Алматы энергетика жӘне байланыс институты

 

 

 

Электротехниканың теориялық негіздері кафедрасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этн. Электр тізбектерінің қалыптасқан жӘне Өтпелі процестерді компьютер арқылы үлгілеу

 

Зертханалық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар

(электрэнергетика мамандығының студеттенрі үшін)

2 бөлім

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2005

 

Құрастырушы: Ж .Қ . Әміров Электртехниканың теориялық негіздері.

Электр тізбектерде қалыптасқан және өтпелі процестерді компьютер арқылы үлгілеу. Зертханалық жұмыстарға әдістемелік нұсқаулар.- Алматы: АЭЖБИ -  бет.

 

 

 

 

 

 

  Әдістемелік нұсқаулар виртуалды зертханалық жұмыстарды орындау, безендіру және қорғау жайында негізгі жағдайларды еңгізеді.

  Әрбір зертханалық жұмыс келесі тараулардан құрылады: жұмыстың мақсаты, жұмысқа дайындалу, жұмысты орындаудың тәртібі, жұмыстың нәтижелерін жолдау және орындалған жұмыс жөнінде қорытындыны  келтіру.

 Тапсырма электрэнергетика мамандығы бойынша оқып жүрген студенттерге  арналған.

         13  сурет,  6 кесте, Библиогр. -  атау 8

 

 

 

 

 

 

 

 

Пікір жазушы: техн. ғыл. канд., ЭЖ кафедрасының профессоры  Р. М. Шидерова.

 

 

 

 

 

 

 

Алматы энергетика және байланыс институтының 2005 жылғы басылым жоспары бойынша басылады.

 

 

 

 

 

 

                     © Алматы энергетика және байланыс институты, 2005 ж.

Кіріспе

 

ЭТН кафедрасында зертханалық сабақтарды қолайлы жүзеге асыруы “Еlectronics Workbench” бағдарламаны пайдаланып арнайы компьютермен  қамтамасыз етіледі.

    EWB  бағдарлама Windows ортада жұмыс істеуге көзделген. Бағдарламаның ерекшелігі-сыртқы көрінісі және сипаттамалары олардың өнеркәсіп ұқсастығына жуық бақылау - өлшегіш аспаптардың бар болуы.

   EWB бағдарлама терезісінің құрамында меню өрісі, бақылау - өлшегіш сызғышы және  компоненттер кітапханалардың сызғышы бар. Бағдарламаның жұмыс өрісінде бақылау- өлшегіш терезелері қосылған үлгіленетін үзбе және үзбенің қысқаша бейнелеуі орналасады. Қажетті болғанда әрбір аспапты, оның жұмыс ережелерін орнату және нәтижелерді  бақылау үшін, кең жазуға мүмкіндік бар.Үзбе құралғаннан кейін үлгілеу қосқышты шертумен басталады.

   

EWB бағдарламасының пайдаланатын кітапханалық компненттердің қысқаша шолуы.

 

Пассивті компоненттер

      Желестіру таңба

   Тұрақты  кернеудің көзі

    Тұрақтты токтың көзі

       Айнымалы синусоидалды кернеудің көзі

       Айнымалы синусоидалды токтің көзі

   Резистор (кедергі)

     Орауыш (индуктивтік)

   Конденсатор (сыйымдылық)

 

 

Control тобы- коммутациялық құрылғылар және басқарылатын көздер

 

Кіріс кернеулердің немесе токтардың   тапсырылған шектерде жұмыс істейтін ажырытқыш

 

Indic тобы - Индикаторлы аспаптар

 

Вольтметр(ішкі кедергісі, DC-тұрақты токтың ережесін өлшеу, АС-айнымалы токтың).

   


  

Амперметр (ішкі кедергісі, DC-тұрақты токтың ережесін өлшеу, АС айнымалы токтың)          


      

                                                    

Бұл аспатарды қосу үшін теріс қысқыш кең қара ұзынша тілікпен белгілінген.

         Бақылау өлшегіш аспаптар.

   

Бақылау - өлшегіш аспаптардың панелі EWB     бағдарламаның жұмыс терезесінің меню өрісінің астында жатады. Оның ішіне кіреді санды мультиметр, функционалды генератор,екі өңешті дециллограф, амплитудалы жиілікті және фазалы жиілікті сипатталамардың өлшегіші. Аспаптармен жұмыстың жалпы тартібы мындай: аспаптың терезесі курсормен жұмыс өріске орналасады, ал содан кейін зертелеттін үзбеге өткізгіштермен  қосылады. Аспапты жұмыс (жазылған) қалыпқа келтіру үшін оның терезесін курсормен екі рет шерту керек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зертханалық жұмыстарды орындау тәртібі және есеп берудің безендіру ережелері

 

Сәйкесті зертханалық жұмысты орындауға тапсырманы  студент алдыңғы сабақта  алады.

 Әрбір студент  зертханалық жұмысты орындау үшін есеп беруді  дербесті дайындайды, зертханалық тапсырманың мақсатымен және өткізілетін тәжірибенің негізгі теориялық жағдайларымен танысады.

 Тәжірибелі бөлікті орындаудың алдында дайындық мәселер жайында сұқбаттан өтеді, зертханалық жұмысты орындау үшін дайындалған есепті оқытушыға көрсетеді, ал содан кейін жұмысқа жіберіледі.

 Тәжірибелі бөлік орындалғаннан кейін есеп беру қосымша тортылады: терияның мәліметтерін тәжірибелі мәліметтермен салыстырылады, керекті графиктер салынады, нәтижелердің талдауы өткізіледі және жұмыс тұралы қорытыңды жасалады.

 Зертханалық жұмыс тұралы есеп беру әрбір студентпен ағымдағы немесе келесі сабақта бөлек өткізіледі.

 Келесі зертханалық жұмысқа алдыңғы зертханалақ жұмысты орындаған және қорғаған студент жіберіледі.

 

Есеп беруге титулды бет және келесі тараулар кіреді:

1 Жұмыстың мақсаты.

2 Негізге теориялық жағдайлар және дайындық сұрақтарға жауаптар.

3 Тәжірибі тұралы қысқаша мағлуматтар.

4 Зерттеліп жатқан тізбектің принциптік үзбесі.

5 Аспатардың және элементтердің тізімі.

6 Есептеу теңдеулер, есептеулер, зерттеліп жатқан электр шамалардың және тізбектің ережелерінің ұйғарылған графиктер.

7       Зертеудің нәтижелері (кестелер, графиктер, параметарлардың және электр шамалардың санды мәндері).

8       Қорытындылар.

 

Титулды бет, 1-6 тараулар, 7 тарау  үшін кестелер зертханалық жұмыс басталмай дайындалады. Есеп беру форматы А4 (210´297мм) ақ бетті қағаздың бір жағында безендіріледі.

Үлкен қарыппен Electronics Workbench  бағдарлама  бойынша зертханалық жұмыстарды орындауға әдістемелік нұсқалар.

Зертханалық жұмыстарады орындаудың тәртібі :

1                   Кітапханалардан аспаптарды және элементтерді таңдау.

2                   Жұмыс өрісінңің қанадайда болған орнына үзбелерді және элементтерді ауыстыру.

3                    еселі бұрыштарға элементтерді және элемнттер тораптарды бұру.

4                   Зерттеу үзбеге сәйкес элементтерді қосу.

5                   Өлшегіш аспаптарды іске қосу, оларға жұмыс ережелерді  тапсыру.

6                   Өткізгіштердің түстерін өзгерту.

7                   Элементке.

8                   Элементердің параметрларын кең өзгерту.

9                   Кіріс әсердің түрін тапсыру.

10              Монитор экранында аспаптардың көрсеткіштерін бақылау.

 

 

№7 Зертханалық жұмыс

R-C тізбектегі өтпелі процестер

 

1 Жұмыстың мақсаты

Бір реактивтік элементі бар тізбекте өтпелі процестер тәжірибелі зерттеудің дағдыларын алу.

 

2       Жұмысқа дайындық

ЭТН курсының “R-L, R-C тізбектердегі өтпелі процестер” тарауын  қайталау керек.

//Ә1, 234  244 бет//

//Ә2, 226  233 бет//

 

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

2.1           Өтпелі процестер деген не және ненің нәтижесінен олар пайдалы болады?

2.2           Коммутация заңдарының мәні неде?

2.3            Өтпелі, қалыптасқан және еркін токтар дегеніміз не?

2.4            Тізбектің уақыт тұрақтысының физикалық мәні  неде? R-L және R-C тізбектердің уақыт тұрақтысы неге тең? Қалай тәжірибе арқылы тізбектің уақыт тұрақтысын белгілеуге болады?

2.5            Тізбектің өшу коэффиценті деп нені айтады?

2.6             R-C тізбек қысқа тұйықталған кезде Uc(t) және Ic(t) өзгеретің теңдеулерді келтіру керек, Uc(t) , Ic(t)  графиктерін сызу керек.

2.7            R-C тізбек тұрақты кернеуге қосылған кезде Uc(t) және Ic(t) өзгеретін теңдеулерді келтіру керек, Uc(t)  Ic(t)  графиктерін сызу керек.

2.8            R-L тізбек қысқа тұйықталған кезде Ui(t) және Ii(t) өзгеретін теңдеулерді келтіру керек, Ui(t), Ii(t) графиктерін сызу керек.

2.9            R-L  тізбек тұрақты кернеуге қосылған кезде  Ui(t) және Ii(t) өзгеретін теңдеулерді келтіру керек, Ui(t) Ii(t) графиктерін сызу керек.

 

3       Жұмыс орындаудың тәртібі

3.1            (7.1 суретке) сәйкес сүлбені жинау керек.

3.2            E, R1, C1 мәндерін (7.1, 7.2 кестедегі) варианттарға сәйкес орнатып қою керек.

3.3            Uc(t) және Ic(t) осциллограммаларды алу керек. Кілт басқару клавиштар арқылы  (бұл A-дан Z –ге дейінгі әріп немесе  О-ден 9-ға дейінгі сандар болу  мүмкін) ажыратылады  және тұйықталады. Шыққан қисықтарды масштабта көшіріп  алу керек.

3.4            Вариантқа сәйкес тізбектің бір параметрін өзгертіп (7.2 кесте) Uc(t)   жаңа қисықты көшіріп алу керек.

 

 

 

                                            7.1-сурет.                                       

7.2 кесте

Сынақ кітапшаның соңғы сондық белгісі

 

 

0

 

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

4

 

 

5

 

 

6

 

 

7

 

 

8

 

 

9

Е1,  В

10

15

20

25

30

18

22

26

32

12

R1, k , Oм

1.0

1.5

2.0

0.5

0.8

0.7

1.2

1.4

1.8

0.9

 

 

 

Сынық кітапшасының соңғының  алдындағы сандық белгісі

 

 

 

9

 

 

 

8

 

 

 

7

 

 

 

6

 

 

 

5

 

 

 

4

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

0

С1, мк , Ф

1.0

0.5

1.1

0.8

1.5

0.7

1.2

0.9

1.4

0.6

 

 

Өзгерту

 

 

R2=2R1

C2=2C1

R2=0,5R1

C2=0,5C1

R2=1,5R1

C2=2C1

R2=0,5R1

C2=0,5C1

R2=2R1

C2=2C1

Есептеу

R1

C2

R1

R2

C1

C2

C1

C2

R1

C2

R2

C1

R1

R2

C1

C2

R1

C2

R2

C1

 

 

 

 

4       Әдістемелік нұсқаулар

 

Уақыт тұрақтысы t-ды бегілеу үшін (кернеу осциллограмма арқылы) курсорлар конденсатордағы кернеудің басты және қоюға керек. Осциллографтың таблосының көрсеткіші бойынша:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№8 Зертханалық жұмыс                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

R-L-C тізбектегі өтпелі процестер

 

1 Жұмыстың мақсаты

Конденсатордың апериодикалы және тербелеу разрядтары тәжірибелі зерттеудің дағдыларын алу.

 

2 Жұмысқа дайындық

ЭТН курсының “R-L-C тізбектеріндегі өтпелі процестер” тарауын қайталау керек.

// Ә1, 244-256 бет//

// Ә2, 242- 244 бет//

 

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

2.1 Тізбектің кернеуін еркін құрастыру үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеуді және оған сәйкесті сипаттамалы теңдеуді жазу керек.

2.2 R-L-C тізбекте сипаттамалы теңдеудің түбірлері қандай болғанда конденсатордың апериодикалы разряды кезінде  Uc(t), Iс(t), Ui(t) үшін теңдеулерді жазу керек. Бұл шамалар үшін графиктерді келтіру керек.

2.3 R-L-C тізбектің сипаттамалы теңдеудің түбірлері қандай болғанда  конденсатордың тербелу разряды пайдалы болады?

Конденсатордың тербелу разряды кезінде Uc(t), I(t), Ui(t) үшін теңдеулерді жазу керек. Бұл шамалар үшін графиктерді келтіру керек.

2.4 Тербелеудің лагорифмалық декременті дегеніміз не?   

2.5 Қалай a өшу коэффиценті және өздік тербеленудің w0 жиілігін есептеумен және нәтижелі жолмен (графиктен) белгілеуге болады? Бұл шамалар R, L және С-дан калай тәуелді ?

2.6 R- L-C тізбектің аумалы кедергісі дегеніміз не?

2.7 R-L-C тізбектің аумалы ережесі дегеніміз не? Аумалы ережеде Uc(t), I(t), Ui(t) үшін теңдеулерді жазу керек.

 

3       Жұмыс орындаудың тәртібі

3.1 (8.1 суретке) сәйкес сүлбені жинау керек.

3.2           R, L, C мәндерін (8.1, 8.2 кестедегі ) орнатып қою керек.

3.3           Өте оңды ораушка (R=0)конденсатордың разрядын зерттеу. Uc(t) кернеудің осциллограммасы масштабта көшіріп алу керек.

3.4           Осциллографты сыйымдылықты индуктивтікке ауыстырып қосып токтың осциллограммасын көшіріп алу керек.

3.5           (8.2 кестеден) R мәнін қойып конденсатордың тербелу разряды н зерттеу керек, Uc(t) кернеудің осциллограммасын масштабта көшіріп, осциллографтың шығысын R ауыстырып қосып I(t) токты көшіріп алу керек.

3.6           R кедергіні ауыстырып тізбекте аумалы ережесін құру керек. Rаум (тәж) кедергінің шамасын жазып алу керек. Алынған Uc(t) кернеудің осциллограммасын  көшіріп алу керек.

3.7           Аумалы кедергіге қарағанда R кедергіні екі есе үлкейту керек.

Uc(t) кернеудің және I(t) токтың конденсатордың апериодикалы разряд кезінде осциллограммаларды көшіріп алу керек.

                                                         8.1-сурет.           

                           8.1 кесте

Сынақ кітапшаның соңғы сандық  белгісі

 

 

0

 

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

4

 

 

5

 

 

6

 

 

7

 

 

8

 

 

9

Е, В

10

15

20

25

30

18

22

24

32

27

L, мГн

500

600

700

550

650

750

450

580

630

680

 

                                                                                                8.2 кесте

Сынақ кітапшаның соңғының алдындағы сандық белгісі

 

 

 

9

 

 

 

8

 

 

 

7

 

 

 

6

 

 

 

5

 

 

 

4

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

0

С, мкФ

500

1000

800

700

600

900

1100

1200

1300

1400

R, Ом

10

11

12

13

14

15

16

17

18

20

 

4 Безендіру жұмыстың нәтижелерін талдау

4.1 Берілген мәндер бойынша a өшу коэффициентті жәнне өздік тербеленудің w0 жиілігін есптеу керек.

4.2 Табылған Uc(t) кернеудің қисық кескіндері бойынша  (3.5 пункт) a және w0 тәжірибелі мәндерін есептеу керек.

4.3 Вариант бойынша R аум аумалы кедергіні есептеңдер. Есептелген және тәжірибелі шыққан мәндерді салыстырыңдар.

4.4Әрбір жағдай үшін сипаттамалы теңтелеулердің түбірлерін табыңдар, Uc (t)  және I (t) мәндерін жазып алыңдар.

4.5 Жасалған жұмыс бойынша қорытынды жасаңдар.

 

Әдістемелік нұсқаулар

1 Бастапқы Uco кернеуі бар конденсатордың өте оңды орауышқа разрядталуы.

Сипаттамалы теңдеудің түбірлері  жорамал,

            

Мұндағы;     

Сонда шығады

Мұндағы  –контурдың толқынды кедергісі

Uco конденсатордың бастапқы кернеуді

2  Тік орауышқа конденсатордың тербелу разряды (R<2 p )

Сипаттамалы теңдеудің түбірлері

Мұндағы еркін тербеленудің жиілігі;

                                                                   

Тер=  еркін тербеленудің периоды;    .

 

Сонда шығады Uc(t)=                                     

 

Мұндағы 

3 Индуктивтік орауышқа конденсатордың  апериодикалы разряды

Сипаттамалы теңдеудің түбірлері нақтылы, теріс,

 

мұндағы 

 

Сонда шығады    

 

 

 

 

    №9 Зертханалық жұмыс

    Электр вентильдері бар тізбектері зерттеу

 

1 Жұмыстың мақсаты

Вентильдер бар электр тізбектерді тәжірибелі зерттеудің дағдыларын алу.

 

2       Жұмысқа дайындық

Синусоидалды емес токтар және электр вентильдері бар тізбектер қаратылатын тарауларды қайталау керек.

//Ә1, 430  436 бет//

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

2.1 Қандай сызықсыз элемент электр вентиль деп аталады? Вентильдің вольт- амперлі сипаттамасын келтіріңіздер. Өте оңды вентильдың белгілеуін беріңіздер.

2.2           Электр вентилі және активтік кедергісі бар тізбекке синусоидалды кернеуді ынта салғанда токтың лезді мәнінің графиғын салу керек.

2.3 Жүктемесі активтік кедергіден құралған бір  жартыпериодты  түзеткіштің үзбесін келтіріндер. Жүктемдегі токпен  кернеудің лезді мәндерінің графиктерін салыңдар,  өте оңды түзету кезде жүктемедегі ток және кернеудің  тұрақты құрастырушысын және әсер етуші мәнін есептеуге теңдеуді жазыңдар.

2.4 Екі жартыпериодты  түзеткіштің көпірлік  үзбесін келтіріңдер. Жүктемедегі  токпен кернеудің лезді мәндерінің графиктерін салыңдар,  өте оңңды түзету кезде жүктемедегі ток және кернеудің тұрақты құрастырушысын және әсер етуші мәнін есептеуге теңдеу жазыңдар.

2.5           Тапсырылған гармоникалар құрастыршылар  арқылы кернеудің әсер етуші мәнін қалай есептейді?

2.6           Активтік жүктемелері бар өте оңды бір және екі жартыпериодты түзеткіштер үшін, токтың  және кернеудің амплитудалары арқылы, S толық, Р активтік және Т бұрмалау құаттарды есептеңдер. Табылғагн  мәндерді  сылыстырып бұл екі үзбелер үшін түзудің нәтіжелілігін  салыстырып бұл екі үзбелер үшін түзудің нәтіжелілігін бағалаңдар.

  

3                  Жұмыс орындаудың тәртібі

3.5           (9.1 суретке) сәйкес бір жартыпериодты түзеткішті жинау керек. Көздің кернеуі 200 ÷300 V  шектерде орнату керек, жиілік 50 Нz. Жүктемедегі токтың және кернеудің тұрақты құрастырушысын  және айнымалы құрастырушысының әсер етуші мәнін өлшеңдер.

3.6           Жүктемедегі кернеудің және көздің кернеудің лезді мәндерінің қисықтарын осциллографтың көмегімен көшіріп алыңдар.

3.7           (9.2 суретке) сәйкес үзбе бойынша көпірлік түзеткішті жинаңдар. Көріктендіру кернеуді және жүктеменің кедергісін 3.1 п. сияқты орнату керек. Жүктемедегі токты  және кернеудің тұрақты құрастырушысын және айнымалы құрастырушысының әсер етуші мәнін өлшеңдер.

3.8            Осциллографты жүктемеге қосып түзетілген кернеудің қисығын көшіріп алу керек.

 

9.1 кесте

 

9.2 сурет.

 

4                  Безендіру және жұмыс нәтижелерін талдау:

4.5           3.1 п. өлшеген жүктемедегі  кернеудің U20 тұрақты құрастырушысының әсер етуші мәндері арқылы жүктемедегі кернкудің  U2 әсер етуші мәнін есептеп оны көздің кернеунің әсер етуші мәнімен  салыстырыңдар.

4.6            3.1 п. өлшеу нәтижелерден көріктендіру көздің S толық қуатты, жуктемедегі Р активтік қуатты, Т бұрмалау қуатты есептен оларды 2.6 п. келтірілгеген  өте оңды бір жартыпериодты түзеткіштің мәндерімен салыстырыңдар .

4.7            3.3 п. өлшеген жүктемедегі U20 тұрақты құраустырушысы және U2 ~ айнымалы құрастырушысының әсер етуші мәнімен салыстырыңдар.

4.8            3.3 п. өлшеу нәтижелерден көріктендіру көздің S толық қуатты, жүктемедегі  Р активтік, Т бұрмалау қуатты есептеп оларды өте оңды екі жартыпериодты түзеткіштің мәндерімен салыстырыңдар.

4.9           Бір және екі жартыпериодты түзеткіштер үшін табылған нәтижелерді салыстырыңдар.

4.10      Жасалған жұмыс тұралы қорытындылар жасаңыз.

10 зертханалық жұмыс

Ұзын желілердегі әртүрлі ережелерді зерттеу

 

1 Жұмыстың мақсаты

Компьютерде моделдеу арқылы ұзын желілердегі әртүрлі    ережелерді зерттеудің дағдыларын алу.

 

2 Жұмысқа дайындық

“Таратылған параметрлары бар тізбектердегі қалыптасқан ережелер” бөлімді қайталау керек. //Ә.1 20.1, 20.2, 20.3, 20.4, 20.6, 20.8, 20.14//

 

Келесі сұрақтарға жауап беру керек:

2.1 Қандай шамалар желінің  біріншілік параметрлері деп аталады?

2.2 Қандай желі біртекті деп аталады?

2.3 Z0 және Y0  белгілеу үшін -----------формулаларды жазу керек?

2.4 Қандай шамалар желінің екіншілік параметрлері деп аталады?

2.5 Zm  толқынды кедергіні және ɣ тарату коэффициентті белгілейтін----

2.6 Желінің теңдеулерін гиперболикалық функциялар арқылы жазу керек.

2.7 Желінің Zкір  кіріс кедергісі қалай есептеледі?

2.8 Қандай жүктеме келіскен деп есептеледі?

2.9 Қандай желінің басындағы Р1 және желінің аяғындағы Р2 қуаттары қалай есептеледі?

2.10 Берілген вариант (нұсқа) бойынша R1, L1, C2, R2, Zm-ді есептеу керек.

 

Компьютерде моделдеу арқылы ұзын желіде әртүрлі ережелерді зерттеу үшін желі симметриялы төртұштық деп қаралады.

Желіні Т сияқты симметриялы алмастыру сүлбемен келтіреді (1.10 сурет)

1.10-сурет

 

 

10.1 кесте

                                            (10.1)

                                                                                       (10.2)

                                           (10.3)

                                                                                            (10.4)

мұндағы: L желінің ұзындағы, R0, L0, G0, C0- желінің біріншілік параметрлері;

К1,К2 комплекстік коэффициенттерді есептеу кезінде / К1/, /К2/ модульдерді қолдануға болады.

 

3 Жұмысты орындаудың тәртібі

Тапсырылған вариант бойынша 10.1 кестеден желінің басындағы U1 кернеуді; желінің параметрлерін және жүктемені таңдау керек.

 

10.1-кесте

№

 

 

U1

 

 

L,

км

 

 

/К1/

 

 

/К2/

 

 

Zж,

Ом

1

1

400

700

1.043

0,927

   0,07

        1,0

0,2

9,0

450

 

2

600

800

1,056

0,899

   0,09

        1,2

0,08

8,3

400

3

110

1000

1,11

0,815

   0,1

        1,3

0,3

9,5

500

4

220

900

1,089

0,845

   0,08

        1,4

0,06

8,8

470

5

5

330

1100

1,16

0,753

   0,06

        1,35

0,1

10,0

550

10.2 сурет

 

3.2 Электр сүлбені жинау керек (10.2 сурет)

3.3 Генераторда желінің басындағы кернеудің амплитудалық шамасын  және жиілікті ƒ 50Гц, сонымен бірге төртұштықтың есептелеген R1, L1, C2, R2 параметрлерді  орнату керек.

3.4 Тапсырылған вариант бойынша қабылдағыштың  Zж кедергісін орнату керек. Желінің аяғында U2 әсерлік кернеудің мәнін, желінің басындағы I1 токтың әсерлік мәнін, желінің аяғындағы  I2 токтың әсерлік мәнін, желінің басындағы және аяғындағы кернеудің басты фазасын  және желінің басындағы  және аяғындағы  токтардың басты фазаларын  және  өлшеу керек.

 

Нәтижелерді 10.2 кестеге жазу керек

3.5 Желінің бос жүріс ережесінде  желінің аяғындагы U2 кернеудің мәнін, желінің басындағы  I1 және аяғындағы I2 токтардың әсерлік мәндерін, желінің аяғындағы кернеудің басты фазасын , желінің басындағы жене аяғындағы токтардың басты фазаларын  және өлшеу керек.

 

Нәтижелерді 10.2 кестеге жазуға керек

3.6 Желінің аяғындағы қысқа тұйықталу ережесінде кернеудің аяғындағы U2 кернеудің әсерлік мәнін, желінің басындағы  I2 және аяғындағы I2 токтардың әсерлік  мәндерін, желінің аяғындағы кернеудің y U2 басты фазасын, токтардың желінің басындағы y i1 және аяғындағы  y i2 басты фазаларын өлшеу керек.

 

 

 

Нәтижелерін 10.2 кестеге жазуға керек.

3.7 Жүктеме келіскен ережеде (Zж=Zт) жүйенің аяғындағы U2 кернеудің әсерлік мәнін,  желінің басындағы I1 аяғындағы I2 токтардың әсерлік мәндерін, желінің аяғындағы кернеудің y U2 басты фазасын, токтардың басындағы y i1 және аяғындағы y i2 басты фазаларын өлшеу керек.

Нәтижелерді  10.2 кестеге жазуға керек.

 

 

10.2-кесте

 

 

Жұмыс ережесі

 

U1

кв

 

U2

кв

 

T1-T2

C

 

y U2

2 paд

 

I1

A

 

 

 

y i1

2 paд

 

I2

A

 

T2-T1

C

 

 

y U2

2 paд

 

Z1 kip,

Oм

P

квm

P

квm ɳ

ɳ Z

Жүктеме ереже Zж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бос жүріс ереже

Zж=∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қысқа түйықталу ереже Zж=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жүктеме келіскен Zж= Z т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 Әдістемілік нұсқаулар

Кернеудің және токтардың басты фазаларын осциллографтың көмегімен өлшеуге болады.

Басты фазаларын өлшеген кезде Um1 амплитудалық мәнін 10³ есе азайту керек.

Фазалық ығысуды келесі формула бойынша есептеуге болады:

 

Егерде Yu1=0 деп алсақ, ондаТоктардың басты фазаларын өлшеу үшін токты потенциалға түрлендіру керек. Ол үшін өлшенетін токтың тізбегіне кедергісі шамалы резисторды қосады.

I1 токтың басты фазасын өлшеу үшін 6 және 3 нүктелер арасына кедергі R=1 Oм қосады, осциллографтың В өңешін 3 нүктеге қосады. Курсор 1 ді желінің басындағы U1 кернеудің нөліне, ал курсор 2- ні I1  токтың нөліне қойып Т2-Т1 таблода ток I1 және кернеу  U1  арасындағы ұақыттың ығысуын өлшейді.

Токтың басты фазасын келесі формула арқылы есептейді: Yi1=-360°(Т2-Т1)х ƒ.

 

I2 токтың басты фазасын өлшеу үшін 5 және 4 нүктелер арасына кедергі

R=1 Oм қосады, осциллографтың В өңешін 4 нүктеге қосады. Курсор 1- ді  U1 кернеүдің нөліне, ал курсор 2 ні  I2  токтың нөліне қойып   Т2-Т1 таблода ток I2 және кернеу   U1  арасындағы ұақыттың ығысуын өлшейді.

Токтың басты фазасын келесі формула арқылы есептейді:

Yi2=-360°(Т2-Т1)х ƒ.

 

5. Жұмыстың нәтижелерін безендіру

5.1 Кернеудің Yu2  және токтпрдың Yi1,Yi2 басты фазаларын есептеп нәтижелерін 10.2 кестеге жазуға керек.

5.2 U1  U2 кернеулердің және I1 I2 токтардың барлық ережелердегі комплекстерін жазуға керек.

5.3 Тәжиберелік мәндер бойынша желінің Z кір кедергісін, Р1  және Р2  қуаттарды, ПӘК h барлық ережелерге есептеу керек. Нәтижелерді 10.2 кестеге жазуға керек.

5.4 Табылған нәтижелерді салыстыру керек. Жұмыстың нәтижелері бойынша қорытындылар жасау керек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 зертханалық жұмыс

Сызықсыз элементтері бар тұрақты токтың электр тізбектерін зерттеу

 

1                  Жұмыстың мақсаты

Сызықсыз элементтері  бар тұрақты токтың тізбектерін  тәжірибелі зерттеудің дағдыларын алу.

 

2 Жұмысқа дайындық

“Тұрақты токтың сызықсыз электр тізбектер” тарауын қайталау керек.

//Ә1, 386   393; 404  406 бет//

Келесі сұрақтарға жазбаша жауап беру керек:

2.1           Қандай сызықсыз элементтер симметриялы емес, ал қандай  симметриялы деп аталады? Олардың вольтамперлі сипаттамаларын бейнелендер.

2.2           Сызықсыз элементтердің статикалық  және дифференциалдық кедергілердің арасындағы айырмашылық неде?

2.3           Бір э.қ.к көзі және тізбектеп қосылған  екі сызықсыз элементі бар тізбектің графикалық есептеуін көрсетіңіз.

2.4           Сызықсыз эллементері параллельді қосылған тізбектің графикалық есептеуін көрсетіңіз.

2.5           Сызықсыз элементтері  аралас қосылған тізбектің графикалық есептеуін көрсетіңіз

2.6           Сызықсыз элементтері бар екі эққ көздері қосылған тармақталған электр тізбекті графикалық есептеуін көрсетіңіз.

 

3                  Жұмыс орындаудың тәртібі

3.1            (11.1 суретке)  сәйкес үзбені жинап сызықсыз элементтердің вольт- амперлі сипаттамаларын түсіру керек.  Көздің кернеуін О ден 10V шектерде өзгерту керек.

3.2            Тізбектеп қосылған екі сызықсыз элементтері бар үзбені жинау керек (11.1 сурет). Кірісте 5¸10V аралықтағы кернеуді орнатып барлық өлшегіш аспаптардың көрсеткіштерін жазып алу керек.

3.3            Паралелді екі сызықсыз элементтен құрылған тізбекті жинау керек (11.2 сурет). Тізбектегі токты және бөлек элементтердегі кернеуді өлшеу үшін аспаптарды қосуды ескерту керек. Кірісте   5¸10V шектердегі кернеу көзін орнатып барлық өлшегіш аспаптардың көрсеткіштерін жазып алу керек.

3.4            11.4 суретке сәйкес үзбені жыйнап кірісте  5¸10V тең кернеуді орнатып барлық өлшегіш аспаптардың көрсеткіштерін жазып алу керек.

3.5            11.5 суретке сәйкес екі э.қ.к. көздері бар үзбені жинау керек.  Көздерін э.қ.к терін, әрбір элементтегі кернеуді және тармақтардағы токтарды өлшеу керек.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Безендіру және жұмыстың нәтижелерін талдау

 

4.1Үш сызықсыз элементтердің  вольт амперлі сипаттамалары салыңыздар .

4.2 3.2 п. Үзбенің графикалық есептеүнің өткізу керек және есептелген нәтижелерді тәжірибелі мәліметтермен салыстырыңыздар

4.3 3.3 п.үзбенің графикалық есептеүін өткізу керек және есептеген нәтижелерді тәжірибелі мәліметтерімен салыстырыңыздар.

4.4 3.4 п. Үзбенің графикалық есептеуін өткізу керек және есептеген нәтижелерді  тәжірибелі мәліметтермен салыстырыңыздар.

4.5 3.5 п. Үзбенің графикалық есептеуін өткізу керек және есеаптеген нәтижелерді тәжірибелі мәліметтермен салыстырыңыздар.

4.6 Жасылған жұмыс тұралы қорытындар жасақдар.

 

 

 

 

 

 

 

12 Зертханалық жұмыс

 

Екі сымды желінің жалпақ параллельді электростатикалық өрісін зерттеу.

1.1           Жұмыстың мақсаты .

ЭЕМ да аналитикалық шешуі бар электростатиеалық  өрістің үлгілеуін зерттеу.

1.2. Жұмысқа дайындық

ЭМӨТ курсының келесі тарауларын оқып білу керек:

//Ә1, §§ 27.4-27.8; § 28.7; §§ 26.6;26.7; §26.10//

//Ә2, §§ 6.5-6.8; §§ 6.12; 6.13; 6.15; §7.7//

//Ә3, §§ 19.20-19.30; §19.44; §§ 20.7- 20.9//

 

Келесіні орындау керек:

1.2.1 Өткізіштің бетендегі шеғаралық жағдайды жазу керек.

1.2.2 Өткізіштің бетіндегі электр зарядтық тығыздығын есептеу үшін формуланы жазу керек.

1.2.3 Тапсырудың вариантына сәйкес (1.1 кесте) R1=R2 жағдай үшін а, S1 және S2ні есептеу керек.

1.2.4 Тапсырудың вариантына сәйкес (1.1 кесте) R1=R2 жағдай үшін өткізіштің бетінде L,M және N нүктелеріндегі электр зарядтың тығыздығын есептеу керек.

1.2.5 Тапсырудың вариантына сәйкес (1.1 кесте) R1=R2 жағдай үшін L,M және N нүктелеріндегі электростатикалық өрістің кернеулігін есептеу керек.

1.2.6 Тапсырудың вариантына сәйкес (1.1 кесте) R1=R2 жағдай үшін желінің ұзындық бірлігіне сыйымдылықты есептеу керек.

1.2.7 Есептеудің нәтижелерін 1.2 кестеге келтіру керек.

 

1.3Жұмыстың тапсырма

1.31 DPL.BAS бағдарламаны шақыру.

1.3.2 Бастапқы мәліметтерді, яғни R1 және R2 сымдардың радиустарын, сымдардың геометриялық  біліктерінің арасындағы d аралықты,эквипотенциалдардың санын, сымдардың арасындағы U керенеуді.

1.3.3 R1=R2 жағдай үшін электростатикалық өрістің суретін салып алу керек; эквипотенциалдардың потенциалдарын белгілеу керек және сымдардың электр біліктерінің қалыптарын таңбалау керек.

1.3.4 Келесі жағдайлар үшін ЭЕМ да а, , S1 және S2 есептеу керек:

Керек:

1)               R1=R2;

2)               R1=0.5 R2;

3)               R1=1.5 R2;

4)               R1=2 R2.

1.3.5 Келесі жағдайлар үшін желінің ұзындық бірлігіне С сыйымдылықты ЭЕМда есептеу керек.

1)               R1=R2 ;

2) R1=0.5 R2;

3) R1=1.5 R2;

4) R1=2 R2.

 

1.3.6 Өрістің суреті бойынша R1=R2  жағдайда L,M және N нүктелерде (1.2 сурет) электростатикалық өрістің кернеулігін есептеу керек және оларды алдын ала есептеген кернеуләктермен салыстыру керек (1.2.4. п.)

1.3.7. ЭЕМ да келесі жағдайлар үшін электростатикалық өрістің керненуліктерін L,M және N нүктелерде есептеу керек:

 

1)R1=R2 ;

2) R1=0.5 R2;

3) R1=1.5 R2;

4) R1=2 R2.

1.3.8. Келесі жағдайлар үшін сымдардың беттеріндегі электр зарядттардың тығыздықтарын есептеу керкек:

 

1)R1=R2 ;

2) R1=0.5 R2;

3) R1=1.5 R2;

4) R1=2 R2.

 

Нәтижелерді 1.2 кестеге келтіру керк.

1.1           кесте

Вариантың №

 

 

 

Сымның R1 радиусы, мм

Сымдардың арасындағы d аралық, мм

Сымдардың арасындағы U кернеу, В

1

10

60

50

2

20

80

100

3

30

80

120

4

20

60

60

5

12

40

30

6

10

40

60

7

30

90

120

8

18

70

40

9

20

80

50

10

10

50

30

 

 

 

 

 

 

1.4 Әдістемілік нұсқаулар

Бірнеше шексіз ұзын бір біріне параллельді зарядтары сымдардың ұзындағы бойынша біркелкі таралған және біртекті диәлектрикте орнатылған циліндірлі сымдар жүйенің өрісін сипаттайтын шама тек екі координаттардан тәүелді.

Егерде OZ білікті сымдардың білігіне параллельді бағыттасақ, онда өріс кернеуліктердің сызықтары XОY жазықтыққа параллельді жазықтарда жатады.Барлық жазықтардағы өрістің суреттері бірдей болады, сол себептен XОY жазықтағы өрісті зерттеу жеткілікті. Мұндай өріс жалпақ параллельді өріс деп аталады.

Жалпақ параллельді өрістің потенциалы X және Y координаттардың функциясы: j (X, Y). Екі сымды желінің өрісінің эквивопотенциалды үстіңгі беттері құрастырушы білік OZ пен цилиндрлік үстіңгі беттер болады. XОY жазықтағы эквипотенциалды сызықтар шеңберді құрадыда мына теңдеумен белгіленеді

 

 

                                                             (12.1)

Орталық  координаттары

    және радиусы   ;

 

Мұндағы а- электр біліктердің нөлдік потенциалы бар жазықтыққа дейін арадық

 

                                                                                                                                             (12.2)

 

12.1-сурет

 

Кернеуліктің сызықтары шеңбердің доғалары электр біліктер арқылы өтетін келесі теңдеумен белгілінеді:

 

                                                                        (12.3)  

 

теңдеудің орталық координаторлары            (12.1-сурет)

Өрістің суретін құрғанда қандайға болған эквипотенциалды сызықтан көрші сызыққа өткенде потенциалдық қосылуы тұрақты болу керек:

 

 ℓn                                                          (12.4)

Мұндағы n эквипотенциалды сызықтың реттік номері

Өрістің қанайда болған кернеулік сызықтан көрші сызыққа өткенде g бұрыш rg тұрақты шамаға өзгеру керек.

Нақтылы желінің сымдарының шеткі кесінділері болады, сол себептен сымдардың үсті беттері бойынша электр зарядтардық таралуы біркелкі емес. Электр біліктер сымдардың геометриялық біліктерінен ығысады.

  Электр біліктерден нөлдік потенциалы бар жазықтыққа дейін аралық мына формула бойынша есептеледі:

 

,                                                  (12.5)

 

мұндағы S1 және S2  сымдардың геометриялық біліктерінен нөлдік потенциалы бар жазықтыққа дейін аралық.

  

S1 және S2 мына формула арқылы табалады:

 

    

мұндағы d геометриялық біліктер арасындағы аралық (d=S1+S2); R1және R2- сымдардың радиустары

 

Металды сымдар ішінде өріс жоқ болады.

Өрістің кернеулігі  өрістің суреті бойынша белгіленеді:

                                                                                                   (12.6)

Мұндағы rj  көрщілес эквипотенциалды сызықтар арасындағы потенциалдар айырымы; rℓ эквипотенциалды сызықтар арасындағы аралық.                                                                              _

  Өрістің қандайда болған  нүктесінде  кернеулік  Е  тең                 

   ,                                                                                    (12.7)

мұндағы  +t  және -t  сымның ұзындық бірлігіне келетін заряд. Екі сымды желінің ұзындық бірлігінің  сыймдылығы:

                   

                                                                              (12.8)

Сымның ұзындық бірлігіне келетін заряд:

 

Беттік зарядттың тығыздығы:

                             

                                                                      12.2 кесте

 

 

 

 

Алдын ала есептеу

Өріс сұреті бойынша есептелген

ЭЕМ да есептелген

R1=R2

R2=0,5R1

R2=1,5R1

R2=2R1

а, мм

 

 

 

 

 

 

S1, мм

 

 

 

 

 

 

S2, мм

 

 

 

 

 

 

Е м

 

 

 

 

 

 

Е N

 

 

 

 

 

 

Е л

 

 

 

 

 

 

ɓ м

 

 

 

 

 

 

ɓ N

 

 

 

 

 

 

ɓ L

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Әдебиеттер тізімі

 

 

1.                 Зевеке Г. В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В., Основы теории цепей- М7? Энергоатомиздат, 1989-528 с.

2.                  Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники- М.:

3.                  Нейман  Л. Р., Демирчян К. С. Теоретические основы электротехники  . Т.1 Энергоиздат. Ленинградское отделение , 1981-536 с.

4.                  Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Практикум на Electronics  Workbench. В 2-х томах . Под ред. Д. И. Панфилов-М.: ДОДЭКА, 1999-Т.: Электротехника –304 с. Т.2.- Электроника –2000.- 288с.

5.                 Прянишников В.А. ТОЭ: курс лекций: учебное пособие 3-е изд., перераб. и дополнение. Спб.-368 с.

6.                 Теоретические основы электротехники. Т.1. Основы теории линейных цепей./ Под. ред. П. А. Ионкина. –М.: Высшая школа, 1976-544 с.

7.                 Сборник задач по теоретическим основам электротехники Л.А. Бессонов, И. Г. Демидова и др. М.: Высшая школа , 1988.- 543 с.

8.                 Карла щук В. И.  Электронная лаборатория на IBM РС. Программа   Electronics  Workbench нес. применение. - М.: Солон. Р., 1999-506 с.

 

 

Мазмұны

1.                Кіріспе..........................................................................................................3

2.                EWB бағдарламаның пайданалатын кітапханалық компоненттерін қысқаша шолуы ................................3

3.                Зертханалық жұмыстарды  орындау тәртібі және есеп берудің  безендіру ережелері ................................

4.                Electronics  Workbench бағдарлама бойынша зертханалық  жұмыстарды орындау әдістемілік нұсқаулар ....

5.                № 7 зертханалық жұмыс.  R-C тізбектегі өтпелі процестер ......................

6.                № 8 зертханалық  жұмыс. R-L-C  тізбектегі өтпелі процестер..................

7.                № 9 зертханалық жұмыс. Электр вентильдері бар тізбектерді зерттеу.....

8.                № 10 зертханалық жұмыс . Ұзын желілердегі әртүрлі  ережелерді зерттеу..................................................

9.                № 11 зертханалық жұмыс. Сызықсыз элементтері  бар тұракқты токтың тізбектерен  зерттеу...................

10.            № 12 зертханалық жүмыс.  Екі сымды жілінің жалпақ параллельді Электростатикалық  өрісті зерттеу.....

Әдебиеттер мазмұны

 

2004 ж. қос. жосп. поз.

 

 

Әміров Жүсіпбек Құсайынұлы

 

 

 

 

 

 

 

Электротехниканың теориялық негіздері

 

Электр тізбектерінің қалыптасқан және өтпелі процестерді компьтер арқылы үлгілеу

 

Зертханалық жұмыстарға әдістемелік нұсқаулар (электрэнергетика мамандығы бойынша оқып жүрген студеттер үшін)

II бөлім

 

 

 

 

 

 

Редакторы Ж. А. Байбураева

 

 

 

 

 

 

Басуға «    » «    » 2005 ж. рұқсат етілді                   №1 баспаханалық қағаз

Таралымы       дана                                                     Тапсырыс   

Көлемі     есеп. баспа таб.                                          Бағасы        теңге

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы энергетика және байланыс институнуң көшірме-көбейту бюросы, 480013 Алматы қаласы, А. Байтұрсынұлы көшесі, 126-үй.