 б. алынған нәтижелер бойынша шыққан мәндерінен тұрғызу керек.

6.4.2 6.3.5 б. алынған нәтижелер бойынша қосынды кернеудің токтан тәуелдігін қисықты тұрғызу керек.

6.4.3 6.3.7 б. алынған нәтижелер бойынша кернеу жүктемедегі кернеу көзінен тәуелділігін тұрғызу керек. Болған тәуелділігін түсіндіру керек. Коэффициент тұрақтылығын есептеу керек.

6.4.4 Жұмыс бойынша қорытынды жасау керек: тізбектің көретін вольт-амперлік сипаттамасын тәжірибелі шыққанмен салыстырып тізбектің кірісінде кернеудің өзгерумен және олардың арасындағы (6.4.1 б.) айырмашылықтарын түсіндіру керек; 6.4.1 б. – шыққандығын, 6.4.2 б. шыққанмен қисықтың тікелей қосынды кернеуді тоқтан, олардың айырмашылықтарын түсіндіру керек.

Әдістемелік нұсқаулар

Коэффициент тұрақтылығы мына формула бойынша есептеледі

,

Бұл жерде U₁- тізбектің кірісіндегі кернеу; U₂- шыға берісте кернеу (жүктемедегі); , - (6.4 сурет) шыға берісте және кірісте кернеудің өзгерісі.

6.4 сурет

7 № 7 Зертханалық жұмыс

Екі сымды желінің жазық параллельді электростатикалық өрісін зерттеу (ЭЕМ қолданумен)

7.1 Жұмыстың мақсаты

Екі сымды желінің жазық параллельді электростатикалық өрісін алынған мәліметтерін тәжірибелі зерттеу

7.2 Жұмысқа дайындық

ЭТН курстың келесі тарауларын білулеріңіз керек:

//Ә.1// 52-56 б.

Келесіні орындау керек:

7.2.1 Өткізгіштердің бетіндегі шекаралы шарттарды жазып алу.

7.2.2 Электр зарядының тығыздығын есептеу үшін өткізгіштің бетіндегі теңдеуді жазу.

7.2.3 Тапсырманың нұсқасымен сәйкес (7.1 кестені қара) мынандай кезінде (7.2 суретті қара) а, есептеу керек.

7.2.4 Сәйкес нұсқаммен тапсырма (7.1 кестені қара) сыйымдылықты С есептеу керек, бірлікке сызықтың ұзындығын мынандай кезінде .

7.2.5 Сәйкес нұсқамен тапсырма (7.1 кестені қара) L, M, N нүктелерінде өткізгіштердің беттеріндегі (7.2 суретті қара) мынандай кезінде электростатикалық өрістің кернеулігін есептеу.

7.2.6 Сәйкес нұсқамен тапсырма (7.1 кестені қара) L, M, N нүктелерінде мынандай кезінде және электр зарядтың тығыздығын есептеу.