Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Электротехниканың теориялық негіздері кафедрасы

 

 

 

ЭТТ 2. Сызықты электр тізбегіндегі өтпелі кезеңдер

  5В074600- Ғарыштық  техника  және технологиясы мамандықтарының студенттеріне арналған пәндік жұмыстың тапсырмалары мен әдістемелік нұсқауы

 

 

 

Алматы 2011

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Жолдыбаева З.И., Зуслина Е.Х., Оңғар Б. ЭТТ2. Сызықты электр тізбегіндегі өтпелі кезеңдер. 5В074600- Ғарышық техника және технологиясы мамандықтарының студенттеріне арналған

пәндік жұмыстың тапсырмаларына әдістемелік нұсқау:  – Алматы: АЭжБУ, 2011.-  15бет.

 

Әдістемелік нұсқауда «Электр тізбектерінің теориясы 2» пәні бойынша пәндік жұмыс тапсырмасы келесілерден құралған: «Екінші ретті сызықты электр тізбегінің өтпелі кезеңін классикалық және операторлық әдістермен есептеу», «Дюамель интегралын қолдана сызықты электр тізбегінің өтпелі кезеңін есептеу», «Сызықты электр тізбегінің өтпелі кезеңін спектральды әдіспен есептеу»; Әдістемелік нұсқауда (ПЖ) пәндік жұмысты безендіру, орындау талап етіледі. Пәндік  жұмыс 5В074600- Ғарыштық  техника  және технологиясы мамандықтарының студенттері үшін ЭТТ2 пәнінің типтік бағдарламасына сәйкес келеді.

Без.12 ,  8 кесте , әдебиет.- 7 атау.

 

Пікір беруші: техн. ғыл. канд., доцент   Г.С. Казиева.

 

Жоспарлық басылымға байланысты шығарылады «Алматы энергетика және байланыс университеті»   КЕАҚ 2011 жыл.

 

 

Ó «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ,  2011ж.

Мазмұны

 

1 Пәндік жұмысты безендіру және орындау талаптары                                         

2 Тапсырма №1. Сызықты электр тізбегінің өтпелі кезеңін классикалық және операторлық әдіспен есептеу        

3  Тапсырма №2.  Сызықты электр тізбегінің өтпелі кезеңін Дюамель интегралының көмегімен есептеу     

4 Тапсырма №3. Электр тізбегін спектралды әдіспен өңдеу                             

5 Пәндік жұмысты есептеуге арналған әдістемелік нұсқау                                 

Пайдаланған әдебиеттер                                                                                        

 

1 Пәндік жұмысты безендіру және орындау талаптары                                    

 

Пәндік жұмыс «Оқу жұмысының» стандартына сай орындалуы керек АЭжБУ-ге 2002 жылы төменгідей бөлімдер кірді:

 

а) титульдық парақ (үлгі ұсынылады);

б) мазмұны;

в) кіріспе;

г) тапсырма;

д) негізгі бөлім;

е)  қорытынды (қорытындылау);

ж) пайдаланған әдебиеттер тізімі;

з) қосымша.

1.2 Тапсырманың мәтіні (есептің шарттары) өзінің нұсқасы үшін сандық мәндерімен және барлық суреттерімен толығымен көшірілген болуы тиіс.

1.3 Пәндік жұмыстың әр бөлімінде  тақырыпшалары болуы керек.

1.4 Пәндік жұмыс қолтаңбалық түрде орындалуы тиіс, сонымен қатар компьютерлік басылымды да қолдануға болады (Microsoft Word бағдарламасында, 10-1,5 аралықта шрифт биіктігі 14). А4 форматында ақ қағаздың бір жақ бөлігіне мәтін жазылады. Парақтың барлық төрт қабырғасынан сызық қалтырылады: сол жағынан – 30 мм кем емес, оң жағынан – 10 мм болатын, ал төменгі және жоғарғы бөлігінен – 20 мм.

1.5 Пәндік жұмыстың барлық парақтары титулдық парақтан бастап қосымша бетімен қоса нөмірленуі керек. Парақтың нөмірленуі оң жақ жоғарғы бұрыштан бастап нүктесіз белгіленеді.

1.6 Есептер түсініктемелер арқылы жазылуы тиіс. Есептік теңдеулер мен соңғы қорытындыны жазуға болмайды. Егер пәндік жұмыста есептер мен түсініктемелер қысқартылған түрде берілсе, онда қорғауға жіберілмейді, жұмысты толықтыру үшін студентке қайтарылады.

 1.7 Суреттер, сызбалар және сұлбаларды ұқыпты орындау қажет және нөмірленген болуы тиіс.

1.8 Сызбада міндетті түрде бейнеленген шаманың аталуы және өлшем бірліктері болуы керек. Оның масштабын графикті немесе диаграмманы ыңғайлы пайдаланатындай таңдап алу керек. Таңдалған масштабқа сәйкес графикпен және диаграмманың шкалалары жазылады.

 1.9 Белгілі анықталған шамасы бар параметрлерді жазғанда бірлік шамасына сәйкес келетін соңғы қортындымен жазу керек. Барлық электрлік шамалар мемлекеттік стандартқа сай жазылады.   

 1.10 Өтпелі кезең мен оны есептеу әдістерін кіріспе бөлімінен оқып үйренген жөн.

1.11 Қорытындысында пәндік жұмыста пайдаланылған өтпелі кезеңді есептеу әдісіне талдау келтіріп, классикалық және операторлық әдістен шыққан соңғы нәтижелерді салыстыру қажет, сонымен қатар тәжірибедегі өтпелі кезеңнің аяқталуы үшін уақыт тұрақтысын анықтап, осы уақыт моменті үшін өтпелі токтың (кернеудің) қалыптасқан тоққа (кернеуге) қатынасын пайызбен анықтау керек.

1.12 Пәндік жұмыс оқытушының белгілеп берген уақытында тексеруге өткізілуі керек. Егер студент жұмысты уақтысынан кешіктіріп өткізсе, онда қосымша есеп беріледі немесе басқа нұсқа беріледі (оқытушының көз қарасына байланысты), сондай-ақ жұмысқа берілген қорытынды балл төмендетіледі.  

 

2 Тапсырма №1. Сызықты электр тізбегінің өтпелі кезеңін классикалық және операторлық әдіспен есептеу   

Тізбек тұрақты  кернеу көзіне қосылғанда, уақыттың   мезетінде коммутация болады.

2.1 Өз нұсқасы бойынша электр тізбегінің сұлбасы мен оның көрсеткіштерін таңдап алуы керек (2.1, 2.2 кестені қара).

2.2 2.3 кестеде берілген мәндер бойынша өтпелі шамаларды классикалық әдіспен есептеу.

2.3 Берілген мәндер бойынша өтпелі шамаларды операторлық әдіспен есептеу.

2.4 Уақыттың 0 мезетінен (4-5)τ_max дейін өтпелі шамалардың тәуелділік сызбасын тұрғызу.

 

           2.1 К е с т е

Түскен жылы	Аты-жөнінің басқы әріпі
Жұп	АБВӘ	ГДЕІ	ЖЗИҢ	КЛҒ	МНҮ	ОПРҰ	СТУҚ	ХФЦӨ	ЧШЩҺ	ЭЮЯ
Тақ	ЭЮЯҺ	ЧШЩҚ	ХФЦҰ	СТУҮ	ОПРҒ	МНҢ	КЛІ	ЖЗИӘ	ГДЕӨ	АБВ
Сұлба нөмірі	2.1	2.2	2.3	2.4	2.5	2.6	2.7	2.8	2.9	2.10
Е,В	15	10	20	25	15	10	15	20	20	15

 

  2.2 К е с т е

Түскен жылы	Сынақ кітапшасының соңғы саны
Жұп	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Тақ	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
	20	15	10	30	10	25	20	15	10	25
	30	18	12	25	20	10	15	20	16	10
	10	30	25	15	20	25	10	15	25	30
	10	12	20	12	10	15	10	15	8	25
	10	12	15	5	10	8	6	12	5	15

 

  2.3 К е с т е

Түскен жылы	Сынақ кітапшасының соңғы санының алдыңғысы
Жұп	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Тақ	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
Анықталатын шама

 

 

 

                           2.1 сурет                                                    2.2 сурет

 

                        2.3 сурет                                                      2.4 сурет

 

                         2.5 сурет                                                       2.6 сурет

 

                           2.7 сурет                                                      2.8 сурет

 

                         2.9 сурет                                                     2.10 сурет

 

3  Тапсырма №2.  Сызықты электр тізбегінің өтпелі кезеңін Дюамель интегралының көмегімен есептеу                                                                              

 

Өз нұсқаңыз бойынша алынған сұлбаңыздың «L» немесе «С» реактивті элементтінің біреуін қысқа тұйықтай отырып (3.3 кестені қара) сұлбаңызға өзгеріс енгізесіз. Өзгеріс нәтижесінде сұлбағыз бір реактивтң элементпен қалады. Тізбектің кірісіне импульстік әрекеттесу беріледі (3.1, 3.2 суреттерді қара), 3.1, 3.2 кестеде түрлері мен параметрлері көрсетілген.

3.1 Анықталатын шамаға сәйкес келетін (3.3 кестеден қара), тізбектің өтпелі сипаттамасын анықтау керек.

3.2 Дюамель интегралын пайдалана отырып, анықталатын шаманың уақытқа қатысты теңдеуін анықтау керек.

3.3 Анықталатын шаманың уақытқа тәуелділік сызбасын салу керек.  

 

  3.1 К е с т е

Түскен жылы	Сынақ кітапшасының соңғы нөмірі
Жұп	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Тақ	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
Импульстің түрі	3.1	3.2	3.1	3.2	3.1	3.2	3.1	3.2	3.1	3.2

 

  3.2 К е с т е

Түскен жылы	Сынақ кітапшасының соңғы санының алдыңғысы
Жұп	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Тақ	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
	10	20	30	25	15	35	40	45	50	18
	800	300	400	600	500	800	700	600	700	900

 

  3.3 К е с т е

Түскен жылы	Аты-жөнінің басқы әріпі
Жұп	АБВӘ	ГДЕІ	ЖЗИ Ң	КЛҒ	МНҮ	ОПРҰ	СТУ Қ	ХФЦ Ө	ЧШЩ Һ	ЭЮ Я
Тақ	ЭЮЯӨ	ЧШЩ Ә	ХФЦІ	СТУҢ	ОПРҒ	МНҮ	КЛҰ	ЖЗИ	ГДЕҚ	АБВ Һ
Қысқарту керек	L	C	C	C	C	L	L	L	C	L
Анықталатын шама

 

                               3.1 сурет

 

                                 3.2 сурет

 

 

     

 

 4 Тапсырма №3. Электр тізбегін спектралды әдіспен өңдеу                               

 

Тізбектің кірісіне 2 тапсырмадан алынған импулсьтік әсер ету беріледі (3.1 3.2 суреттерді қара), 3.1, 3.2 кестелерде парамертері мен түрлері көрсетілген.

4.1 Кіріс кернеуінің  спектралды тығыздығын анықтау керек,   сондай-ақ оның амплитудалық-жиіліктік (АЖС) және фазалық – жиіліктік сипаттамаларын (ФЖС) тұрғызу қажет.

4.2 Тізбектегі анықталатын шаманың (3.3 кестені қара) кешенді өтпелі функциясын анықтау керек, сонымен қатар олардың амплитудалық-жиіліктік (АЖС) және фазалық – жиіліктік сипаттамаларын (ФЖС) тұрғызу қажет.

4.3 Анықталатын шаманың спектралды тығыздығын анықтау керек.

4.4 Табылған спектралды тығыздық арқылы берілген  нұсқаға байланысты (3.3 кестеден) анықталатын шаманы табу керек.

 

5 Пәндік жұмысты есептеуге арналған әдістемелік нұсқау                                  

 

5.1 Өтпелі кезеңді классикалық әдіспен есептеу

Өтпелі кезеңді классикалық әдіспен есептеу әдістемесі төмендегідей бөлімдерден құралады:

а) тәуелсіз бастапқы шарттарды анықтау: ; бастапқы шарттарды анықтау коммутация заңдарымен және тізбектегі коммутацияға дейінгі орнықты режимді есептеу жолымен анықталады:

 .

б) коммутациядан кейінгі тізбек үшін Кирхгоф заңы бойынша дифференциялдық теңдеуді жазу;

в) анықталатын өтпелі ток  немесе өтпелі кернеу үшін теңдеу келесі түрде:

              ,                      .

г) коммутациядан кейінгі тізбектегі орнықты режимді есептеу жолымен  қалыптасқан токты немесе  қалыптасқан кернеуді анықтау;

д) еркін токты  немесе  кернеуді анықтау.  Бұл шамаларды анықтау үшін сипаттамалық теңдеу құрылып олардың түбірлері табылады. Токтың  немесе  кернеудің теңдеулері сипаттамалық теңдеудің түбірі арқылы анықталады.

ж) интегралдау тұрақтысын табу үшін ондағы  анықталатын шаманың бастапқы мәнімен біріншілік туындысынан анықтайды (екінші ретті тізбек үшін).

                    

5.2 Өтпелі кезеңді операторлық әдіспен есептеу

Өтпелі кезеңді операторлық әдіспен есептеу әдістемесі төмендегідей бөлімдерден құралады:

а) тәуелсіз бастапқы шарттарды анықтау: ;

б) эквивалетті операторлық сұлбаны құру (сұлба коммутациядан кейінгі тізбек үшін құрылады).

 

           5.1 К е с т е

Пассисвті элементтердің эквивалентті операторлық сұлбасы
Анықталатын сұлба	Операторлық сұлба

 

в) анықталатын шаманың бейнесін анықтайтын теңдеуді құру үшін  есептеудің кез-келген әдісін пайдалануға болады: операторлық түрдегі Кирхгоф заңдары, контурлық токтар әдісі, түйіндік потенциалдар әдісі, эквивалентті генератор әдісі және т.б. (теңдеу коммутациядан кейінгі тізбек үшін құрылады), және анықталатын шаманың бейнесінде солай анықтайды;

         г) табылған бейне бойынша анықталатын шаманың түпнұсқасын анықтау үшін жіктеу теоремасын пайдаланады.  

 

         5.2 К е с т е

Жіктеу теоремасы
Бейне рационалды түрге ие болса: мұндағы m<n,   - сипаттамалық теңдеу. Түпнұсқа жәктеу теоремасы арқылы анықталады.
Сипаттамалық теңдеудің түбірлерінің түрі ,   үшін.	Жіктеу теоремасы
Сипаттамалық теңдеудің түбірлері , − нақты және әртүрлі	мұндағы
Сипаттамлық теңдеудің түбірі  комплексті кешенді
Бөлімі нөлдік түбірге ие: ,  сипаттамалық теңдеудің түбірі ,− нақты және әртүрлі

5.2 Кестенің жалғасы

Бөлімі нөлдік бір түбірге ие: , сипаттамалық теңдеудің түбірі      комплексті кешенді

 

 

5.3 Сызықты электр тізбегіндегі өтпелі кезеңді Дюамель интегралының көмегімен есептеу

 Дюамел интегралы пассивті электр тізбегінің туындылық түрдегі айнымалы кернеу көзіне қосылған кездегі токты немесе кернеуді анықтау үшін қолданылады.

Сызықты электр тізбегіндегі өтпелі кезеңді Дюамель интегралының көмегімен есептеу әдістемесі төмендегідей бөлімдерден құралады:

а) Тізбектің өтпелі функциясын анықтау: өтпелі өткізгіштік  немесе кернеуге  қатысты өтпелі функция. Өтпелі өткізгіштік сандық түрде анықталатын токқа тең болады, ал өтпелі функция тізбекті тұрақты кернеу көзіне қосқандағы анықталатын сандық кернеуге тең болады U=1B нөлдік бастапқы шарт кезінде тізбектің өтпелі функциясы,  нөлдік бастапқы шарт кезіндегі тізбекті тұрақты кернеу көзіне қосқандағы уақыттың t=0 мезетіндегі өтпелі кезеңді классикалық және операторлық әдіспен есептеу арқылы анықталады.

б) Дюамел интегралының көмегімен  токты немесе  кернеуді есептеу:

        

Қорек көзіндегі кернеу әртүрлі уақыт аралығында әртүрлі аналитикалық өрнекке ие болғандықтан, интегралдау аралығы бөлек аймақтарға бөлінеді ток немесе кернеу, Дюамель интегралының көмегімен есептеу уақыттың әртүрлі бөлігі үшін жазылады.

 

5.4. Электр тізбегін спектралды әдіспен өңдеу                               

Өтпелі кезеңді спектралды әдіспен өңдеу төменідей бөлімдерден құралады:

а) Фурьенің тура түрлендірілуінің көмегімен  кіріс кернеуінің  спектралды тығыздығын анықтау

   

б) Тізбектің комплексті өтпелі функциясын  немесе  анықтау.

в) Тізбек реакциясының спектралды тығыздығын  немесе  анықтау:

,         .

Әдебиеттер тізімі

 

1 Бакалов В. П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.Е. Основы теории цепей: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 2000.-592 с.

2 Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. - т.1. – Санкт-Петербург: Питер, 2003.

3 Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. - т.2. – Санкт-Петербург: Питер, 2003.

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

5 Шебес М. Р., Каблукова М. В. Задачник по теории линейных электрических цепей. – М.: Высшая школа, 1990.-544 с.

6 Жолдыбаева З.И., Коровченко Т.И. Теория электрических цепей: Учебное пособие. – Алматы:2007.-77 с.

          7 Жолдыбаева З.И., Зуслина Е.Х. ТЭЦ2. Примеры расчета установившихся и переходных режимов в электрических цепях с сосредоточенными и распределенными параметрами.: Учебное пособие. – Алматы:2010.-80 с.

 2011 ж. жиынтық жоспары, реті 108.