Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ  БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИЕТЕТІ

Электротехниканың теориялық  негіздері кафедрасы

 

 

 

ЭЛЕКТР ТІЗБЕКТЕРІНІҢ ТЕОРИЯСЫ 2

 Зертханалық  жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар

(5В071900 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация, 5В070400 Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету, 5В070300 Ақпатартты басқару жүйелері, 5В060200Информатика, 5В100200

Ақпараттық қауіпсіздік жүйесі  мамандықтары үшін)

 

 

 

Алматы 2012

 

    ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР:.Жолдыбаева З.И,.Зуслина Е.Х, Коровченко Т.И., Оңғар Б. Электр тізбектерінің теориясы2. Зертханалық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар (5В071900  – Радиотехника, электроника және телекоммуникация, 5В070400  Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету, 5В070300 Ақпатартты басқару жүйелері, 5В060200 Информатика, 5В100200Ақпараттық қауіпсіздік жүйесі  мамандықтарының студенттері үшін). – Алматы: АЭжБУ, 2012. – 35 бет.

 

Зертханалық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау үш бөлім бойынша 6 зертханалық жұмыстан тұрады: өтпелі кезеңдер, таратылған көрсеткіштері бар тізбектер, сызықсыз электр тізбектері.

Әр зертханалық жұмыстарға төменде берілген талаптар кіреді: жұмыстың мақсаты, жұмысқа дайындық, жұмысты орындау реті, жұмысты безендіру және нәтижесін талдау, жасалған жұмысқа қорытынды жасау. Әдістемелік нұсқау 5В071900 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация, 5В070400 - Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету, 5В070300 - Ақпатартты басқару жүйелері, 5В060200 -Информатика, 5В100200 Ақпараттық қауіпсіздік жүйесі  мамандықтарының студенттеріне арналған.

 

Бет.15, кесте.20, әдебиеттер.- 9  атау.

 

Пікір беруші: техн. ғыл. канд., проф. Көпесбаева А.А.

 

«Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының баспа жобасы бойынша 2012 ж. басылып шығады

 

Ó «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ,  2012 ж.

                                                                                                    

Кіріспе

«Электр тізбектерінің теориясы 2» курсы ғылыми ортада әртүрлі мамандықтарды оқып тану үшін алынған, олар радиотехника және байланыс, есептеу техникасы, аспап жасау, ақпараттық технология, ғарыштық техника.

Зертханалық жұмыс барысында студенттер «Электр тізбектерінің теориясы 2» пәнін оқып меңгеруге және физикалық эксперимент жасап, оның зерттеу нәтижесін алуға, сондай-ақ электр тізбегін компьютер арқылы әртүрлі жолдармен зерттеуге дағдыланады.  

ЭТТ 2 пәні бойынша зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауы 6 зертханалық жұмыстан және үш тараудан тұрады: «Өтпелі кезеңдер», «Таратылған көрсеткіштері бар электр тізбектері», «Сызықсыз электр тізбектері». «Өтпелі кезеңдер» бөлімінде үш зертханалық жұмыс көрсетілген: «RC- тізбегінің қысқа тұйықталуы», «RL- тізбегінің қысқа тұйықталуы» және «RLC- тізбегінің өтпелі кезеңі», экспериментальды зерттеуде конденсатор разрядының әртүрлі түрлерін резистивті кедергі және идуктивтілік арқылы көруге болады. «Таратылған көрсеткіштері бар электр тізбектері» бөлімінде «Шығынсыз желіні әртүрлі режимдерде зерттеу» тақырыбындағы зертханалық жұмыстың барысы көрсетілген.  «Сызықсыз электр тізбектері» бөлімінде екі зертханалық жұмыстың барысы көрсетілген: «Электр тізбегінің тұрақты тогының сызықсыз резистивті элементтерін зерттеу» және «Вентильді электр тізбегін зерттеу». Зертханалық жұмыстың «Өтпелі кезең» және «Сызықсыз электр тізбегі» бөліміндері әмбебап оқу-зерттеудің УИЛС-2 зертханалық стендінде орындалады, ал «Шығынсыз желіні әртүрлі режимдерде зерттеу» зертханалық жұмысты компьютердің «Electronics Workbench» бағдарламасын қолдану арқылы орындалады.  Әр зертханалық жұмыстарға төменде берілген талаптар кіреді: жұмыс мақсаты, жұмысқа дайындық, зертханалық жұмыстарды орындау тапсырмалары, жұмыс нәтижесін талдау және безендіру, алынған жұмысқа қорытынды жасау.

УИЛС-2 стенді активті және пассивті блок корпусынан құралған, орналасқан үстелінде пультпен бекітілген және алынған аумақта сұлбаларды жинақтайды. Стенд құрамы 29 жинақталған элементтерден және штекерлер мен қосқыш сымдардан құралған.

Қорек көзінің  активті блок корпусы ТКБ тұрақты кернеу блогынан, АКБ айнымалы кернеу блогынан, ҮКБ үшфазалы кернеу блогынан құралған. Пассивті блок корпусы АКБ айнымалы кедергі блогынан, АИБ айнымалы индуктивтілік блогынан, АСБ айнымалы сыйымдылық блогынан құралған.

АКБ құрамы:

- тұрақты тұрақтандырылған кернеу көзін 0 ден 25 В кіріс кернеумен  реттейді;

- тұрақты тұрақтандырылған кернеу көзін  20 В шығыс кернеумен  реттелмейді;

- «электронды кілт», өтпелі кезеңді зерттеу үшін қолданады.

Екі қорек көзімен қамтамасыз етілген сұлбалар қысқа тұйықталудан және аса жүктеменден қорғалған. Жұмсалған ток қорғанысы

АКБ тікбұрышты және ұшбұрышты формада (қалыпта), бірфазалы айнымалы кернеудің синусоидалды жиілігімен реттелген болып көрсетіледі.   

Қамтамасыз етілген сұлбалар қысқа тұйықталудан және аса жүктемеден қорғалған. Жұмсалған ток қорғанысы

ҮКБ үшфазалы кернеу көзімен өндірістік жиілікте алынады.  Барлық фазалар электрлі бір біріне тәуелді емес.

Әр фазаны қамтамасыз ету  қысқатұйықталудан және аса жүктемеден электронды қорғалған. Жұмсалған ток қорғанысы

АКБ үш реттелмейтін (реттелмеген) резисторлардан  және үш реттелетін  резистор  сұлбаларынан құралған. Реттелетін  кедергісі сәйкесінше қосқыштың  көмегімен қатарлардан алынады.

АИБ үш реттелмейтін орамалардан (катушкалардан)   және үш реттелетін орамалардан  құралған.   Реттелетін индуктивтілік сәйкесінше қосқыштың  көмегімен қатарлардан алынады.

АСБ үш реттелмейтін сыйымдылықтардан  және үш реттелетін сыйымдылықтан  құралған.  Реттелетін сыйымдылық сәйкесінше қосқыштың  көмегімен қатарлардан алынады.

Көз алдыда тұрған панель блогында сигнализация аймақтары (индикаторлар, шамдар), басқару аймақтарында (қосқыш ұстағыштары, тумблерлер,  кнопкалар) және де өлшегіш аспаптар орналасқан.

НП тізбектің зерттелетін  ұя (гнезд) тектес болып қосылуы үшін өзара 67 жұптан орналасқан  және СЭ элементтер жиынтығынан құралған. СЭ-тер түрлері  пластмасса қобдишағында (ішкі жағы көрінетін қобдишақ) және де осы қобдишақ ішінде шанышқы ұштарынан құралған  электр тізбек элементтері бекітілген.

Активті тумблер СЕТЬ блогын қосқанда  ВКЛ  жағдайын қондыру, осы кезде  СЕТЬ индикаторы жанады.

Өлшегіш аспаптары кернеу көзін реттейтін ток пен кернеу шамаларын бақылау үшін  ПКБ және АКБ белгіленген. Реттегіш птоенциометр көмегімен алынады.

АКБ –да 1 кГц жиілігі арқылы қосқыш қатарында және де потенциометрмен (потенциометр плавно) реттеледі. Кейде потенциометр ЧАСТОТА ПЛАВНО оң жағында орналасса, онда шығыс кернеу мәні жиілікке сәйкес келеді де, реттелетін қосқыш қатарында нақтылы  көрсетіледі. 

  

1 Зертханалық жұмыс № 1.  RC-тізбегінің қысқа тұйықталуы

 

 Жұмыстың мақсаты:   өтпелі кезеңдегі тізбектей жалғанған резистор мен сыйымдылық тізбектерін эксперименттік зерттеу. 

 

1.1  Жұмысқа дайындық

 

         ЭТТ 2 пәнінің бөлімдерін қайталау: «Өтпелі кезеңнің пайда болуы және коммутация заңдары. Өтпелі, қалыптасқан және еркін режимдер», «RC-тізбегінің өтпелі кезеңі» (Ә.1, 157-161бет, 164-167бет; Ә.2, 234-236 бет, 241-243 бет; Ә.6, 212-215 бет; Ә.8, 5-10 бет, 15-16 бет; Ә.9, 4-11 бет).

 

         Төмендегі сұрақтарға жауап беру және орындау:

         1)  Өтпелі кезең қандай тізбекте және қандай шартта пайда болады? 

         2) Коммутация заңдарын жазу және  RC-тізбегінде электронды кілттің (ЭК) қосылғаннан (замыкании) кейінгі тәуелсіздіктің бастапқы шартын анықтау (1.1 суретті қараңыз).

         3)  Қандай режимдерді өтпелі, қалыптасқан және еркін деп атайды? RC – тізбегінің қысқа тұйықталу кезіндегі коммутациядан кейінгі (ЭК қосылған) қалыптасқан және еркін токты, қалыптасқан және еркін сыйымдылықтағы кернеуді жазу (1.1 суретті қараңыз).

          4)  uC(t) және i(t) сызбаларын салу.

         5)  Тізбектің уақыт тұрақтысының физикалық маңызы қандай? RC-тізбегінің уақыт тұрақтысы неге тең? Тізбектің уақыт тұрақтысының тәжірбиелік мәні қалай анықталады?

         6)  RC- тізбегінің өшу еселеуіші дегеніміз не және өшу еселеуіші қалай жазылады?

 

         1.2 Жұмысты орындау реті (тапсырмасы)

 

         1.2.1 Тізбекті жинау (1.1 суретті қараңыз).

         1.2.2 Берілген нұсқа бойынша Uкір, R  және C,  R1=50 –100 Ом мәндерін беру (1.1 кестені қараңыз).

         1.2.3 Осциллографтың кірісіне сыйымдылық кернеуді беру.

         1.2.4 RC-тізбегінің қысқа тұйықталу кезіндегі коммутациядан кейінгі (ЭК қосылған) uC(t) қисығының алынған сызбасын масштаб бойынша салу. 

         1.2.5 Осциллографтың кірісіне резистордағы кернеуді бері, RC-тізбегінің қысқа тұйықталу кезіндегі коммутациядан кейінгі (ЭК қосылған) uR(t) қисығының алынған сызбасын масштаб бойынша салу. uR(t) қисығы,  i(t) ток қисығының масштабына сай өзара алынады, сондай-ақ .

         1.2.6 Келісімді нұсқаға сай тізбектің кез келгенін көрсеткішінің мәнін (1.2 кестені қараңыз) өзгертіп, uC(t) және  uR(t),  (i(t)) жаңа қисықтарының сызбаларын масштаб бойынша салу.

1.3 Жұмыс нәтижесін талдау және безендіру

 

1.3.1 Тізбек көрсеткіштері үшін берілген нұсқаға (1.1 кестені қараңыз)  сәйкес t2   және (1.1 кестені қараңыз)  нұсқасына сәйкес  a2,   уақыт тұрақтысы t1 мен тізбектің a1 өшу еселеуішін есептеу. Есептеу нәтижесін 1.3 кестесіне енгізу (жол-теориялық есептеу).

1.3.2 uC(t) кернеу қисығынан уақыт тұрақтысы t1 мен өшу еселеуіші a1 (1.2.4 бөліміне қараңыз) және t2, a2 (1.2.6 бөліміне қараңыз) тұрақтыларын анықтау. Есептеу нәтижесін 1.3 кестесіне енгізу. (жол-эксперимент нәтижесі).

1.3.3 Берілген нұсқаға (1.1 кестені қараңыз) сәйкес қысқа тұйықталу кезіндегі RC-тізбектің  белгілі көрсеткіштері арқылы коммутациядан кейінгі  uC(t) кернеу мен  i(t) ток мәндерін есептеу. Есептеу нәтижелерін uC(t) мен i(t) 1.4 кестесіне енгізу (τ1- теориялық есептелген уақыт тұрақтысы).

1.3.4  Есептеу нәтижелері арқылы uC(t) кернеу мен i(t) ток сызбаларын тұрғызып, uC(t) мен i(t)-ның  есептік және эксперименттік сызбаларын бір суретке түсіру.

1.3.5  Жасалынған жұмыс нәтижесін қорытындылау:  R кедергінің немесе  С сыйымдылықтың тізбектің уақыт t  тұрақтысына және сәйкесінше өту кезеңін ағу жылдамдығына әсерін, конденсатордың разряд уақытын анықтау. Алынған uC(t)  және i(t) сызбаларын талдау .

        

1.1 сурет

 

1.1 кесте - Зертханалық жұмыс тапсырмасының нұсқасы

№ нұсқа

Uкір,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

 

 

 

1.2 кесте - Зертханалық жұмыс тапсырмасының нұсқасы

№ нұсқа

Uкір,В

R,Ом

С,мкФ

1

10

600

4

2

15

400

4

3

12

400

5

4

10

300

5

5

15

500

6

 

1.3 кесте - Тізбектің уақыт тұрақтысы және өшу еселеуіші

Зерттелу әдісі

τ1

α1,1/с

τ2

α2,1/с

Теориялық есептелуі

 

 

 

 

Эксперим.

 

 

 

 

 

1.4 кесте - RC-тізбегінің сыйымдылықтағы тогы мен кернеуі

t,c

0

τ1

1

1

1

uC(t)

 

 

 

 

 

i(t)

 

 

 

 

 

 

1.4 Әдістемелік нұсқау

 

RC тізбегінің қысқа тұйықталу кезеңіндегі, коммутациядан кейінгі  (ЭК қосылған) ток i(t) пен кернеу uC(t) келесі кейіптемелер бойынша анықталады:  

,

мұндағы: RC-тізбегінің уақыт тұрақтысы; α – өшу еселеуіші, уақыт тұрақтысына кері шама . Тізбектің уақыт тұрақтысы τ резистивті кедергі және сыйымдылық шамаларының өсуінен өседі, сәйкесінше  α өшу еселеуіші кемиді. Осыдан кедергі мен сыйымдылық көбірек болса, конденсатор разряды баяу жүреді.

         RC-тізбегінің уақыт тұрақтысын τ графикалық анықтау үшін осциллограф көмегімен алынған uC(t) кернеу қисығының С нүктесіне жанама жүргізіп, осы С нүктесінен абсцисса (t уақыт осіне) осіне перпендикуляр түсіреміз.   Уақыт тұрақтысы τ BD шамасына жүргізілген жанама бойынша анықталады: , мұндағы mt – уақыт осі бойынша масштаб. Уақыт осінің масштабын шарт бойыншада анықтауға болады, f=50 Гц жиілікте және периодында электронды кілт ашылады және қосылады.

t1− ЭК ашылғаннан кейінгі уақыт, t2− ЭК жабылғаннан кейінгі уақыт (1.2 суретті қараңыз).

1.2 сурет

 

2 Зертханалық  жұмыс  №2. RL-тізбектің қысқа тұйықталуы

 

Жұмыс мақсаты:  өтпелі кезеңдегі тізбектей қосылған резисторлық және индуктивтілік элементтер тізбегін эксперименттік зерттеу.

 

2.1           Жұмысқа дайындық

 

ЭТТ 2 пәнінің бөлімдерін қайталау: «Өтпелі кезеңнің пайда болуы мен коммутация заңдары. Өтпелі, қалыптасқан, еркін режимдер»,  «RL-тізбектің қысқа тұйықталуы» (Ә.1 157-164 бет.; Ә.2 234-241 бет.; Ә.6 212-215 бет.; Ә.8 5-15 бет.; Ә.9 4-11 бет).

 

Сұрақтарға жауап бере отырып келесілерді орындау:

1)  Қандай тізбекте және қандай шарттарда өтпелі кезең пайда болады?

2)  Коммутация заңдарын жазып, электрондық кілт ажыратылғаннан кейінгі коммутациядан соң RL-тізбек үшін бастапқы тәуелсіз шартты анықтау. ( 2.1 суретті қараңыз).

3)  Қандай режимдер өтпелі, қалыптасқан және еркін деп аталады? Өтпелі, қалыптасқан және еркін тоқтарды жазу, және RL-тізбектің қысқа тұйықталуы кезіндегі коммутациядан кейінгі индуктивтілікке арналған өтпелі, қалыптасқан және еркін кернеуді жазу ( 2.1 суретті қараңыз).

4)  i(t) және uL(t) графиктерін салу.

5) Тізбектің уақыт тұрақтысының физикалық мағынасы қандай? RL-тізбектің уақыт тұрақтысы неге тең? Экспериментті түрде уақыт тұрақтысын қалай анықтауға болады?

         6)  RL-тізбектің өшу еселеуіші неге тең?

          

         2.2  Жұмыстың орындалу реті

 

2.2.1 тізбекті жинау (2.1 суретті қараңыз).

2.2 2 Uкір-дің мәнін беру, 2.1 нұсқаға сәйкес L=L1 . Кедергі R1=1 Ом,

 R2 =50¸100 Ом.

2.2.3 Осциллографтың кірісіне R1 резистордан кернеу беріп, RL-тізбектің қысқа тұйықталу кезіндегі коммутациядан кейінгі алынған uR1(t) қисығын салу. uR1(t)  қисығы масштабқа сәйкес  қисығын көрсетеді.

         2.2.4 Осциллографтың кірісіне индуктивтіліктен кедергі беру.

         2.2.5 RL-тізбектің қысқа тұйықталу кезіндегі коммутациядан кейінгі алынған uк(t) қисығын салу. Егер катушканың активті кедергісін Rк  ескермесек,  деп есептесек болады.

         2.2.6 2.1 кестеге сәйкес L=L2 индуктивтілікті өзгертіп uR1(t) және  қисықтарын салу.

        

2.3 Жұмыс нәтижесін талдау

        

          2.3.1 2.1 кестеге сәйкес RL-тізбектің t1, t2 уақыт тұрақтысы мен a1, a2   өшу еселеуішін есептеу. R=R1+R2+Rк тізбектің кедергісі екенін ескеру, мұндағы Rк-катушка индуктивтілігінің активті кедергісі. Нәтижелерін 2.2 кестеге енгізу (жол-теориялық есептеу).

         2.3.2 RL тізбегі үшін uR1(t) қисығынан  t1 уақыт тұрақтысын  және a1 (2.2.3 бөлімін қараңыз) өшу еселеуішін  және t2, a2 (2.2.6 бөлімін қараңыз) еселеуіштерін  анықтау. Нәтижелерін 2.2 кестесіне енгізу. (жол-эксперимент).         2.3.3 Берілген нұсқадағы (2.1 кестені қараңыз) белгілі көрсеткішер негізінде L=L1 индуктивтілік үшін  RL-тізбектің қысқа тұйықталуындағы коммутациядан кейінгі (ЭК ажыратылады) ток i(t) және кернеуді uL(t) есептеу.  i(t) және uL (t) есептеу нәтижелерін 2.3 кестеге енгізу (мұндағы τ1-теориялық есептелген уақыт тұрақтысы)         .

2.3.4 Есептеу нәтижелерімен ток i(t) және кернеудің  uL (t) графигін (сызбасын) тұрғызып i(t) және uL(t)-ның   есептік және эксперименттік мәндерін бір суретке түсіру.

          2.3.5 Жасалған жұмысқа қорытынды жасау: L индуктивтіліктің  t уақыт тұрақтысына және RL-тізбектің өтпелі кезеңнің ағу жылдамдығына әсерін анықтап  i(t) және uL(t) есептік және эксперименттік  қисықтарын салыстыру.

          

          

 

 2.1 сурет

                                                      

2.1 кесте - Зертханалық жұмыс тапсырмасының нұсқасы

нұсқа

Uкір

L1,мГн

L2,мГн

1

10

20

10

2

15

15

30

3

12

30

15

4

20

10

20

5

15

40

20

 

2.2 кесте -  Тізбектің кіріс кернеуі және тізбек көрсеткіштері

Uкір, В

R1, Ом

R, Ом

L1, мГн

RК1, Ом

L2, мГн

RК2, Ом

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 кесте - Тізбектің уақыт тұрақтысы және өшу еселеуіші

Зерттелу әдісі

τ1

α1,1/с

τ2

α2,1/с

Теориялық есептелуі

 

 

 

 

Эксперим.

 

 

 

 

 

2.4 кесте - Индуктивтіліктегі ток пен кернеу

t,c

0

τ1

1

1

1

i(t)

 

 

 

 

 

uL (t)

 

 

 

 

 

  

2.4 Әдістемелік нұсқаулар

 

RL-тізбегінің қысқа тұйықталуында тізбектің тогы i(t) және индуктивтіліктегі кернеу (ЭК ашылғаннан кейінгі) келесі кейіптемелер бойынша анықталады:  

    ,

мұндағы − RL-тізбегінің уақыт тұрақтысы; α – өшу еселеуіші, уақыт тұрақтысына кері шама ; RЭ=R+Rк –RL-тізбегінің эквивалентті  резистивті кедергісі, Rк – индуктивтілік орамасының резистивті кедергісі. RL тізбегіндегі эквивалентті резистивті кедергінің шамасы кеміген сайын тізбектің уақыт тұрақтысының τ өсуі көбейе түседі, сәйкесінше α өшу еселеуіші кемиді.

RL тізбегінің уақыт тұрақтысын графикалық анықтау  үшін эксперимент нәтижесінде осциллограф көмегімен алынған i(t) қисығының кез келген С қисығына жанама жүргіземіз және де осы С нүктесінен асцисса осіне (t уақыт осіне) перпендикуляр түсіреміз. Уақыт тұрақтысы τ BD шамасына жүргізілген жанама бойынша анықталады: , мұндағы mt – уақыт осі бойынша масштаб. Уақыт осінің масштабын шарт бойынша да анықтауға болады, f=50 Гц  жиілікте және  периодында электронды кілт ашылады және қосылады. t1− ЭК жабылғаннан кейінгі уақыт, t2− ЭК ашылғаннан кейінгі уақыт (2.2 суретті қараңыз).

 

2.2 сурет

  

3 Зертханалық жұмыс № 3.  RLC-тізбектің өтпелі кезеңі

 

         Жұмыс мақсаты:          конденсатордың  апериодикалық және тербелмелі разрядын эксперименттік зерттеу.

 

         3.1 Жұмысқа дайындық

 

        ЭТТ 2 пәнінің «RLC тізбектің өтпелі кезеңдері»  бөлімін қайталау

 (Ә.1 157-161 бет.,167-172 бет; Ә.2 234-236 бет., 244-249 бет; Ә.6 212-215 бет.; Ә.8 5-9 бет., 17-20 бет; Ә.9 4-8 бет., 11-14 бет).

 

            Сұраққа жауап беріп, келесілерді орындау:

1) ЭК тұйықталғанда RLC-тізбектің қысқа тұйықталуы кезіндегі бастапқы тәуелсіз шартты анықтау (3.1 суретті қараңыз).

         2) RLC-тізбектің кернеуінің еркін құраушылары үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша дифференциалдық және оған сәйкес келетін сипаттамалық теңдеуін жазу.

         3) RLC-тізбектің сипаттамалық теңдеуінің қандай түбірінде конденсатордық апериодикалық разряды пайда болады? Конденсатордың апериодикалық  разряды кезіндегі uC(t), i(t), uL(t)  теңдеуін жазу. (ЭК тұйықталған, 3.1 суретті қараңыз). Осы шамалардың графигін салу.

         4) RLC-тізбектің сипаттамалық теңдеуінің қандай түбірінде конденсатордың тербелмелі разряды пайда болады? Конденсатордың тербелмелі  разряды кезіндегі uC(t), i(t), uL(t)  теңдеуін жазу. (ЭК тұйықталған, 3.1 суретті қараңыз). Осы шамалардың графигін салу.

         5) Тербелістің логарифмдік декрементін жазу.

         6)  a өшу еселеуішін  және өзіндік (еркін) тербелісінің жиілігін wерк есептік және графиктік жолмен қалай анықтауға болады? Бұл шамалардың R, L және C-дан тәуелділігі қандай? 

         7) RLC-тізбектің критикалық кедергісі. RLC-тізбектің қандай режимі критикалық деп аталады? RLC-тізбектің сипаттамалық теңдеуінің қандай түбірінде конденсатордың критикалық разряды пайда болады? Конденсатордың критикалық разряды кезіндегі uC(t), i(t), uL(t) теңдеулерін жазу. (ЭК тұйықталған, 3.1 суретті қараңыз). Осы шамалардың графигін тұрғызу.

 

         3.2 Жұмыстың орындалу реті

        

3.2.1 Тізбекті жинау (3.1 суретті қараңыз).

         3.2.2 Нұсқаға сәйкес R, L және C-ның мәнін беру. Катушканың Rк кедергісін есептеу және жазу. Кіріс кернеуін 10¸20В аралығында беру және берілген кернеудің шамасын 3.2 кестедегі Uкір-ке жазу. R1=50¸100 Ом.

         3.2.3 Осциллографтың кірісіне конденсатордан кернеу беру.

         3.2.4 Конденсатордың тербелмелі разряды үшін осциллограмма масштабындағы uC(t) кернеуін салу. RLC-тізбектегі ЭК тұйықталады (3.1 суретті қараңыз).

3.2.5 Осциллографтың кірісіне R резистордан кернеу беріп, коммутациядан кейінгі (ЭК тұйықталады) пайда болған uR(t) қисығын салу. uR(t)  қисығы сәйкестендірілген масштабта токтың қисығын көрсетеді .

         3.2.6 Осциллографтың кірісіне индуктивтіліктен кернеу беру. коммутациядан кейінгі(ЭК тұйықталады) пайда болған  қисығын салу. Rк катушканың активті кедергісін есепке алмасақ,  деп алсақ болады.

         3.2.7 R кедергіні өзгерте отырып, тізбектің критикалық режиміне жету. Эксперименттік алынған Rкр кедергіні 3.2 кестеге енгізу. (жол-экспперимент). Rк катушка кедергісін есепке алу. Осциллограммада пайда болған  uC(t) қисығын салу. RLC-тізбектегі  ЭК тұйықталады (3.1 суретті қараңыз).

          3.2.8 R= 2 RКР кедергіні орнату. Конденсатордың апериодикалық разряды кезіндегі осциллограммадағы i(t) ток және  uC(t), uL(t) кернеудің суретін салу. RLC-тізбектегі  ЭК тұйықталады (3.1 суретті қараңыз).

 

3.3 Жұмыс нәтижесін талдау және безендіру.

 

3.3.1 Берілген нұсқаға сәйкес a өшу еселеуішін, еркін тербелістің жиілігін  wерк, еркін тербеліс периодын Терк және RКР критикалық кедергісін кейіптеме бойынша есептеу (RКОНТ=R+RК, RК –катушка кедергісі). Нәтижесін  3.2 кестеге енгізу (жол-теориялық есептеу). 

 3.3.2 Конденсатордың тербелмелі разряды үшін uC(t) кернеу қисығынан

a(ЭКСП) эксперименттік мәнін есептеу және wерк (ЭКСП). Нәтижесін 3.2 кестеге енгізу (жол-экспермент).

  3.3.3 Жасалынған жұмыс бойынша қорытынды жасау: a, wерк, Rкр есептік мәнін экспериенттік мәнімен салыстыру. Конденсатор разрядының сипаттамасына RКОНТ кедергінің әсерін анықтау.

 

3.1 кесте

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

 

3.1сурет

3.2 кесте

Uкір=       ,  R=       ,  L=      ,  RК=       ,  C=      

Зерттеу түрі

wерк, рад/с

Терк, с

α, 1/с

Rкр, Ом

Теориялық есептеу

 

 

 

 

Эксперим.

 

 

 

 

 

         Әдістемелік нұсқау

 

RLC- тізбегі үшін (3.1 суретті қараңыз) сипаттамалық теңдеу келесідей болады: , сипаттамалық теңдеудің түбірін анықтау кейіптемесі:  .

RLC- тізбегі үшін критикалық кедергінің кейіптемесі: .

Конденсатор разрядының сипаттамасы, сипаттамалық теңдеудің түбірінің түріне тәуелді, яғни RLC- тізбегінің көрсеткіштері. Егер > RКР, онда сипаттамалық теңдеудің түбірі нақты және әртүрлі болады да, конденсатор разряды апериодикалық болып келеді. Егер = RКР, онда сипаттамалық теңдеудің түбірі нақты және тең болады да, конденсатор разряды апериодикалық шекті болып келеді. Егер < RКР, онда сипаттамалық теңдеудің түбірі кешенді болады да, конденсатор разряды тербелмелі болып келеді (3.2 суретті қараңыз).

Сондықтан, контурдың критикалық кедергісі RКР контур кедергісінен әлдеқайда кіші болады және конденсатор разряды аперидикалық болып келеді.

Егер де RLC-тізбегінде конденсатор разряды тербелмелі болса, онда  осциллограммада тербеліс көрінеді, яғни экспериментті түрде 3.2 сурет түрінде болады.

RКР кедергіні анықтағанда контур кедергісінің мәнін арттыра отырып, осциллограммада соңғы апериодикалық разряд болғанша анықтаймыз.  

a өшу еселеуіші, еркін тербеліс жиілігі wерк және Rкр критикалық кедергісінің есептік мәндері  мына кейіптемелер бойынша анықталады:

         .

        

a(эксп.) және wерк(эксп.) эксперименттік мәні алынған  кернеу қисығынан анықталады.

                                         

3.2 сурет

 

wерк(эксп) еркін тербелісінің жиілігін  мына кейіптеме бойынша анықтайды. Мұндағы  осциллограмма бойынша анықталады. Уақыт осі масштабы №1 зертханалық жұмысындағыдай анықталады. t2-  ЭК тұйықталған кездегі уақыт. 

a(эксп.) эксперименттік мәні тербелістің логарифмдік декремент ақылы  есептеледі:

,

 

мұндағы − «t» уақыт моментіндегі конденсатордағы кернеу, −  «t+Tерк» уақыт моментіндегі конденсатордағы кернеу.

 

4 Зертханалық жұмыс №4. Шығынсыз желіні әртүрлі режимде зерттеу.

 

Жұмыстың мақсаты: компьютерде “Electronics Workbench”  бағдарламасын қолдану арқылы компьютерлік модельдеу жолымен шығынсыз желіні әртүрлі режимде зерттеу және дағдыға айналдыру.

 

4.1 Жұмысқа дайындық

 

«Таратылған көрсеткіштері бар тізбектері. Шығынсыз желі» бөлімін қайталау (Ә.1 326-352 бет.; Ә.2 344-362 бет., Ә.6 289-295 бет.,312-321бет; Ә.8 36-50 бет.; Ә.9 56-69 бет).

 

Келесі сұрақтарға жауап беру және тапсырмаларын орындау:

1) Қандай өлшемдер желінің бірінші ретті көрсеткіштері деп аталады?

2 ) Қандай желі шығынсыз желі деп аталады?

3 ) Қандай өлшемдер желінің екінші ретті көрсеткіштері деп аталады?

4) Шығынсыз желінің екінші ретті көрсеткіштері қалай анықталады?

5) Шығынсыз желінің берілу теңдеуін жазу.

6) Қандай қуат келісілген қуат деп аталады? Келісілген қуат кезіндегі кіріс қарсылығы неге тең?

7) Қандай қуатта шығынсыз желідегі тұйық толқындар анықталады?

8) Шығынсыз желінің қысқа тұйықталудағы кіріс қарсылығы қалай анықталады?

9) Шығынсыз желінің алшақ тұйықталудағы кіріс қарсылығы қалай анықталады?

10) Берілген нұсқаға байланысты Zтол, l, k1, k2, L1, C2 есептеу (4.1 кестені қараңыз). Шыққан мәндерді және нәтижелерді 4.2 кестеге жазу.

11) Әртүрлі жұмыс режиміне арналған желілерді, токтарды, кернеулерді есептеу (берілген нұсқа бойынша). Шыққан нәтижелерді 4.3 кестеге енгізу (теориялық есептеу жолы).

                        

 

4.1 кесте

Гц

ℓ, м

1

10

108

0,375

1,57

7,1

800

2

15

108

0,5

1,67

6,67

1000

3

20

107

3,75

2,0

5,57

200

4

12

109

0,1

2,5

4,46

400

5

18

108

0,25

1,57

7,1

700

6

25

107

2,5

2,0

5,57

300

 

4.2 кесте

U1, B

f, Гц

L0

C0

Zтол, Ом

k1

k2

L1,мкГн

С2, пФ

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3 кесте

Жұмыс

тәртібі

Зерт-теу түрі

U1,

В

U2,

В

Т21, с

yU2

гр.

I1,

A

Т21, с

yi1

гр.

I2A

Т21, с

yi2

гр.

Zжүк=Rжүк

теор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эксп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бос жүріс

теор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эксп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қысқа тұйық.

теор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эксп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Келісім. жүктеме

Zжүк=ZТ

теор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эксп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1 сурет

 

4.2 Жұмыстың жасалу реті

 

4.2.1 Электрлік сұлбаны жинау (4.1 суретті қараңыз).

4.2.2  U1 желісі басындағы кернеудің шыққан мәнін, f жиілігін берілген нұсқаға және L1 мен Cтөртұшты көрсеткіштеріне сәйкес генераторға орнату.

4.2.3 Rжүк  қабылдауыш қарсылығын берілген нұсқаға сәйкес орындау. U2 желісі соңындағы кернеудің, I1 желісі басындағы I2 желісі соңындағы токтардың шыққан мәндерін өлшеу. Т2-Т1 фазасы бойынша және кернеулерінің арасындағы, i1 тогы мен кернеуі, i2 тогы мен  кернеуі арасындағы уақытша қозғалыстарды өлшеу (Т2-Т1 таблосы бойынша). Нәтижелерді 4.3 кестеге жазу (тәжірибе жолы).

4.2.4 Қысқа тұйықталу кезінде U2 желісі соңындағы кернеуінің шыққан мәнін, I1 желісі басындағы және I2 желісі соңындағы токтардың шыққан мәнін өлшеу. Т2-Т1 фазасы бойынша және кернеулерінің арасындағы, i1 тогы менкернеуі, i2 тогы мен  кернеуі арасындағы уақытша қозғалыстарды өлшеу (Т2-Т1 таблосы бойынша). Нәтижелерді 4.3 кестеге жазу (тәжірибе жолы).

4.2.5 Бос жүріс кезіндегі желісі соңындағы кернеуінің шыққан мәнін, I1 желісі басындағы және I2 желісі соңындағы токтардың шыққан мәнін өлшеу. Т2-Т1 фазасы бойынша және кернеулерінің арасындағы, i1 тогы мен кернеуі, i2 тогы мен  кернеуі арасындағы уақытша қозғалыстарды өлшеу (Т2-Т1 таблосы бойынша). Нәтижелерді 4.3 кестеге жазу (тәжірибе жолы).

4.2.6 Zжүк=ZТ  келісілген жүктеме режимінде  желісі соңындағы кернеуінің шыққан мәнін, I1 желісі басындағы және I2 желісі соңындағы токтардың шыққан мәнін өлшеу. Т2-Т1 фазасы бойынша және кернеулерінің арасындағы, i1 тогы менкернеуі, i2 тогы мен  кернеуі арасындағы уақытша қозғалыстарды өлшеу (Т2-Т1 таблосы бойынша). Нәтижелерді 4.3 кестеге жазу (тәжірибе жолы).

          

4.3 Жұмыстың нәтижелерін дайындау

 

4.3.1 Барлық зерттеу режимдеріне арналған Т2-Т1 бастапқы фазасы бойынша yU2 кернеуі мен yi1, yi2 токтарының бастапқы фазасын уақытша қозғалыс бойынша есептеу (әдістемелік нұсқауды қараңыз). Нәтижелерді 4.3 кестеге жазу (тәжірибе жолы).

4.3.2 Барлық зерттеу режимдеріне арналған Т2-Т1 бастапқы фазасы бойынша  кенеулерінің және токтарының кешенді мәндерін жазу.

4.3.3 Барлық зерттеу режимдеріне арналған Z1кір  желісінің кіріс қарсылығын тәжірибе мәндері бойынша есептеу.

4.3.4 Жасалған жұмыс бойынша нәтиже шығару: ,  жүктеме қарсылығы өлшеміне және Z1кір желісінің кіріс қарсылығына әсерін талдау.

                              

4.4 Әдістемелік нұсқаулар

 

Ұзындығы бойынша жоғарғы жиіліктегі қысқа желіге арналған  R0<<wL0 және G0<<wС0 шарттары орындалады, сондықтан тәжірибеге жеткілікті деңгейдегі нақтылықпен R0 қарсылығын және G0 өткізгіштігін елемеуге болады және желіні шығынсыз желі ретінде қарастыру.

Компьютерлік модельдеу жолымен желідегі әртүрлі режимдерді зерттеу кезінде желі Т немесе П бейнедегі орын алмастыратын симметриялы сызба ретінде берілетін симметриялы төртұштық ретінде қарастырылады.

 Шығынсыз желіні П бейнедегі симметриялы сұлбамен көрсетеміз (4.2 суретті қараңыз).

 

 

 

 

  

                                                4.2 сурет

 

Симметриялы П – сұлбағы арналған Z1 қарсылығы   У2 өткізгіштігі мынаған тең:

Z1=jwL0lk1=jwL1,                                                                                                                                (4.1)

У2 =jwC0lk2=jwC2               ,                                                                                                                            (4.2)

           .                                                                                                                            (4.3)

Бұл жерде -желі ұзындығы; L0, С0 – шығынсыз желінің бірінші ретті көрсеткіштері;

 - еселеуіштер; w=2pf - бұрыштық жиілігі, - фаза еселеуіші.

Осциллографтың көмегімен кернеудің бастапқы фазаларын және токты өлшеу. Осциллографтың А каналы кернеуінің бастапқы фазаларын өлшеу үшін 1-нүктеге қосады, ал В каналын 2-нүктеге қосады. желісінің басындағы кернеуге 1-курсорды, ал 2 желісінің басындағы кернеуге 2-курсорды қою арқылы  және  кернеу арасындағы уақытша қозғалысты өлшеуге болады (Т2-Т1 таблосы бойынша). Фазалық қозғалыс мына формуламен есептеледі: yU1 -yU2 = 3600(Т2-Т1)´f. Мынадай жағдайда yU1 =0,  yU2 = -3600(Т2-Т1)´f ( 4.3 суретті қараңыз).

Токтың бастапқы фазаларын есептеу үшін аз мөлшердегі қарсылығы бар  резистордың өлшейтін ток сымының қосылуына байланысты токтың потенциалдыққа алмасу әдісі қолданылады.

6 және 3 нүктелері арасындағы i1 тогының бастапқы фазасын есептеу үшін R=1Ом қарсылығын қосады, осциллографтың В каналы 3- нүктеге қосылады. желісінің басындағы кернеуге 1-курсорды, ал i1 тогына 2-курсорды қоя отырып, кернеуі мен i1 тогы арасындағы уақытша қозғалысты есептейді (Т2-Т1 таблосы бойынша). Токтың бастапқы фазасы мына формуламен есептеледі: yi1 = -3600(Т2-Т1)´f.

5 және 4 нүктелері арасындағы i2 тогының бастапқы фазасын есептеу үшін R=1Ом қарсылығын қосады, осциллографтың В каналы 4- нүктеге қосылады.  желісінің басындағы кернеуге 1-курсорды, ал i2 тогына 2-курсорды қоя отырып, кернеуі мен i2 тогы арасындағы уақытша қозғалысты есептейді (Т2-Т1 таблосы бойынша). Токтың бастапқы фазасы мына формуламен есептеледі: yi1 = -3600(Т2-Т1)´f.

Токтар және кернеулер әртүрлі режимдерде жұмыс істеу үшін мына кейіптемелермен есептеледі:

Жүктеме режимі бойынша:      

Бос жүріс бойынша:        

Қысқа тұйықталу бойынша:         

Келісімді жүктеме бойынша.           

 

 

                                           4.3 сурет

 

5  Зертханалық жұмыс № 5. Электр тізбегінің тұрақты тогының сызықсыз резистивті элементтерін зерттеу

 

         Жұмыстың мақсаты: тізбектің тұрақты тогының сызықсыз резистивті элементтерін тәжірибелік зерттеуге үйрену

 

         5.1 Жұмысқа дайындық

 

         «Тұрақты ток режиміндегі сызықсыз электр тізбектері» тарауын қайталау (Ә.1 233-244 бет.; Ә.2 404-406 бет.; Ә.8 32-36 бет.; Ә.9 69-76 бет).

        

Келесі сұрақтарға жауап беру және орындау:

         1) Қандай резистивті элементтер сызықсыз деп аталады?

         2) Қандай резистивті элементтер симметриялы және қандай элементтер симметриялы емес деп аталады? Симметриялы және симметриялы емес сызықсыз элементтерге мысалдар келтіру. Олардың вольт-амперлік сипаттамаларын салу.

         3) Статикалық Rст және дифференциалдық Rд кедергілер қалай анықталады?

4) Бір ЭҚК көзі және тізбектей жалғанған сызықсыз және сызықты резистивті элементтері бар тізбектің графикалық есебін көрсету (5.2 суретті қараңыз).

5) Сызықсыз резистивті элементтің жұмыс нүктесі қалай анықталады?

6) Бір ЭҚК көзі және параллель жалғанған екі сызықсыз элементтері бар тізбектің графикалық есебін көрсету (5.3 суретті қараңыз).       

7) Екі ЭҚК көзі және СЭ бар тармақталған электр тізбегінің графикалық есебін көрсету (5.4 суретті қараңыз).

 

5.2 Жұмыстың орындалу реті

 

5.2.1 Екі сызықсыз және бір сызықты элементтердің вольт-амперлік сипаттамаларын алу (5.1- суретті, 5.2- кестені қараңыз).

5.2.2 Тізбектей жалғанған сызықсыз және сызықты резистивті элементтердің электр тізбегін жинау (5.2 суретті қараңыз). Берілген нұсқаға сәйкес U  кірісіндегі кернеу мен R сызықты кедергінің  мәнін анықтау (5.1 кестені қараңыз). Барлық өлшеу құралдарының көрсеткіштерін 5.3 кестеге енгізу (қатар – тәжірибе).

5.2.3 Параллель жалғанған екі резистивті элементтердің электр тізбегін жинау (5.3 суретті қараңыз). Берілген нұсқаға сәйкес U кірісіндегі кернеудің мәнін анықтау (5.1 кестені қараңыз). Барлық өлшеу құралдарының көрсеткіштерін 5.4- кестеге енгізу (қатар – тәжірибе).

5.2.4 Екі ЭҚК көзі бар тармақталған электр тізбегін (5.4 суретті қараңыз). Берілген нұсқаға сәйкес ЭҚК пен R сызықты кедергінің мәндерін анықтау  (5.1 кестені қараңыз). Барлық өлшеу құралдарының көрсеткіштерін 5.5- кестеге енгізу (қатар – тәжірибе)

 

5.1 кесте

Нұсқа №

1

2

3

4

5

U

10

20

15

12

18

Е1,В

20

15

20

20

10

Е2,В

15                        

20

10

12

20

R,Ом

50

80

60

70

40

  

5.1 сурет

 

5.2 кесте

СЭ 1

U

 

 

 

 

 

I,mA

 

 

 

 

 

СЭ 2

U

 

 

 

 

 

I,mA

 

 

 

 

 

ЛЭ

U

 

 

 

 

 

I,mA

 

 

 

 

 

 

5.2 сурет

 

5.3 кесте

Зерттеу түрі

 

U

U1

U2

I,mA

Тәжірибе

 

 

 

 

 

Графикалық есеп

 

 

 

 

  

5.3 сурет

 

5.4 кесте

Зерттеу түрі

 

U

I,mA

I1,mA

I2,mA

Тәжірибе

 

 

 

 

 

Графикалық есеп

 

 

 

 

 

5.4 сурет

 

5.5 кесте

Зерттеу түрі

 

Е1,В

Е2,В

U12,В

I1,mA

I2,mA

I3,mA

Тәжірибе

 

 

 

 

 

 

 

Графикалық есеп

 

 

 

 

 

 

  

         5.3 Жұмыстың нәтижесін талдау және безендіру

 

         5.3.1 Екі сызықсыз және сызықты элементтердің вольт-амперлік сипаттамаларын тұрғызу.

         5.3.2 Электр тізбегі үшін графикалық есеп орындау (5.2 суретті, 5.3.2 бөлімдерін қараңыз), есептеу нәтижелерін 5.3-кестеге жазу (графикалық есеп қатарына), есептік мәндерді тәжірибелік мәндермен салыстыру. Сызықсыз элементтің жұмыс нүктесін анықтау және статикалық және дифференциалдық кедергілерді есептеу.

         5.3.3 Электр тізбегі үшін графикалық есеп орындау (5.3 суретті, 5.3.3 бөлімдерін қараңыз), есептеу нәтижелерін 5.4-кестеге жазу (графикалық есеп қатарына), есептік мәндерді тәжірибелік мәндермен салыстыру.

           5.3.4 Электр тізбегі үшін графикалық есеп орындау (5.4-суретті, 5.3.4 бөлімдерін қараңыз), есептеу нәтижелерін 5.5-кестеге жазу (графикалық есеп қатарына), есептік мәндерді тәжірибелік мәндермен салыстыру.

         5.3.5 Жасалған жұмысқа қорытынды жасау:  кернеулер мен токтардың тәжірибелік мәндерін есептік мәндерімен салыстыру, сызықсыз электр тізбектері есебінің графикалық әдісінің дәлдігін бағалау.

 

5.4 Әдістемелік нұсқау

 

Сызықсыз резистивті элемент (СЭ) дегеніміз - сызықсыз вольт-амперлік сипаттама (ВАС). Сызықсыз резистивті элементтің негізгі элементі оның кедергісі  болып келеді: статикалық және дифференциальдық.

Статикалық кедергі келесі кейіптеме бойынша анықталады:

,

мұндағы U0, I0 − СЭ жұмысының вольт-амперлік сипаттамасының (ВАС) тұрақты кернеуі және тогы; β − тура алынған бұрыш, ол координата басымен және СЭ ВАС-ның  жұмыс нүктесі (5.5 суретті қараңыз), − кедергі масштабы, mU − кернеу масштабы, mI – ток масштабы.

         Дифференциальдық кедергі келесі кейіптеме бойынша анықталады:

,

мұндағы α − ток осіне және ВАС-ның жұмыс нүктесіне жанама алынған бұрыш.

 

5.5 сурет

  

6 Зертханалық жұмыс № 6. Вентильді электр тізбегін зерттеу

 

Жұмыстың мақсаты: вентильді электр тізбектерін тәжірибелік зерттеу арқылы оқып үйрену. 

 

6.1 Жұмысқа дайындық

 

ЭТТ 2 пәнінің бөлімдерін қайталау: «Вентильді электр тізбегіндегі ток қисығының формасы», «Қарапайым түзеткіштер» (Ә.1279-283 бет; Ә.2430-435 бет).

 

Келесі сұрақтарға жауап беру және орындау:

          1) Қандай сызықсыз элемент электрлік вентиль деп аталады? Оның вольтамперлік сипаттамасын келтіру. Идеалды вентильдің анықтамасын беру.

2) Электрлік вентиль мен актив кедергісі бар тізбек тогының лездік мәнінің графигін тұрғызу (6.1 суретті қараңыз), егер тізбек кірісіне синусоидалды кернеу берілсе. Жүктемедегі кернеудің лездік мәнінің графигін тұрғызу. Әрекет етуші кернеу көзі мен жүктеме кедергісінің мәндері 6.3 кестесінде берілген (берілген нұсқа бойынша).

3) Әрекет етуші мәні Uжүк, Iжүк және ток пен жүктемедегі кернеудің UжүкО, IжүкО тұрақты құраушысын, идеалды біржарты периодты  түзетудегі айнымалы токтың құраушысының Iжүк~ және кернеудің Uжүк~ әрекет етуші мәнін (берілген нұсқа бойынша) есептеу. Есептеу нәтижесін 6.1 кестесіне толтыру («теориялық есептеу» жолына).

4) Екіжарты периодты түзету үшін токтың лездік мәні мен жүктеме кернеуінің графигін тұрғызу (6.2 суретті қараңыз). Әрекет етуші кернеу көзі мен жүктеме кедергісінің мәндері 6.3 кестесінде берілген (берілген нұсқа бойынша).

5) Тізбек кірісіндегі әрекет етуші токты I анықтау (берілген нұсқа бойынша), әрекет етуші Uжүк, Iжүк және ток пен жүктемедегі кернеудің UжүкО, IжүкО тұрақты құраушысын,  идеалды екіжарты периодты  түзетудегі айнымалы токтың құраушысының Iжүк~ және кернеудің Uжүк~ әрекет етуші мәнін есептеу. Есептеу нәтижесін 6.2 кестесіне толтыру («теориялық есептеу» жолына).

6) Идеалды бір және екіжарты периодты актив кедергісі бар түзетулер үшін толық қуат S, активті қуат Р және бұрмалау қуат Т шамаларын есептеу.

7) Бір және екіжарты периодты түзетулер үшін сызбалар салу (6.1, 6.2 – суреттерді қараңыз). 6.1, 6.2 кестелерін толтыру.

 

          6.2 Жұмыстың орындалу реті

 

         6.2.1 Тура және кері бағыттағы тұрақты кернеу көзіне қосылған тізбектей қосылған кедергісі бар диодтың статикалық вольт-амперлік сипаттамасын алу.

         6.2.2 Сұлбаға сәйкес біржарты периодты түзеткішті жинау (6.1 суретті қараңыз). Кернеу көзі мен жүк кедергісінің әрекет етуші мәндері 6.3 кестесінде берілген (берілге нұсқа бойынша). UжүкО, IжүкО  тұрақты құраушысын және ток Iжүк~ пен жүктемедегі кернеудің Uжүк~ әрекет етуші айнымалы құраушысын өлшеу. Алынған мәндерді 6.1 кестесіне толтыру («тәжірибелік өлшеулер» жолына).

6.2.3 Осциллографтың көмегімен кернеу көзі мен жүктемедегі кернеудің лездік мәндерінің қисығын сызу.

         6.2.4 Берілген сұлба бойынша көпірлі түзеткішті жинау (6.2 суретті қараңыз). 6.3.2 бөліміндегі қорек көзіне кернеу мен жүк кернеуін беру (орнату). Тізбектің кірісіндегі әрекет етуші токты I, UжүкО, IжүкО  тұрақты құраушысын және Iжүк~ ток пен Uжүк~ жүктемедегі кернеуге әрекет ететін айнымалы құраушысын өлшеу. Алынған мәндерді 6.2 кестесіне толтыру («тәжірибелік өлшеулер» жолына).

         6.2.5 Осциллографты жүктемеге қосып, түзетілген кернеудің қисығын салу.

 

6.3 Жұмыс нәтижесін талдау және безендіру

 

         6.3.1 Біржарты периодты түзеткіштер үшін (6.1 суретті қараңыз) есептік жолмен алынған жүктемедегі лездік кернеудің қисығын және осциллограф арқылы тәжірибелік жолмен алынған лездік кернеудің қисығын бір графикте салу. Жүктемедегі лездік кернеудің теориялық қисығын тәжірибелікпен салыстыру.

6.3.2 Біржарты периодты түзеткіш үшін 6.3.2 бөліміндегі өлшеулер бойынша ток IжүкО пен жүктемедегі UжүкО кернеудің тұрақты құраушыларын, ток Iжүк~  жүктемедегі кернеудің Uжүк~ әрекет етуші айнымалы құраушыларды әрекет етуші ток Iжүк пен жүктемедегі кернеудің Uжүк әрекет етуші шамаларын келесі кейіптемедегідей есептеу:, . Алынған мәндерді Iжүк, Uжүк 6.1 кестесіне толтыру («тәжірибелік өлшеулер» жолына).

         6.3.3 Біржарты периодты түзеткіш үшін 6.3.2 бөлімдегі өлшеу нәтижелері бойынша қорек көзінің толық қуатын S, жүктемедегі активті қуатты Р, бұрмалау қуатын Т есептеу және оларды 6.2.5 бөлімдегі идеалды біржарты периодты түзеткіш үшін алынған сәйкес мәндермен салыстыру.

         6.3.4 Бөліміндегі екіжарты периодты түзеткіштегі алынған өлшемдер бойынша ток IжүкО пен жүктемедегі кернеудің UжүкО тұрақты құраушыларын, ток Iжүк~ пен жүктемедегі кернеудің Uжүк~ әрекет етуші айнымалы құраушыларын ток Iжүк пен жүктемедегі кернеудің Uжүк әрекет етуші мәндерін келесі кейіптемедегідей есептеу: , . IН, UН алынған мәндерін 6.2 кестесіне толтыру («тәжірибелік өлшеулер» жолына).

         6.3.5 6.3.4 бөліміндегі өлшеулер нәтижесі бойынша қорек көзінің толық қуатын S, жүктемедегі активті қуатты Р, бұрмалау қуатын Т есептеу және оларды идеалды екіжарты периодты түзеткіштер үшін алынған сәйкес мәндермен салыстыру.

         6.4.6 Істелінген жұмыстан корытынды шығару: бір- және екіжартыпериодты түзеткіштер үшін алынған IжүкО, UжүкО, Iжүк~ , Uжүк~, Iжүк, Uжүк, S, Р, Т шамаларын салыстыру.

 

6.1 кесте

Зерттеу әдісі

 

U

 

Uжүк

 

Uжүк~,B

 

 

UжүкО

 

 

Iжүк

 

Iжүк~,A

 

IжүкО

Тәжірибелік өлшеулер

 

 

 

 

 

 

 

Теориялық есептеу

 

 

 

 

 

 

 

 

6.1 сурет

 

6.2 кесте

Зерттеу әдісі

 

U

 

Uжүк

 

Uжүк~,B

 

 

UжүкО

 

 

I,A

 

Iжүк

 

Iжүк~,A

 

IжүкО

Тәжірибелік өлшеулер

 

 

 

 

 

 

 

 

Теориялық есептеу

 

 

 

 

 

 

 

 

  

6.3 кесте

Нұсқа

1

2

3

4

5

U

10

15

20

10

15

Rжүк,Ом

50

40

60

70

80

 

6.2  сурет

 

6.4 Әдістемелік нұсқау

 

Біржартылай түзеткіш үшін (6.1 суретті қараңыз) жүктемедегі тұрақты кернеу құраушысы және тұрақты ток құраушысы: 

                           ,

          мұндағы Um  Im ток және кернеудің амплитудалық мәні. Тізбектің кіріс                кернеуінің U әсерлік мәні, жүктеме кернеуі Uжүк және тізбек тогының әсерлік I мәндері сәйкесінше келесідей:

                                       .

          Жүктеме кедергісінің активті қуаты 2 есеге кем, түзеткіш қарастырылмаған жағдайда:

                                        .   

          Екіжартылай түзеткіш үшін тұрақты құраушы және кернеудің әсерлік мәні, жүктеме тогы, активті қуаты сәйкесінше келесідей:

   .    .

          7  «Электр тізбектерінің теориясы  2»  пәні бойынша зертханалық жұмыстарды орындау реті

 

7.1 Алдын ала дайындық және жұмысқа рұқсат беру

 

7.1.1 Жұмысқа кіріспес бұрын студент зертханалық жұмыстың мазмұнымен танысып, тақырыпқа сәйкес материалды оқып хабардар болу керек.

7.1.2 Орындалған жұмыстың  нәтижесі төмендегідей мазмұнда көрсетілу керек:

а) жұмыстың сұлбасы;

б) жұмысқа дайындалғанда  әр бөлім бойынша сұрақтарға  жазбаша жауап;

в) Өлшеу қорытындысы бойынша кестелер.

 

7.1.3 Сабақ басталғанда студент міндетті:

а) алдыңғы толық  дайындалған жұмысты қорғау;

б) жеке қорытынды жасалғаннан кейін, келесі жұмысқа рұқсат алу; Сабақ уақытында студент орындауға тиісті (схеманы жинап, керекті өлшемдерді жүргізу және алдын ала берілген кестелерге қорытындыны жазып алуға ).

7.1.4 Оқытушы студенттердің  жұмысқа дайындығын тексеріп, теория бойынша бақылау сұрақтарын қояды, жұмыс ретін, сұлба қызметін, аталған формулалардың нәтижесін, қорытындысын сұрайды. Сұрақтар ауызша және жазбаша түрде қойылады.

7.1.5 Үшінші бөлімдегі талаптарды орындамаған, сонымен қатар теориялық сұрақтарға берілген жауаптары «қанағаттанарлықсыз» нәтиже көрсеткен студенттерге жұмысқа рұқсат берілмейді.

7.1.6 Жұмысқа  рұқсат алмаған студенттер теорияны оқу үшін бос уақытты қолдану керек.

7.1.7 Орындалмаған жұмыстарды студенттер қосымша берілген уақытта келіп орындайды. Бұл үшін студенттер оқытушыға алдын ала жазылады. Жұмысқа рұқсат алу кезінде студент жалпы негіз бойынша түсінік алады.

 

7.2 Зертханадағы жұмыс

 

7.2.1 Зертханада жұмыс жасау үшін оқытушы студенттерді топқа бөледі (2-3 студенттен) немесе студентке жеке жұмыс жасауға мүмкіндік береді.

7.2.2 Барлық қажетті құралдар дайын жерде әр топ жеке жұмыс жасайды.

         7.2.3 Жұмыс басында студенттер қолданылатын аппараттар мен құралдарды қарап алады. Ақау байқалған жағдайда дереу оқытушыға хабардар етеді.

7.2.4 Ескерту, қауіпсіздік техникасы немесе жұмыстың орындалу реті сақталмай зертханаға келтірілген зиян үшін топ мүшелері жауапты.

7.2.5 Жұмысты жасауға арналған сұлбаны студенттер өз бетімен жинайды. Сұлба қарапайым, көркем және әр нүктесіне жеңіл қол жеткізетіндей болу үшін өлшеуіш құралдарды, көмекші және реттегіш құрылғыларды дұрыс орналастыруы тиіс.

7.2.6 Тізбекте токтар және кернеу ең кіші мәнге ие болуы үшін, тәжірибе басында реостат және басқа реттегіш құрылғылар реттелуі тиіс, өлшеуіш құралдар ең жоғары диапазонда ауыстырылуы тиіс. Жуық шамамен анықталатын  шамалар анықталғаннан кейін  құрылғыны қолайлы өлшеу диапазонына қосу керек.

7.2.7 Сұлбаны міндетті түрде оқытушы тексеруі тиіс, және оқытушының рұқсатымен ғана сұлба кернеуге қосылады. Оқытушының бақылауымен тәжірибелік мәндерді алу  мен жұмыс жасалу барысында ғана сұлба кернеуге қосулы болуы керек. Жұмыс аяқталғаннан кейін сұлба кернеу көзінен ажыратылуы тиіс.

7.2.8 Өлшеу құрылғыларының көрсетуі үйден дайындалған кестеге түсірілуі керек.  Өлшеу аяқталғаннан кейін оқытушыға көрсетіліп, сұлбаны бұзуға рұқсат алу керек. Қажет болған жағдайда  қосымша және қайта өлшеу  үшін рұқсат алғанға дейін сұлбаны бұзуға тыйым салынады.

 

7.3 Зертханалық жұмыстың есеп беруін безендірілуі және жұмыстың қорғалуы

 

7.3.1 Әрбір жасалған жұмыста студент барлық толық мағлұматты жұмысты безендіру кезінде  көрсетуі тиіс.

7.3.2 Дайын болған жұмыс келесі сабақтың басында немесе сабақ уақытында көрсетілуі тиіс.

7.3.3 Оқытушы тексеру кезінде қанағаттанарлықсыз нәтиже көрсеткен жұмыс қайтадан түзетіліп, толықтырып келесі сабақта тапсырылуы тиіс.

        

Қорытынды титулдық бет және келесі бөлімдерден тұрады:

          а) жұмыстың мақсаты;

б) негізгі теориялық мағлұматтар және дайындық сұрақтарына жауаптар;

в) тәжірибе жайлы қысқаша мәлімет;

г) зерттелетін тізбек сұлбасы;

д) құрылғылардың және элементтердің тізімі;

ж) зерттелетін электрлік өлшемдердің және тізбектің  режимдерінің есептеулері, есептік формулалары және мүмкін болатын графиктері;

е) зерттеу қорытындылары (кестелер, сызбалар, электрлік өлшемдер және сандық мәндері);

с) қорытынды.

Титулдық бет, аж аралығы, кестелер зертханалық жұмыстың басында алдын ала дайындалады. Қорытынды  А4 (210´297мм) ақ форматта безендіріледі. Анық және ұқыпты бір түсті сиямен жазылған мәтінде тек қана көпшілік қолданатын мағыналы сөздер мен қысқартылған сөздер (бірінші ескертілуде түсіндірілген) қолданылуға рұқсат беріледі.

 

Титулдық беттің үлгісі төменде көрсетілген (А қосымшасы)

                                        

                                          А Қосымшасы

 

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

 

 

Электротехниканың теориялық негіздері кафедрасы  

(пәннің атауы)

 

 

№  ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫСҚА ЕСЕП

 

                   

                                  (зертханалық жұмыстың атауы)

 

 

 

 

Жұмыстың орындалды _____________________

(жұмыстың орындалу күні)

                                             Студент______________________________

                                                        (аты-жөні)

Сынақ кітапшасының №____________________

 

                                                    Тобы____________________________________

                                                                        (мамандық шифры)

 

Есеп беруінің қабылдануы__________________

                                                                                                 (күні)

 

Оқытушы_________________________________

                                                                        (аты-жөні)

 

 

 

Алматы 2012

                                            Әдебиеттер тізімі

 

          1 Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей.- М.: Радио и связь, 2000. -592 с.

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

3  Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. – т.1. – Санкт-Петербург: Питер, 2003. -463 с.

 4  Демирчян  К.С.,  Нейман Л.Р.,  Коровкин  Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. – т.2. – Санкт-Петербург: Питер, 2003. -576 с.

5 Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Гардарики, 1999. – 638 с.

6 Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей. - М.: Высш. шк., 1990.- 544 с.

7 Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IВМ РС. Программа Electronics Workbench и её применение.-М.: Солон-Р, 1999.-506 с.

8  Жолдыбаева З.И., Зуслина Е.Х., Коровченко Т.И. Теория электрических цепей 2. Конспект лекций. – Алматы: АУЭС, 2006.- 52с.

9. Жолдыбаева З.И., Зуслина Е.Х. Теория электрических цепей 2. Примеры расчёта установившихся и переходных режимов в электрических цепях с сосредоточенными и распределёнными параметрами. Учебное пособие. – Алматы: АУЭС, 2011.- 78 с.

  

Мазмұны 

1

зертханалық жұмыс № 1. RC-тізбегінің қысқа тұйықталуы

5

2

зертханалық жұмыс № 2. RL- тізбегінің қысқа тұйықталуы

8

3

зертханалық жұмыс № 3. RLC- тізбегінің өтпелі кезеңі

12

4

зертханалық жұмыс № 4. Шығынсыз желіні әртүрлі режимде зерттеу

13

5

зертханалық жұмыс № 5. Электр тізбегінің тұрақты тоғының сызықсыз резистивті элементтерін зерттеу

21

6

зертханалық жұмыс № 6. Вентильді электр тізбегін зерттеу

26

7

«Электр тізбегінің теориясы 2» пәні бойынша зертханалық жұмысты орындау реті 

30

 

Әдебиеттер тізімі   

34

 

                                                                               2012 жиынтық жоспары, реті  36