Коммерциялық емес акционерлік қоғам
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Электртехниканың теориялық негіздері кафедрасы

ЭЛЕКТРОТЕХНИКАНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ 2
5В071800 мамандығының  студенттері үшін
зертханалық жұмыстарды  орындау бойынша  әдістемелік нұсқаулықтар

Алматы 2014

Құрастырушылар: Болдырева Л.П., Смагулова Г.К. Электртехниканың теориялық негіздері 2. 5В071800 мамандығының  студенттері үшін зертханалық жұмыстарды  орындау бойынша  әдістемелік нұсқаулықтар           – Алматы: АЭжБУ, 2014. – 23 б.

Әдістемелік нұсқауда зертханалық жұмыстарға, жұмысты безендіруге және қорғауға қатысты жалпы жағдайлар жинақталған.

Әр зертханалық жұмыс келесідей бөлімдерден тұрады: жұмыстың мақсаты, жұмысқа дайындық, жұмысты орындау реті, жасалған жұмысқа кіріспе, жұмыс нәтижесін безендіру және түрлендіру.

Әдістемелік нұсқау 5B071800 – «Электр энергетикасы» мамандығының студенттеріне арналған.

Без. 10,  кесте 9,әдеб. -  8 атау.

Пікір беруші: аға оқытушы  Курпенов Б.К.

Алматы энергетика және байланыс университеттің коммерциялық емес акционерлік қоғам  2014 жылғы жоспары бойынша басылады 

Ó «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2014ж.

Мазмұны

1  Зертханалық жұмыс №1. Қорек көзі мен қабылдағышы жұлдызша тәрізді             байланысқан үшфазалық тізбек 

2  Зертханалық жұмыс №2. Үшбұрыштап қосылған үшфазалы тізбекті зерттеу

3 Зертханалық жұмыс №3. Бірінші ретті тізбектердегі өтпелі процестер   14       4 Зертханалық жұмыс №4. R-L-C тізбектегі өтпелі процестер 

Әдебиеттер тізімі  

1 Зертханалық жұмыс №1. Қорек көзі мен қабылдағышы жұлдызша тәрізді байланысқан үшфазалы тізбекті зерттеу

Жұмыстың мақсаты: қорек көзі мен қабылдағышы жұлдызша байланысқан кездегі үшфазалы тізбекті тәжірибе жүзінде анықтау. Симметриялы және симметриялы емес режімдердегі сызықты және фазалық шамалардың негізгі байланыстарын тәжірибе жүзінде анықтау және нейтрал сымның рөлі.

1.1 Жұмысқа дайындық

ЭТН курсының  «Үшфазалы тізбек» бөлімін қайталау:

Ә1 169-177; 179-182; 185-186 б. 10.1 мысал; Ә2 184-199 б.

Келесі сұрақтарға жауап беру:

1) Қабылдағыш пен қорек көзінің қандай фазалық байланысы «жұлдызша байланысқан» деп аталады?

2) Үшфазалық тізбектің сұлбадағы қандай нүктелері бейтарап, қандай сым бейтарап (нөлдік) сым деп аталады?

3) Қандай сымдар сызықты деп аталады, токпен кернеудің қандай шамасы фазалық, ал қайсысы сызықты деп аталады.

4) Үшфазалық тізбектегі қай ереже симметриялық деп аталады?

5) Симметриялық ережедегі ток пен кернеулердің фазалық және сызықтық шамаларының қатынастары қандай және қандай мәнге тең  ?

6)  кернеуді есептеу формуласын екі түйін тәсілі арқылы жазу.

7) Үшфазалық тізбектің бейтарап сымы жоқ ережелердегі токтың векторлық диаграммасын және кернеудің топографиялық диаграммасын тұрғызу:

 - симметриялық ереже  (активті кедергінің барлық фазалары үшін );

- апатты ережелер – нұсқаға сәйкес қабылдағыштың фазаларының біреуіндегі  үзіліс және қысқа тұйықталу, басқа екі фазаның кедергісі активті және тең;

Симметриялық ережені апатты ережемен салыстырғандағы ток пен кернеудің қалай өзгеретінін топографиялық және векторлық диаграммалары арқылы анықтау.

8) n потенциал нүктелерінің келесі ережелердегі годографын тұрғызу.

 - нұсқаға сәйкес фазалардың біреуіндегі R кедергі  0 ден ке дейін өзгереді , басқа екі фазаның кедергісі активті және тең;

- фазалардың біреуіндегі сыйымдылық С 0 ден  ке дейін өзгереді, басқа екі фазаның кедергісі активті және тең.

9) Үшфазалық тізбектің бейтарап  сымдарының келесі ережелердегі токтың векторлық диаграммасын және кернеудің топографиялық диаграммасын тұрғызу:

- симметриялық ереже  (қабылдағыштағы активті кедергінің барлық фазалары үшін );

- апатты ережелер – нұсқаға сәйкес жүктеменің фазаларының біреуіндегі  үзіліс, басқа екі фазаның кедегісі активті және тең ;

-  нұсқаға сәйкес біртекті емес жүктеме

Топографиялық және векторлық диаграммалары арқылы симметриялық ережедегі ток пен кернеудің калай өзгеретінін симметриялық емес ережемен салыстыру.

10) Үшфазалық тізбектің «жұлдызша - жұлдызша» байланысқан бейтарап емес және бейтарап сымдарының сұлбасын салу (1.1-1.2 суретті қара). Нәтижелерді 1.1, 1.2. кестеге енгізу.

1.2 Жұмыстың орындалу тәртібі

1.2.1 Жұмыста қолданылатын кедергілердің  резисторларының шамаларын өлшеу.  кедергілері тең болатын резисторларды таңдап алу.

1.2.2 Оқытушының тапсырмасына сәйкес үшфазалық кернеудің блогын қосу және фазалық ЕҚК мәнін орнату. Қорек көзінің фазасын жұлдызша жинау.

1.2.3 Қорек көзі мен қабылдағышы жұлдызша бейтарап сыммен байланысқан үшфазалық тізбекті жинау. Қорек көзінің және қабылдағыштың бейтарап нүктелерін амперметр арқылы қосу. Қабылдағыштың барлық фазасындағы кедергілер активті және тең:   (симметриялық ереже). Қабылдағыш фазасындағы токты,  бейтарап сымдағы токты, қабылдағыштың фазалық және сызықтық кернеулерін өлшеу. Өлшеу нәтижесін 1.1 кестеге енгізу.

1.2.4 Апатты ережені тәжірибелік зерттеу, тізбектің бейтарап сымның   қабылдағыштың бір фазасы үзілуі кезінде пайда болады (нұсқаға сәйкес). Қабылдағыштың фазасындағы басқа екі кедергісі 1.2.3 бөліміндегідей. Қабылдағыштың фазасындағы токтарды, , қабылдағыштың фазалық және сызықтық кернеулерін өлшеу. Өлшеу нәтижесін  1.1 кестеге енгізу.

1.2.5 Қабылдағыштың бір фазасындағы активті кедергіні өлшеу кезіндегі үшфазалық тізбектің бейтарап сымындағы симметриялық емес ережесін тәжірибелік жолмен зерттеу (нұсқаға сәйкес). Қабылдағыштың фазасындағы басқа екі кедергісі 1.2.3 бөліміндегідей. Қабылдағыштың фазасындағы токтарды, токты, қабылдағыштың фазалық және сызықтық кернеулерін өлшеу. Өлшеу нәтижесін 1.1 кестеге енгізу.

1.2.6 Үшфазалы электр тізбегіндегі бейтарап сымдағы симметриялық емес ережені тәжірибелік зерттеу. Қабылдағыштың фазасына активті кедергі R, индуктивтілік L, сыйымдылық C қосамыз (нұсқаға сәйкес). Тәжірибенің нәтижесін 1.1 кестеге енгіземіз.

1.2.7 Қорек көзі мен қабылдағыш фазаларын жұлдызша байланыстырып симметриялық үшфазалық тізбек жинау. Бейтарап сымды үзу.  Қорек көзі мен қабылдағыштың  бейтарап сым нүктелерінің арасына вольметр жалғау. Қабылдағыштың барлық фазасындағы кедергісі 1.2.3 бөліміндегідей. Қабылдағыштың фазасындағы токтарды, қабылдағыштың фазалық және сызықтық кернеулерін, бейтараптың ығысу кернеуі  өлшеу. Өлшеу нәтижесін  1.2. кестеге енгізу. 

1.2.8 Апатты ережені тәжірибелік зерттеу, тізбектің бейтарап емес сымының қабылдағыштың бір фазасынан үзілуі кезінде пайда болады. Фаза  1.3.4 бөліміндегідей («бос жүріс» режимі). Жүктемедегі басқа екі кедергі 1.2.3 бөліміндегідей. Токтарды, қабылдағыштағы фазалық және сызықтық кернеуді, бейтараптың ығысу кернеуі  өлшеу. Өлшеу нәтижесін 1.2. кестеге енгізу.

1.2.9 Апатты ережені тәжірибелік зерттеу, үшфазалық электр тізбектегі бейтарап емес сымындағы жүктеменің бір фазасындағы қысқа тұйықталу кезінде пайда болады (фаза 1.2.4 бөліміндегідей сияқты). Жүктемедегі басқа екі кедергі 1.2.3 бөліміндегідей. Токтарды, қабылдағыштағы фазалық және сызықтық кернеуді, бейтараптың ығысу кернеуін  өлшеу. Өлшеу нәтижесін 1.2 кестеге енгізу.

1.2.10 Бейтарап емес сымның үшфазалық электр тізбегіндегі симметриялық емес ережесін тәжірибелік зерттеу. Айнымалы активті кедергінің бір фазасын қосу (фаза 1.2.4 бөліміндегідей), қабылдағыштың фазасындағы басқа кедергілері бірдей және 1.2.3 бөліміндегідей. Токтарды, фазалық және сызықтық кернеу, бейтараптың ығысу кернеуін  айнымалы активті кедергінің екі мәні үшін өлшеу. Өлшеу нәтижесін  1.2 кестеге енгізу.

1.2.11 Бейтарап емес сымның үшфазалық электр тізбегіндегі симметриялық емес ережесін тәжірибелік зерттеу. Айнымалы сыйымдылықтың С бір фазасын қосу (фаза 1.2.4 бөліміндегідей), басқа екі фаза кедергілер активті және бірдей  (фаза 1.2.3 бөліміндегідей). Токтарды өлшеу, фазалық және сызықтық кернеу, бейтараптың ығысу кернеуін  сыйымдылықтың С екі мәні үшін. Өлшеу нәтижесін  1.2 кестеге енгізу.

1.3  Жұмысты безендіру және нәтижелерді талдау

1.3.1 1.2.3 бөліміндегідей тәжірибелік берілгендерден кернеудің топографиялық диаграммасын тұрғызу (топографиялық диаграммага N қорек көзінің және n қабылдағыштың бейтарап жағдайын көрсету), токтардың векторлық диаграммасын тұрғызу.

Симметриялық ережедегі сызықтық және фазалық кернеулердің қатынастарын тексеру.

Фазалық кернеудің және фазалық кедергінің белгілі мәнімен токтың әсерлік мәнін есептеу. Бейтарап сымдағы токты   векторлық диаграмма арқылы анықтау, симметриялық ережеде ток  нөлге тең екеніне көз жеткізу керек. Өлшеу нәтижесін 1.1 кестеге енгізу. Теориялық мәнін тәжірибелік мәнімен салыстыру.

1.3.2 1.2.4 бөліміндегідей тәжірибелік берілгендерден жүктеме фазасындағы кернеудің топографиялық диаграммасын және токтардың векторлық диаграммасын тұрғызу.  векторлық диаграммадан анықтау. Нәтижесін 1.1 кестеге енгізу керек («теориялық зерттеу» жолына). Теориялық жүзде тұрғызылған (1.2.9 бөліміндегі) топографиялық және векторлық диаграммаларды қолдана отырып, жүктеменің бір фазасындағы үзілістегі токпен кернеудің мәнін анықтау. (фаза 1.2.4 бөліміндегідей). Нәтижесін 1.1 кестеге енгізу керек.

1.3.3 1.2.5 бөліміндегідей тәжірибелік берілгендерден кернеудің топографиялық диаграммасын және токтардың векторлық диаграммасын тұрғызу керек. Веторлық диаграмма арқылы бейтарап сымдағы токты  анықтау. Тәжірибелік жолмен табылған  салыстыру. Нәтижесін 1.2 кестеге енгізу.

1.3.4 1.2.6 бөліміндегідей тәжірибелік берілгендерден кернеудің топографиялық диаграммасын және токтардың векторлық диаграммасын тұрғызу. Векторлық диаграмма арқылы бейтарап сымдағы токты  анықтау. Тәжірибелік жолмен табылған  салыстыру. Нәтижесін 1.2 кестеге енгізу.

1.3.5 1.2.3, 1.2.4, 1.2.5 бөліміндегідей тәжірибелік берілгендерінен - дің айнымалы кедергі фазасындағы токтан тәуелділік сызбасын салу.

1.3.6 1.2.7 бөліміндегідей тәжірибелік берілгендерден кернеудің топографиялық диаграммасын және токтардың векторлық диаграммасын тұрғызу. 1.1.7 бөліміндегідей тұрғызылған диаграммаларды пайдалана отырып, ток  пен кернеудің мәнін анықтау. Нәтижесін 1.2 кестеге енгізу керек («теориялық зерттеу» жолына)

1.3.7 1.2.8 бөліміндегідей тәжірибелік берілгендерден кернеудің топографиялық диаграммасын және токтардың векторлық диаграммасын тұрғызу. 1.2.7 бөліміндегідей теориялық жүзде тұрғызылған диаграммаларды пайдалана отырып, ток  пен кернеудің мәнін анықтау. Нәтижесін 1.2 кестеге енгізу керек («теориялық зерттеу» жолына)

1.3.8 1.2.9 бөліміндегідей тәжірибелік берілгендерден кернеудің топографиялық диаграммасын және токтардың векторлық диаграммасын тұрғызу.  1.1.7 бөліміндегідей теориялық жүзде тұрғызылған диаграммаларды пайдалана отырып, ток  пен кернеудің мәнін анықтау. Нәтижесін 1.2 кестеге енгізу керек («теориялық зерттеу» жолына)

1.3.9 1.2.10 бөліміндегідей тәжірибелік берілгендерден кернеудің топографиялық және токтардың векторлық диаграммаларын тұрғызу. Айнымалы активті кедергінің екі мәні үшін  бейтарап кернеудің ығысуын есептеу (кедергінің мәні 1.2.10 бөліміндегідей), кернеудің осы мәнін топогрфиялық диаграммаға қоямыз және кедерінің осы мәніндегі n қабылдағыш бейтарап нүктелерін диаграммадан белгілейміз. Диаграммадан қабылдағыштың фазалық кернеулерінің  теориялық мәнін есептеу керек. Қабылдағыштың табылған фазалық кернеулерінен  токтарды есепте. Нәтижесін 1.2 кестеге енгіз («теориялық зертеу» жолына). n годографтың түзу сызық екенін көрсету.

1.3.10 1.2.11 бөліміндегідей тәжірибелік берілгендерден кернеудің топографиялық диаграммасын және токтардың векторлық диаграммасын тұрғызу. Топографиялық диаграммада n нүктенің потенциал годографын тұрғызу (дөңгелек диаграмма), сыйымдылықтың С екі мәні үшін домалақ диаграммадағы n нүктесінің орнын (1.2.11 бөліміндегідей) және қабылдағыштың фазалық кернеулерін, токтарды анықтау. Нәтижесін 1.2 кестеге енгіз ( «теориялық зертеу» жолына). 

1.3.11 Үшфазалық тізбектің барлық жұмыс істеу ережелеріндегі:

- тәжірибелік мәнін теориялық мәнімен салыстыру және қорытынды шығару;

- үшфазалық тізбектің бейтарап сымындағы және оның үзілісіндегі ток пен кернеуді салыстыру. Қорытынды жасау және бейтарап сымның маңызын бағалау.

1.1 сурет

1.2 сурет

1.1 кесте

Жұмыс ережесі

Зерттеу

түрі

Кернеудің мәні, В

  Токтың мәні, мА 

Тәжірибелік

Теориялық

1.2 кесте

Жұмыс ережесі

Зеттеу

түрі

Кернеудің мәні, В  

 Токтың мәні, мА  

Тәжір.

Теор.

1.3 кесте

Нұсқа

Тізбектің жұмыс істеу ережесі

Үзіліс және қысқа тұйықталу

Фазадағы айнымалы кедергі R

Фазадағы айнымалы сыйымдылық С

Біртекті емес жүктеме

фаза А

фаза В

фаза

С

1

2

3

4

5

6

В

A

C

B

A

C

В

A

C

B

A

C

В

A

C

B

A

C

L

C

R

R

C

L

C

R

C

L

L

R

R

L

L

C

R

C

Бақылау сұрақтары

1. Қандай  қосуды жұлдызша қосу деп айтады?

2. Нөлдік сымды жұлдызша схемасымен  қосу кезінде үш фазалы  генератор  орамдары, қабылдағыштар қалай қосылады?

3. Қандай жағдайда қабылдағыштарды «нөлінші сымсыз жұлдызша» схемасы  бойынша қосуға болады?

4. Жұлдызша қосу кезінде  токтар мен  кернеулердің  векторлық диаграммалары  қалай құрылады?

5. Бір фазалы ток генераторынан  үш фазалы  ток генераторының  қандай  айырмашылығы бар?

6. Фазалар бірдей  жүктемеде «жұлдызша» схемасында желілік  фазалық  токтар мен кернеулердің  арасындағы  қатыстар  қалай болады?

7. Үш фазалы тізбектің симметриялы  жағдайы  дегеніміз не?

8. Симметриялы  жағдайдағы  нейтрал  сымдағы  ток неге тең?

 2 Зертханалық жұмыс  №2. Үшбұрыштап қосылған үшфазалы тізбекті зерттеу

 Жұмыстың мақсаты: үшбұрыштап қосылған үшфазалы тізбекті тәжірибелік жолмен зерттеу.

2.1 Жұмысқа дайындық

ЭТН курсының «Үшфазалы тізбек» бөлімін қайталау:

Ә1 169-177; 179-182; 185-186 б. 10.2 мысал;

Ә2 184-199 б.

Үшбұрыштап қосылған үшфазалы тізбектің сұлбасын салу. Сұлбада сызықтық және фазалық токты, кернеуді көрсету (2.1 суретті қара).

Келесі сұрақтарға жауап беру:

1) Үшбұрыштап қосылған үшфазалы тізбекте сызықтық және фазалық ток және кернеу қалай байланысқан?

2) Симметриялық ережедегі сызықтық токпен фазалық токтың байланысы қалай?

3) Симметриялық ережеде жүктеменің кедергісі барлық фазада активті және біркелкі кезінде топаграфиялық және векторлық диаграмма салу (Rab=Rbc=Rca).

4) Нұсқаға сәйкес апаттық ережедегі (сызықтық өткізгішті үзіп тастау кезіндегі) сұлбасын салу және векторлық диаграммасын тұрғызу.

5) Нұсқаға сәйкес апаттық ережедегі (фазалық қабылдағышты үзіп тастау кезіндегі) сұлбасын салу және векторлық диаграммасын тұрғызу.

6) Нұсқаға сәйкес резистордан, индуктивтіліктен және сыйымдылықтан тұратын үшбұрыштап қосылған үшфазалы тізбектің сұлбасын салу және топографиялық, векторлық диаграммасын салу.

7)  2.1 кестесін салу. Диаграммаға байланысты симметриялы емес ережеде симметриялық ережеге қарағанда токпен кернеудің қалай өзгеретінін табу.

2.2 Жұмыстың орындалу реті

2.2.1 Кедергілері бірдей Rab, Rbc, Rca үш резистордан тұратын үшбұрыштап қосылған үшфазалы тізбекті жинау. Оқытушының нұсқауымен фазалық ЭДС мәнін беру. Кернеу мен токты өлшейтін аспаптарды алдын ала тексеру. Симметриялық ережедегі фазалық және сызықтық токпен кернеудің мәнін өлшеу және 2.1 кестесіне енгізу.

 2.2.2 Нұсқаға сәйкес тәжірибелік жолмен апаттық ережеде бір сызықтық өткізгішінің үзілген тізбегін зерттеу. Жүктеме кедергілері 2.2.1 бөліміндегідей. Апаттық ережеде қорек көзі мен қабылдағыштың токтарын және кернеулерін өлшеу және 2.1 кестесіне енгізу

2.2.3 Нұсқаға сәйкес тәжірибелік жолмен апаттық ережеде бір фазалық жүктемесінің үзілген тізбегін зерттеу. Жүктеменің қалған екі фазалық кедергілері 2.2.1 бөліміндегідей. Апаттық ережеде қорек көзі мен қабылдағыштың кернеуін өлшеу және 2.1 кестесіне енгізу.

2.2.4 Нұсқаға сәйкес резистордан, индуктивтіліктен және сыйымдылықтан тұратын үшбұрыштап қосылған үшфазалы тізбекті жинау. Кернеулердің және токтардың мәндерін өлшеп, 2.1 кестесіне енгізу.

2.3 Жұмыс нәтижелерін өңдеу және безендіру

2.3.1 Тәжірибелік 2.2.1 бөліміне сәйкес кернеудің топографикалық және токтың векторлық диаграммасын тұрғызу. Симметриялық ережеде сызықтық және фазалық токтың байланысын тексеру. Фазалық кернеу мен фазалық кедергінің белгілі мәнімен қабылдағыштың тогын есептеу. Мәндерін 2.1 кестесіне енгізу.

2.3.2 Тәжірибелік  2.2.2 бөліміне сәйкес қорек көзі мен қабылдағыштың фазалық кернеуінің топографикалы диаграммасын тұрғызу. Фазалық токтың векторлық диаграммасын тұрғызу және одан сызықтық токты табу. Топографикалық және векторлық диаграммадан табылған мәндерін 2.1 кестесіне енгізу.

 2.3.3 Тәжірибелік 2.3.3 бөліміне сәйкес фазалық токтың векторлық диаграммасын тұрғызу және одан сызықтық токтарды тауып, өлшенген мәндерімен салыстыру. Диаграммадан табылған токтың мәндерін 2.1 кестесіне енгізу.

2.3.4 Тәжірибелік 2.3.4 бөліміне сәйкес фазалық токтың векторлық диаграммасын тұрғызу және одан сызықтық токтарды тауып, өлшенген мәндерімен салыстыру. Диаграммадан табылған токтың мәндерін 2.1 кестесіне енгізу.

2.3.5 Жасалған зертханалық жұмыста тәжірибелік және диаграмма мәндері арқылы симметриялық және апаттық ережелердегі активті және толық қуатты есептеу. Қуаттарды салыстырып, қорытынды жасау.

2.3.6 Тәжірбиелік және топографиялық диаграмма мәндері арқылы симметриялық емес  ережедегі ізделінген активті, реактивті және толық қуатты есептеу.

2.3.7 Жұмысқа толық қорытынды жасау. Тәжірбиелік мәндерін векторлық диаграммадан алынған мәндерімен салыстыру. Апаттық ережедегі қабылдағыштың жеке фазасының кернеуіне, фазалық және сызықтық тогына назар аудару.

         2.1 кесте

Жұмыс

ережесі

Зерт.

Түрі

 Кернеу мәні

Ток мәні

В

В

В

В

В

В

мА

мА

мА

мА

мА

мА

Тәжірибелік

Теориялық

2.2 кесте

Нұсқа

Тізбектің жұмыс істеу ережесі

Үзілген

сызықтық

өткізгізгіш

Үзілген

қабылдағыштың

фазасы

Бірқалыпты емес

жүктеме

Фаза ав

Фаза вс

Фаза  са

1

2

3

4

5

6

А

В

C

A

В

C

вс

ав

са

са

вс

ав

R

C

L

L

C

R

L

R

R

C

L

C

C

L

C

R

R

L

     

2.1 сурет – Қабылдағышты үшбұрыштап қосу сұлбасы



2.2 сурет – Генератор орауышының үшбұрышты қосу сұлбасы

Бақылау сұрақтары

1. Үш фазалы тізбектің үшбұрышша байланысындағы  сызықтық және фазалық токтармен, кернеулердің  негізгі шарттары?

2. Симметриялы жүктеме, симметриялы генератор дегеніміз не?

3. Қандай  сымды нөлдік немесе  нейтрал  сым деп  айтамыз?

4. Үш фазалы тізбектің  апатты жағдайы  дегеніміз не?

5. Фазалар бірдей жүктелгенде «үшбұрыштап» схемасында желілік фазалық  токтар  мен кернеулердің  арасындағы  қатыстар  қалай болады?

6. Қандай жағдайда  нөлінші сымда  ток болмайды?

7. Фазалары бірдей  әр түрлі  жүктемеде  үш фазалы  жүйенің  қуатын  қандай өрнек  сипаттай алады?

8. Фазалық сызықтық токтар  дегеніміз не?

3 Зертханалық жұмыс № 3. Бірінші ретті тізбектердегі өтпелі процестер

 

Жұмыстың мақсаты: бір реактивтік элементі бар тізбекте өтпелі процестерді тәжірибе жүзінде зерттеу.

3.1    Жұмысқа дайындық

ЭТН курстың «R-L, R-C тізбектердегі» өтпелі процестер тарауын қайталау.

Ә1   17-27 б.

Ә2   234-243 б.

Келесі сұрақтарға  жауап беру және орындау керек:

1) Өтпелі процесс дегеніміз не және не себептен олар пайда болады? Олар қандай  тізбектерде туады?

2)   Коммутация заңдардың маңызы неде?

3)   Өтпелі, қалыптасу және еркін токтар деген не?

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

5)  Тізбектің өшу коэффициенті деп нені атайды?

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

7) Кілт ажыратқаннан кейін тізбектін (3.2 суретті қара) уақыт тұрақтылығы неге тең болады?

8) Теңдеулерді келтіріңіз, кілт ажыратқаннан кейін тізбек (3.2 суретті қара) үшін  арқылы өзгеретінді және графиктерін салу керек.

3.2 Жұмысты орындау тәртібі

3.2.1  Тізбекті жинау керек (3.1 суретті қара).

3.2.2 Нұсқа бойынша (3.1 кестені қара) , R және C мәндерін орнату керек,

3.2.3  Осциллографтың кірісіне конденсатордан кернеуді беру керек.

3.2.4  Пайда болған  қисығын масштаб бойынша суретін салу.

3.2.5 Осциллографтың кірісіне резистордан кернеуді беріп, пайда болған  қисығын масштаб бойынша суретін салу.

3.2.6 Нұсқа бойынша тізбектің бір параметрін өзгертіп (3.2 кестені қара), жаңа  қисығының суретін масштабпен салу керек.

3.2.7 Тізбекті жинау керек (3.2 суретті қара).

3.2.8 Нұсқа бойынша (3.3 кестені қара) ,  мәндерін орнату керек. Кедергі

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

3.2.10 Осциллографтың кірісіне индуктивтігінен кернеуді беру керек.

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

3.2.12 Нұсқа бойынша индуктивті  (3.3 кестені қара) өзгертіп, жаңа  қисығының суретін масштабымен салу керек.

3.3 Жұмыстың нәтижелерін талдау және безендіру

3.3.1 Уақыт тұрақтысын  және тізбектің өшу коэффициентін тізбектің параметрлерін өз нұсқалары бойынша (3.1 кестені қара) және ,  берілген нұсқамен (3.2 кестені қара) есептеу керек.

3.3.2  кернеудің бейнелеу бойынша  уақыт тұрақтысын және тізбектің өшу коэффициентін (3.2.4 бөлімін қара) және ,(3.2.6 бөлімін қара) табу керек.

3.3.3  кернеуді берілген тізбектің параметрлері өз нұсқалары бойынша (3.1 кестені қара) есептеу керек.

3.3.4 Есептелген және тәжірибелі мәліметтер бойынша  бір графикке салу керек.

3.3.5 Уақыт тұрақтысы және өшу коэффициенті  RL тізбегі параметрдің тізбектері үшін, берілген өз нұсқа бойынша және    нұсқа бойынша (3.3 кестені қара) есептеу керек. Тізбектің кедергісі  бұл жерде Rк – активті кедергі орауыштың индуктивтілігін ескеру керек.

3.3.6 Бейнелеу қисығының RL тізбек үшін уақыт тұрақтысын  және өшу коэффициентін (3.2.9 бөлімін қара) және  (3.2.12 бөлімін қара) анықтау керек.

3.3.7 RL тізбегінде ток  және кернеу  тізбектің берілген мәндері бойынша нұсқамен (3.3 кестені қара) есептеу керек.

3.3.8 Есептелген және тәжірибелі қисықтарын  бір графикке салу керек.

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

                                   3.1 сурет - RC тізбегінің тәжірибелік сұлбасы

                  3.2 сурет - RL тізбегінің тәжірибелік сұлбасы

        

3.1 кесте - RC тізбегінің шамалары (1нұсқа)

Нұсқа №

Uвх,В

R,Ом

С,мкФ

1

10

300

4

2

15

400

2

3

12

200

5

4

10

600

5

5

15

500

3

           3.2 кесте  - RC тізбегінің шамалары (2 нұсқа)

Нұсқа №

Uвх,В

R,Ом

С,мкФ

1

10

600

4

2

15

400

4

3

20

400

5

4

10

300

5

5

15

500

6

3.3 кесте - RL тізбегінің шамалары

Нұсқа №

Uвх,В

L1,мГн

L2,мГн

1

10

20

10

2

15

15

30

3

12

30

15

4

20

10

20

5

15

40

20

Әдістемелік нұсқаулар

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

Уақыт тұрақтысы tС тәжірибелік uС(t) қисығымен RC тізбек үшін (3.3 суретті қара), бұл жерде t3- уақыт, бұның ішінде электрондық кілт ЭК тұйықталған кезде (t3 » 0,01с).

        

3.3 сурет - uС(t) қисығы

Уақыт тұрақтысы tL тәжірибелік  қисығымен RL тізбегі үшін (3.4 суретті қара)анықталады, бұл жерде tP - уақыт, бұның ішінде электрондық кілт ЭК ажыратылған кезде (tР » 0,01 с).

3.4 сурет -  қисығы

Бақылау сұрақтары

1. Өтпелі, еріксіз және ерікті кезеңдер.

2. R,L тізбектеріндегі қысқа тұйықталулар.

3.R,L тізбектерінің тұрақты кернеуге қосылуы.

4. R,L тізбектерінің тұрақты  және синусоидалы кернеуге қосылуы.

5. R, C тармақталмаған тізбектердегі өтпелі кезеңдер.

6. R, C тізбектеріндегі қысқа тұйықталулар.

7. R, С  тізбектерінің тұрақты кернеуге қосылуы.

8. Бірінші ретті өтпелі кезеңдердегі сипаттамалық теңдеулер.

          4  Зертханалық жұмыс  № 4. R-L-C тізбектегі өтпелі процестер

 

Жұмыстың мақсаты: конденсатордың апериодикалық және тербелеу разрядтарын тәжірибелі   зерттеу.

4.1 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:

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

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.

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.

4) Тербеленудің логарифмдік декременті не болады?

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?

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

4.2  Жұмысты орындау тәртібі

4.2.1 Тізбекті жинау керек (4.1 суретті қара).

4.2.2 Нұсқа бойынша (4.1 кестені қара) R,L және C мәндерін орнату керек. Орауыштың  кедергісін өлшеу керек. Кірістегі кернеуді  тең қылып жасау керек.

4.2.3 Осциллографқа конденсатордан кернеуді беру керек.

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

4.2.5 Конденсатордың тербелену разряд кезде  және  осциллограммаларды суретке салу керек.

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

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

4.3 Жұмыстың нәтижелерін талдау және безендеу

4.3.1 Тапсырылған контурдың кедергісі  L және С мәндері бойынша (4.2.2 бөлімін қара)  өшу коэффициентті және өздік тербелену жиілікті есептеу керек.

4.3.2  кернеудің қисығының кескіні бойынша (4.2.4 бөлімін қара)  және  тәжірибелі мәндерін есептеу керек. α және  есептелген және тәжірибелі мәндерін салыстыру керек.

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

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

                4.1 сурет - RLC тізбегінің тәжірибелік сұлбасы

4.1 кесте - RLC тізбегінің шамалары

Нұсқа №

R, Ом

L, мГн

С, мкФ

1

1

10

4

2

1

20

3

3

1

20

2

4

1

15

2

5

1

10

3

Әдістемелік нұсқаулар

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

.

Тәжірибелік мағына  және  алынған кернеудің қисығы  бойынша анықталады.      

4.2 сурет - Tербелмелі конденсаторкезіндегі тәуелділігі

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 .

Әдістемелік нұсқау

Токтың және кернеудің бастапқы фазалары екі каналды осцилографтың көмегімен өлшенеді.

Кернеудің бастапқы фазасын өлшеу үшін осцилографтың 1каналы  11 / токка қосылады , ал 2 канал 22 / токқа қосады сонымен алынған    және  кернеуінің қисықтары арқылы кірістегі кернеудің бастапқы фазасынтең деп алып,  шығыс кернеудегі бастапқы фазаны анықтайды.

Бастапқы фазаның     тогын өлшеу үшін потенциалдағы токты  түрлендіру әдісін пайдаланады, ол тізбекті қосқан кездегі  үлкендеу кедергілі резистордың тогын анықтауға байланысты.

тогының бастапқы фазасын анықтау үшін 1 / және 3 нүктелернің арасына Ом арасында кедергіні осцилографтың 2 каналына қосу керек, алынған  және ток пен кернеулердің қисықтары арқылы  кірістегі кернеудің  бастапқы фазасына қатысты, кірістегі токтың бастапқы фазасын анықтайды.

 тогының бастапқы фазасын анықтау үшін 2 / және 4 нүктелернің арасына Ом арасында кедергіні осцилографтың 2 каналына қосу керек, алынған  және ток пен кернеулердің қисықтары арқылы кірістегі кернеудің  бастапқы фазасына қатысты, шығыстағы токтың бастапқы фазасын анықтайды.

Бақылау сұрақтары

1. R,L,C тармақталмаған тізбектердегі өтпелі кезеңдер.

2. Конденсатордың апериодтық разряды.

3. Конденсатордың апериодтық разрядының шектік жағдайы.

4. Конденсатордың периодтық (тербелістік) разряды.

5. R,L,C тізбектерін тұрақты кернеуге қосу.

6. Классикалық әдіспен өтпелі кезеңдерді есептеудің жалпы жағдайы.

7. Аумалы кедергі дегеніміз не?

8. Өздік тербелу жиілігі дегеніміз не?

Әдебиеттер тізімі

1. Атабеков Г.И. ТОЭ линейные и электрические цепи (7-е изд.). – М.: Лань, 2009. – 592 с.

2.   Денисенко В.И., Светашев Г.М. ТОЭ3. Конспект лекций. – Алматы: АИЭС, 2007.- 90 с.

3. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники.- т.1. - СПб.: Питер, 2009.- 463 с. 

4. Денисенко В.И., Креслина С.Ю. ТОЭ2. Конспект лекций. – Алматы: АИЭС, 2007.- 63 с.

5. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники.-М.: Гардарики, 2007. – 638 с.

6. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л.. Теоретические основы электротехники. – том 3. – СПб.: Питер, 2003.-377 с.

7. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. Теоретические основы электротехники. – том 2. – СПб.: Питер, 2003.-576 с.

8. Прянишников В.А. ТОЭ: Курс лекций: Учебное пособие. – 3-е изд., перераб. и доп. – СПб., 2000. – 368 с.

9. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей.- М.: Энергоатомиздат, 1989. -528 с.

p

2014 ж. жиынтық жоспары, реті 46

Любовь Павловна Болдырева
Гульдана Кашкинбаевна Смагулова

ЭЛЕКТРОТЕХНИКАНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ 2
5В071800 мамандығының  студенттері үшін
зертханалық жұмыстарды  орындау бойынша  әдістемелік нұсқаулықтар

Редактор Қ.С.Телғожаева
Стандарттау бойынша маман Н.Қ. Молдабекова

Басылуға қол қойылды «___»______
Формат 60х84  1/16
Таралымы 520 дана.
Баспа қағаз №1
көлемі 1,6 оқу баспасы.
Тапсырыс___.Бағасы 800 теңге. 

«Алматы энергетика және байланыс университеті»
Коммерциялық емес акционерлік қоғамының
көшірмелі-көбейткіш бюросы
050013 Алматы, Байтұрсынұлы көшесі, 126